专利名称：聚丙烯腈废料在制备沼气池密封胶中的用途的制作方法
技术领域：
本发明属于精细化学品工业制备领域，具体涉及的是一种工业废弃物——聚 丙烯腈废料的资源化再利用的产品生产技术，特别是将其应用于水泥的气体密封 具有良好的应用效果。该产品还可作为涵洞、大坝水泥构体的防渗剂。 背景领域
聚丙烯腈(PAN)纤维是三大合成纤维之一，其在生产加工过程中会产生约 在3% 5%之间的废料(包括废干粉，废丝，废胶块等)，而这些废料不能自然 降解或热压成型。我国腈纶的工业生产能力有近百万吨。以硫氰酸钠为溶剂的生 产工艺占三分之一。这种工艺，在生产腈纶的过程中有些含硫氰酸钠的废胶不能 被合理利用。本发明所用的腈纶废胶块即为此工艺条件下产生的废胶块。利用聚 丙烯腈大分子带有极性的-CN基团，在一定的条件下水解生成聚丙烯酸及其盐 类、聚丙烯酰胺等产物的性质，是处理腈纶废胶最简单易行的方法，聚丙烯腈水 解产物广泛应用于纺织浆胶、环保絮凝剂、油井堵水剂、农用高吸水树脂、土壤 改良等领域。而聚丙烯腈废胶块含有NaSCN，此物质对环境污染严重。废胶块 的水解液中主要物质是聚丙烯酸钠，简称PAANa，结构式为一[-CH2 — CH(COONa)-]n—。聚丙烯酸钠是一种水溶性树脂，分子量数百万，无色或 淡黄色粘稠液体，呈弱碱性，能电离，有腐蚀性；在pH二4附近时，容易 凝胶；在pH二2.5时，近于溶解；易溶于氢氧化钠水溶液，但在氢氧化钙、 氢氧化镁等水溶液中会沉淀；无毒；吸湿性极强。在废胶块的水解成聚丙烯 酸钠的过程中，聚丙烯腈废胶块中含有的NaSCN上的-CN基团也被水解，因而， 原料中污染环境的物质被消除了。
发明内容
本发明的目的是解决聚丙烯腈废料的处理问题和沼气池水泥的密封问题，提 供一种聚丙烯腈废料在制备沼气池密封胶中的用途，用聚丙烯腈废料制备沼气池 密封胶的生产过程环境友好、产品密封效果好，操作简便，节约资源。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的
聚丙烯腈废料在制备沼气池密封胶中的用途。
上述聚丙烯腈废料为以硫氰酸钠为溶剂生产腈纶的过程中产生的废胶块。
3本发明可用碱水解法按聚丙烯腈废料:NaOH:H201:0.05 0.8:2 30的质量 比例将聚丙烯腈废料水解得到水解液，将其水解液与水泥混合后作为沼气池密封 胶使用。
本发明可在上述水解液中加添加剂后与水泥混合作为沼气池密封胶使用。 所加的添加剂为硅酸钠；其中按质量比计水解液:添加剂:水泥=100:0.5 5.0:20 500。
用碱水解法将聚丙烯腈废胶水解，其方法为将聚丙烯腈废料洗净，并破碎
成粒径为l-20mm的碎块；按碎块、氢氧化钠、水三者之间的质量比为1:0.05 0.8:2 30的比例，将碎块、氢氧化钠和水混合，在卯。C 100。C反应2-24小时。
本发明用聚丙烯腈废料制备沼气池密封胶，釆用碱法水解聚丙烯腈废胶块， 产生的氨气用水吸收利用，对环境不会产生污染；产品密封效果好，操作简便， 节约资源。本发明用聚丙烯腈废料制备的密封胶还可作为涵洞、大坝水泥构体的 防渗剂。
具体实施例方式
沼气池密封胶的制备
1.聚丙烯腈废料的水解 -(1)碎块的准备
用刷子将以硫氰酸钠为溶剂生产腈纶的过程中产生的聚丙烯腈废胶块 洗净，并破碎成粒径为l-20mm的碎块，将剪好的胶块放在lOOOmL的烧杯中， 用橡皮筋和塑料袋封口，备用。 (2)固含量的测定
固含量的测定将两张称量纸放在干燥箱内于7(TC下干燥30min，取出放入 干燥器中，冷却至室温后称量。称取20.98g的试样，将试样均匀的平铺在称量 纸上。然后放入干燥箱内，1小时后取出，放入玻璃干燥器中冷却至室温后称量， 再将称量纸放入干燥箱内，干燥30min后放入干燥器中冷却至室温后称量，重复 上述操作，直至前后两次称量差不大于0.01g为止。
附—附 _
固体含量义=^^x100，式中X为固体含量，％; W为称量纸质量，g; /^为 —附
干燥前试样和称量纸的质量，g;附2为干燥后试样和称量纸质量，g。(3)聚丙烯腈废料的水解 在实验中都是以聚丙烯腈废料的湿基计算。自来水的密度大约为lg/mL， 故在实验中以其体积代替质量进行计算。将胶块放入三口烧瓶中，加入NaOH 颗粒，再加入自来水，三者之间按PAN:NaOH:H20-l:0.05-0.8:2-30;将备好的反 应物体系放入恒温加热磁力搅拌器中，回流加热，温度逐渐升到设定温度，温度 设定在90°C 100°C，自来水吸收反应中所产生的氨气。 2.聚丙烯腈废料的水解液与水泥的混合
将聚丙烯腈废料的水解液中加入添加剂——硅酸钠后直接与水泥混合后刷 板，用胶头滴管滴一滴清水在已干的水泥板上，观察水滴的扩散、渗透情况，以 此检验水泥板的防水情况。
下面是本发明的实施例。
实施例1
用杯子在电子天平上称取PAN废胶碎块15.08g，将称取的废胶装入三口烧瓶 中；用称量瓶在电子天平上称取NaOH颗粒6.02g，将称量好的NaOH颗粒装入 三口烧瓶中；用量筒量取75mL的自来水，加入三口烧瓶中；振摇。将备好的反 应物放到油浴锅中，磁子放入三口烧瓶中，再将回流冷凝管接在三口烧瓶中间的 一个瓶口上，回流冷凝管的另一个口用橡皮塞塞住；蒸馏头接在三口烧瓶剩余两 个口中的任意一个，球形冷凝管接在蒸馏头的侧口，蒸馏头的另一个口用橡皮塞 塞住；尾接管接球形冷凝管，取适量的自来水倒入100mL的烧杯中，水量以刚 好没过尾接管管口 3 5mm为宜。用橡皮塞塞住三口烧瓶的第三个孔。插上油浴 锅的插头，打开电源开关，调节磁子的转速，设置油浴锅的温度为90°C。反应 的过程中，废胶块由原来的灰褐色变成橘红色，血红色，暗红色，橙红色；溶液 也慢慢的变成灰黄色，溶液的粘度也由小变大，随着水解时间的延长，粘度又变 小。待胶块消失为水解反应终点。反应时间为5个小时。
在电子天平上用杯子称取PAN水解液20.05g (不含杯重)，用减量法加入水 泥19.19g (用杯子装大半杯水泥，放在电子天平上称量，记录数据，用药匙在杯 中取水泥放入称有PAN水解液的杯中，用玻璃棒搅拌，边加边搅拌，直到泥浆 呈线形流下，记录此时天平上的示数；两数据相减即得所加水泥的用量)，搅拌， 用刷子将泥浆刷在板子上，大约半小时后或者看到板子上的泥浆表面上的水消失，再刷第二遍；等大约半小时后再刷第三遍。待刷板干了之后，用胶头滴管滴 一滴清水在板上，水滴在27分钟内不扩散。 实施例2
用杯子在电子天平上称取PAN废胶碎块15.01g，将称取的废胶装入三口烧 瓶中；用称量瓶在电子天平上称取NaOH颗粒4.49g，将称量好的NaOH颗粒装 入三口烧瓶中；用量筒量取75mL的自来水，加入三口烧瓶中；振摇。将备好的 反应物放入油浴锅，再将磁子放入三口烧瓶中；回流冷凝管接在三口烧瓶中间的 一个瓶口上，回流冷凝管的另一个口用橡皮塞塞住；蒸馏头接在三口烧瓶剩余两 个口中的任意一个，球形冷凝管接在蒸馏头的侧口，蒸馏头的另一个口用橡皮塞 塞住；尾接管接球形冷凝管，取一定量的自来水倒入100mL的烧杯中，水量以 刚好没过尾接管管口 3 5mm为宜。用橡皮塞塞住三口烧瓶的第三个 L。插上油 浴锅的插头，打开电源开关，调节磁子的转速，设置油浴锅的温度为90°C。反 应时间为5.5个小时，得水解液。
在电子天平上用杯子称取PAN水解液7.97g (不含杯重)；在水解液中加入 0.08g硅酸钠，搅拌均匀得到PAN水解液混合物。用量筒量取5mL自来水加入 装有PAN水解液的杯中；用减量法加入水泥24.85g;搅拌，刷板。待刷板干了 之后，用胶头滴管滴一滴清水在板上，水滴在30分钟内不扩散。
实施例3
在电子天平上用杯子称取PAN水解液20.57g (不含杯重)；在水解液中加入 0.26g硅酸钠，搅拌均匀得到PAN水解液混合物。用减量法加入水泥60.65g;搅 拌，刷板。待刷板干了之后，用胶头滴管滴一滴清水在板上，水滴在35分钟内 不扩散。
称取20g的市售的聚乙烯醇类的密封剂，加120mL热水溶解后，加入400g 的水泥混合，搅拌，刷板。待刷板干了之后,用胶头滴管滴数滴清水在板上，水 滴在18分钟内不扩散。
PAN水解液作为水泥密封剂，与水泥混合后刷板，板干后，外观和比使用 市售的聚乙烯醇类的密封剂好，而且表面更光滑，还有一层膜。粘结性一样，硬 化速度稍慢。
实施例4在台称上用称取PAN水解液100kg;在水解液中加入lkg硅酸钠，搅拌均
匀得到PAN水解液混合物。用减量法加入水泥300kg;搅拌，刷板。待刷板干 了之后，用胶头滴管滴数滴清水在板上，水滴在32分钟内不扩散。
称取100kg的市售的聚乙烯醇类的密封剂，加600L热水溶解后，加入2000kg 的水泥混合，搅拌，刷板。待刷板干了之后，用胶头滴管滴数滴清水在板上，水 滴在20分钟内不扩散。
PAN水解液作为水泥密封剂，与水泥混合后刷板，板干后，外观和比使用 市售的聚乙烯醇类的密封剂好，而且表面更光滑，还有一层膜。粘结性一样，硬 化速度稍慢。
权利要求
1.聚丙烯腈废料在制备沼气池密封胶中的用途。
2. 根据权利要求1所述的用途，其特征是所述聚丙烯腈废料为以硫氰酸钠为 溶剂生产腈纶的过程中产生的废胶块。
3. 根据权利要求1所述的用途，其特征是用碱水解法按聚丙烯腈废料:NaOH:H201:0.05 0.8:2 30的质量比例将聚丙烯腈废料水解得到水解 液，将其水解液与水泥混合后作为沼气池密封胶使用。
4. 根据权利要求3所述的用途，其特征是在水解液中加添加剂后与水泥混合 作为沼气池密封胶使用。
5. 根据权利要求4所述的用途，其特征是所加的添加剂为硅酸钠；其中按质量比计水解液:添加齐U:水泥^00:0.5 5.0:20 500。
6. 根据权利要求3或4或5所述的用途，其特征是用碱水解法将聚丙烯腈废 胶水解，其方法为将聚丙烯腈废料洗净，并破碎成粒径为l-20mm的碎块； 按碎块、氢氧化钠、水三者之间的质量比为l:0.05 0.8:2 30的比例，将碎 块、氢氧化钠和水混合，在9(TC 100。C反应2-24小时。
全文摘要
本发明涉及聚丙烯腈废料在制备沼气池密封胶中的用途。本发明用聚丙烯腈废料制备沼气池密封胶，采用碱法水解聚丙烯腈废胶块，产生的氨气用水吸收利用，对环境不会产生污染；产品气密封效果好，操作简便，节约资源。本发明用聚丙烯腈废料制备的密封胶还可作为涵洞、大坝水泥构体的防渗剂。
文档编号C09J133/20GK101586013SQ20091006282
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者周晶晶, 徐启明, 芬 赵, 嘉 郭, 陈启明, 陈金芳 申请人:武汉工程大学