改性橡胶粉、防静电泄露的砌墙砖及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及改性橡胶粉、防静电泄露的砌墙砖及其制备方法。所涉及的改性橡胶粉的制备方法如下：初始橡胶粉经改性剂改性处理得改性橡胶粉，所述改性剂为添加有硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的乙醇。该橡胶粉能够提高其与水泥的粘附。所涉及的防静电泄露的砌砖墙的制备材料组成如下：按质量百分比计，改性橡胶粉2.5%-5.5%；水泥15.0-25.0%；骨料56.75-74.85%；外加剂0.15%-0.25%；水7.5%-12.5%；上述原材料的质量百分比之和为100%。所涉及的制备方法包括将改性橡胶粉与水和外加剂充分混合后加入水泥，混合均匀后加入骨料继续混匀得混合料，利用该混合料制备砌墙砖。本发明的砌墙砖的电阻率大，工程性能好，可在具有静电泄露的工程中推广使用。
【专利说明】改性橡胶粉、防静电泄露的砌墙砖及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑工程技术，具体涉及一种防静电泄露的建筑材料，利用该材料加工的砌墙砖及砌墙砖的制备方法。
【背景技术】
[0002]橡胶粉多由废旧轮胎磨细制得，能够改善水泥基材料的韧性，提高材料的电阻率，但由于橡胶粉的表面憎水特性，橡胶粉与硬化水泥浆体之间存在的固-固界面区，使得其与水泥基体的粘结界面强度较低，从而影响了橡胶粉水泥材料的整体性能。由废旧轮胎制备的胶粉将含有硬脂酸锌，锌将会降低胶粉与水泥砂浆的粘结力，使用强碱溶液浸泡可去除硬脂酸锌。用偶联剂处理橡胶颗粒，如硅烷偶联剂一个分子链中有憎水和亲水这两种基团，偶联剂的憎水基团与橡胶颗粒的环氧基偶联，其多重分子在橡胶粉的表面自组合为一单层；它的亲水基团是向外伸展的，与无机包裹材料进行反应；这样，橡胶粉颗粒、偶联剂和水泥材料可形成复合微粒。因此，可通过在水泥材料中添加改性橡胶粉，提高水泥材料的电阻率，改善其力学性能，制备性能优异的水泥基防静电泄露材料。
[0003]另外，随着科学技术和电子工业的发展，各种电子设备的应用日益增多，静电泄露已经成为一种新的社会公害。由静电泄露造成的电磁干扰不仅会影响各种电子设备的正常运转，而且对身体健康也有危害。据估计，全世界电子电气设备由于静电干扰发生故障，每年造成的经济损失高达5亿美元。科学研究证实，人长期处于电磁辐射环境中身心健康将会受到严重损害。目前城市电力、医疗射频设备和大型机房等所产生的静电泄露和电磁辐射等已经引起人们的广泛关注。静电危害的综合治理已成为世界各国注意的焦点。因此，开发防静电泄露的建筑工程材料，越来越重要。
[0004]现有技术中，减少静电泄露危害可以采用以下两条途径:
[0005](I)通过工艺、工`装、人员、环境控制等措施，尽可能防止或减少静电的产生；
[0006](2)通过中和或泄漏的方法将静电消除。在建筑材料方面，国内生产的静电泄漏材料有:防静电橡胶板、PVC防静电地板、防静电活动地板块等。
[0007]然而，以上防静电建筑材料存在以下问题:
[0008]I)防静电泄露材料承受荷载能力较差，不能作为结构材料；
[0009]2)防静电橡胶易老化、磨损、易燃；
[0010]3) PVC防静电地板块粘结效果差，易渗出炭黑粉；
[0011]4)防静电活动地板易变形、易燃、且周围导电胶条连接不好，使防静电性能不稳定等;
[0012]5)整体性能差、强度低、极易磨损起尘，难以推广应用。
【发明内容】
[0013]针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的之一在于提供一种改性橡胶粉。
[0014]为此，本发明提供的改性橡胶粉的制备方法如下:初始橡胶粉经改性剂改性处理得改性橡胶粉，所述改性剂为添加有硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的乙醇。
[0015]所述硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的质量比为1:1，所述乙醇的用量为:硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的总质量与无水乙醇的质量比为2:98 ;所述改性剂的用量为初始橡胶粉质
量的5%。
[0016]所述改性处理的条件为:先在85°C条件下混匀，接着在20_30°C下放置12_24小时
后干燥。
[0017]所述初始橡胶粉为经碱液清洗过的橡胶粉。
[0018]所述碱液为饱和氢氧化钠溶液。
[0019]传统的橡胶粉改性技术一般通过单一偶联剂(如硅烷偶联剂)将橡胶粉与水泥材料进行耦合，以提高橡胶粉与水泥的粘附性能；本发明中的橡胶粉改性先利用碱液预处理，以去除表面杂质；然后采用乙醇作为母液，添加钛酸四丁酯和硅烷偶联剂复合偶联剂，配制改性剂，乙醇易溶于水，便于改性剂的偶联效应(即将橡胶粉与水泥水化产物或骨料相连)的发?车，能够提闻橡I父粉与水泥的粘附。
[0020]针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的另一目的在于提供一种防静电泄露的砌墙砖。
[0021]为此，本发明提供的防静电泄露的砌砖墙的制备材料组成如下:按质量百分比计，改性橡胶粉 2.5%-5.5% ;水泥 15.0-25.0% ;骨料 56.75-74.85% ;外加剂 0.15%-0.25% ;水7.5%-12.5% ;上述原材 料的质量百分比之和为100%。
[0022]上述防静电泄露的砌墙砖的制备方法如下:
[0023]将改性橡胶粉与水和外加剂充分混合后加入水泥，混合均匀后加入骨料继续混匀得混合料，利用该混合料制备砌墙砖。
[0024]与普通水泥砌墙砖相比，本发明具有如下优点:
[0025]I)大大增加了砌墙砖的电阻，具有防静电泄露功能；
[0026]2)通过橡胶粉表面的二次改性，提高了砌墙砖的耐久性能；
[0027]3)可广泛应用于医院、电力等对防电泄露要求较高的工程中。
[0028]综上所述，本发明的砌墙砖的电阻率大，耐久性能好。可以在具有静电泄露的工程中推广使用。
【具体实施方式】
[0029]本发明的橡胶粉可由废旧轮胎加工而成，且无明显老化，用于水泥基材料制备的橡胶粉水泥基复合材料具有韧性好，质轻，生产成本低的特点，但也存在由于橡胶粉与水泥基体界面粘结能力不足，而出现严重影响强度的现象，采用改性橡胶粉可对其改善；另一方面，橡胶粉为绝缘体，加入到水泥中后，可提高水泥基材料的电阻率。
[0030]本发明所用的外加剂为建筑领域常用的减水剂，如普通减水剂和高效减水剂，优选聚羧酸高效减水剂。
[0031]本发明所用的骨料为建筑材料领域常用的骨料，如河砂和机制砂，优选河砂。
[0032]本发明的砌墙砖尺寸可根据工程需要设计，如可加工成与普通砌墙砖尺寸相同的尺寸 240mmX 115mmX53mm。
[0033]以下给出本发明的具体实施例，用于进一步说明本发明。这些实施例仅用于本领域技术人员充分的理解本发明，而不是用来限制本发明的范围。凡是在本发明技术方案之上进行的等同变换或者替换均属于本发明要求保护的权利范围之内。
[0034]实施例:
[0035]一、该实施例所用原材料
[0036]水泥:复合硅酸盐水泥，安定性合格，密度为2.550g/cm3，强度等级为32.5，性能指标满足《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)要求；
[0037]骨料:河砂，密度为2.553g/cm3,连续级配，细度模数为2.48 ；
[0038]偶联剂:①KH550硅烷偶联剂，为氨基官能团硅烷，呈碱性，固含量> 97% ;②钛酸四丁酯，浅黄色液体，相对密度0.966，沸点为310°C，闪点为76.7V ；
[0039]橡胶粉:粒径小于0.425mm的废旧轮胎橡胶粉，毛体积密度为1.38g/cm3 ；
[0040]外加剂:聚羧酸系列减水剂，减水率为20% ；
[0041]其它:①Na(OH)2溶液，浓度为4.5mol/L ;②无水乙醇。
[0042]材料组成比例见表1。
[0043]二、该实施例的废旧轮胎橡胶粉改性方法
[0044]①将废旧轮胎橡胶粉用饱和氢氧化钠溶液浸泡40min，然后使用超声波清理法清洗橡胶粉颗粒，除去表面杂质后自然晾干；
[0045]②配制改性剂，其中硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的质量比为1:1，乙醇的用量为:娃烷偶联剂和钛酸四丁酯的总质量与乙醇的质量比为2:98 ；
[0046]③将废旧轮胎橡胶粉以及改性剂先后加入具有冷凝管、搅拌器和温度计的四口烧瓶中，85°C条件下搅拌1.5h，20-30°C下静置12h，然后置于60°C烘箱中干燥至恒重，制得改性橡胶粉，其中改性剂的用量为初始橡胶粉质量的5%。
[0047]三、该实施例的试件制作
[0048]①按照表1所示的质量比例，在JJ-5水泥砂浆搅拌锅中，将改性废旧轮胎橡胶粉与水和外加剂充分混合后加入娃酸盐水泥,在25°C条件下，100r/min匀速搅拌Imin ;然后加入骨料，300r/min搅拌lmin, 100r/min匀速搅拌Imin,静置0.5min ；
[0049]②将混合料装入240mmX 115mmX 53mm钢制试模中，并振动0.5min,在温度20°C和相对湿度不低于50%条件下养护Id脱模，然后在温度20°C和不低于90%的条件下养护至7d龄期，即可制得防静电泄露的砌墙砖。
[0050]表1材料组成比例(%)
[0051]
【权利要求】
1.一种改性橡胶粉，其特征在于，该改性橡胶粉的制备方法如下:初始橡胶粉经改性剂改性处理得改性橡胶粉，所述改性剂为添加有硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的乙醇。
2.如权利要求1所述的改性橡胶粉，其特征在于，所述硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的质量比为1:1，所述乙醇的用量为:硅烷偶联剂和钛酸四丁酯的总质量与乙醇的质量比为2:98 ;所述改性剂的用量为初始橡胶粉质量的5%。
3.如权利要求2所述的改性橡胶粉，其特征在于，所述改性处理的条件为:先在85°C条件下混匀，接着在20-30°C下放置12-24小时后干燥。
4.如权利要求1所述的改性橡胶粉，其特征在于，所述初始橡胶粉为经碱液清洗过的橡胶粉。
5.如权利要求4所述的改性橡胶粉，其特征在于，所述碱液为饱和氢氧化钠溶液。
6.一种防静电泄露的砌砖墙，其特征在于，该防静电泄露的砌砖墙的制备材料组成如下:按质量百分比计，改性橡胶粉2.5%-5.5% ;水泥15.0-25.0% ;骨料56.75-74.85% ;外加剂0.15%-0.25% ;水7.5%-12.5% ;上述原材料的质量百分比之和为100%。
7.权利要求6所述的防静电泄露的砌砖墙的制备方法，其特征在于，该制备方法包括:将改性橡胶粉与水和外加剂充分混合后加入水泥，混合均匀后加入骨料继续混匀得混合料，利用该混合料制备砌墙`砖。
【文档编号】C04B18/22GK103601390SQ201310542915
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】王振军, 刘建飞, 艾涛, 蒋玮 申请人:长安大学