一種pet塑料的回收利用方法及早強塑料砂漿和砂漿的製備方法

2023-09-22 04:23:00

專利名稱：一種pet塑料的回收利用方法及早強塑料砂漿和砂漿的製備方法
技術領域：
本發明涉及PET廢舊塑料的回收利用方法，將其製成塑料砂漿，可用於快速修補破損混凝土路面，還涉及該砂漿的製備方法，屬於塑料的回收利用和建築材料技術領域。
背景技術：
隨著飲料數量和品種的不斷增加，PET瓶的使用量不斷增長，現應用於純淨水，礦泉水，茶飲料，啤酒，以及牛奶等飲料的包裝。目前全世界使用PET容器數量已達1500億個， 在中國僅在北京市範圍內，2009年產生的廢棄PET瓶總量已達15萬噸，約為60億隻廢舊 PET瓶，現仍以每年20%的速度遞增。由於沒有有效的生物降解方法，PET塑料瓶使用的迅猛增長而帶來的環境問題日益凸顯，存放如此之多的塑料瓶也會佔據大量的土地資源。不適當的處理，如燃燒還會對環境造成汙染，因此廢舊PET飲料瓶的再生利用對於節約土地資源，材料資源以及保護環境具有重要意義。混凝土路面在使用過程中，由於荷載、環境、設計、施工等因素影響，會出現路面局部破損。如果這些小範圍的局部病害得不到有效及時的修補，將導致破損範圍進一步擴大，病害進一步加劇，最終導致更為嚴重的破壞。在修補時， 材料的強度增長快慢制約著開放交通的時間。早強、耐久的快速修補材料可以縮短道路封閉時間，大大減少對交通的影響，具有良好的社會意義和經濟意義。國內也有很多關於道路快速修補的材料公開，例如，專利201010186653. 5公開了一種道路快速修補料，是由特種水泥1份；普通水泥0. 14 0. 13份；高分子聚合物0. 05 0. 08份；施工助劑0 0. 01份；膨脹劑0 0. 05份；摻合料0. 05份；砂1. 18 1. 12份配製而成，具有快速修補路面並在短時間內開放交通，的優點。專利200510061384. 9公開了一種路面快速修補填料，由浙青70 80份，焦油60 80份，二氧化矽450 500份， 沙石料350 450份。所述的沙石料中石子重量含量為40 6096，沙子重量含量為40 60%組成，具有操作簡單快速，修補後2 3分鐘即可通車的優點。專利201010183541. 4 公開了一種超早強聚合物快速修補砂漿材料，由快硬水泥36% 50%、石英砂4 54%、聚合物增粘劑2% 10%、增稠劑0. 1% 0. 5%、早強劑0. 1% 0. 8%、調凝劑0. 15 0. 9%、減水劑0. 1% 0. 6%、消泡劑0. 02% 0. 1%、化學短纖維0. 01% 0. 08%組成，具有快硬而不速凝、防水抗滲性能好、抗開裂能力強和使用方便等優點。這些材料雖然均能實現道路的快速修補，但是其組成成分多，配方複雜，且都沒有公開以廢舊塑料作為組成成分。Oklahoma 大學 Niji Khoury 等人在《Soil Fused with Recycled Plastic Bottles for Various Geo-Engineering Application》提到將 PET 和土或者砂子在 275°C 的條件下加熱融化，形成均質的塑料土材料，所採用的PET用量為PET 砂=1:1。在最優PET 用量，砂子的級配以及浙青添加方面，Khoury沒有開展研究，而且Khoury所製成的塑料土主要用作開級配集料的粘結劑，用來製作透水性路面，沒有將塑料砂漿用於道路的快速修補。

發明內容
本發明根據現有塑料材料回收及使用量大處理困難的問題，提供了一種PET塑料的回收利用方法，該方法節約了資源、保護了環境，具有良好的社會意義和經濟意義。本發明還提供了以PET塑料為原料之一的早強塑料砂漿，該砂漿強度增長快，可用作混凝土路面快速修補砂漿，3h飛h即可通車，可以滿足道路快速修補材料的要求。本發明還提供了本早強塑料砂漿的製備方法，本方法工藝簡單，易於操作實施。根據現有技術的內容，發明人對廢舊PET塑料在早強砂漿中的應用進行了進一步的研究，研究表明，若控制好PET塑料的加入量，該回收方法是可行的。根據Khoury所描述的試驗工藝，發明人進行了進一步的研究，結果採用優化級配的砂子，並使用國內PET塑料，在PET 砂=1:1的條件下所製成的塑料砂漿抗壓強度為19.6MPa。而改變PET的摻加量，所得砂漿的抗壓、抗折強度都有了顯著的提高，具體實施方式
如下
本發明提供了一種PET塑料的回收利用方法，其特徵是將廢舊PET塑料切成碎片，作為砂漿的粘結劑。進一步的，本發明提供了一種早強塑料砂漿，包括骨料和粘結劑，其特徵是所述骨料為砂和礦粉，所述粘結劑為廢舊PET塑料，其中，骨料和粘結劑的質量比為2. 8^3. 2:1。上述砂漿中，粘結劑中還包括浙青，浙青與廢舊PET塑料的質量比為 0. 05 0. 15:1。上述砂漿中，所述骨料由砂和礦粉通過級配得到，不同粒徑的骨料佔總骨料的重量百分數為
粒徑 4. 75-9. 5mm0--10%粒徑 2. 36-4. 75mm25--35%粒徑 1. 18-2. 36mm15--25%粒徑 0. 6-1. 18mm10--20%粒徑 0. 3-0. 6mm5--15%粒徑 0. 15-0. 3mm5--10%粒徑 0. 075-0. 15mm0-10%粒徑 <0. 075mm5--15%。 上述砂漿中，所述骨料由砂和礦粉通過級配得到，不同粒徑的骨料佔總骨料的優
選重量百分數為
粒徑 4. 75-9. 5mm5% ；粒徑 2. 36-4. 75mm30% ；粒徑 1. 18-2. 36mm20% ；粒徑 0. 6-1. 18mm15% ；粒徑 0. 3-0. 6mm10% ；粒徑 0. 15-0. 3mm7. 5%粒徑 0. 075-0. 15mm5% ；粒徑 <0. 075mm7. 5%ο 本發明還提供了早強塑料砂漿的製備方法，其特徵是按要求稱取骨料和廢舊 PET塑料粘結劑，將它們混合後在27(T290°C加熱，混合物料成為流動狀態時即得。
上述製備方法中，將骨料和粘結劑在27(T290°C下加熱30-50min。在砂漿原料中加入浙青後，其製備方法為按要求稱取骨料和廢舊PET塑料、浙青粘結劑，先將骨料和廢舊PET塑料混合，在270l90°C加熱至混合料成為流動狀態，一般加熱30-50min，然後加入浙青，攪拌均勻後即得。本發明以廢舊PET塑料用於砂漿的粘結劑，不僅解決了廢舊塑料的回收、處理問題，還節約了砂漿成本，實現了環境和經濟的雙重意義。在現有技術的基礎上，本發明改進了廢舊塑料與骨料的用量比例，優化了骨料的級配，得到的砂漿與Mji Khoury提出的 PET:砂=1:1製得的砂漿在抗壓強度和抗折強度上均有了很大的提高，其中，抗壓強度提高了 60%以上。為了更好的早強砂漿的性能，在不影響其早強性的基礎上進一步提高砂漿的力學性能，本發明進一步的在粘結劑中加入浙青，以PET和浙青同時作為粘結劑，這種改進有效的提高了砂漿的抗壓強度以及抗折強度，其抗壓強度較只使用PET作為粘接劑的情況提高了 10%以上，其抗折強度較只使用PET作為膠結料提高了 60%以上。且摻入浙青後沒有影響塑料砂漿早期強度的增長，使該砂漿的應用更加廣泛，更加合適於混凝土路面的快速修補。本發明通過優化PET的用量以及骨料的級配，有效的提高了塑料砂漿的抗壓強度以及抗折強度，並在塑料砂漿中加入少量浙青，且沒有影響塑料砂漿早期強度的增長，所得砂漿可應用於道路快速修補技術中。與現有技術相比，本發明具有以下優點
(1)提供了廢舊PET塑料的一種回收利用方法，為再生利用廢舊PET塑料提供了一種新的途徑，所製成的砂漿應用廣泛，可用於道路快速修補材料，且可以有效改善PET塑料瓶造成的環境汙染。(2)以廢舊PET塑料製得的砂漿成本低廉，製作工藝簡單，抗壓、抗折等性能滿足要求，而且強度增長較快，用作路面快速修補砂漿時，強度增長快，3h^6h即可通車，可以滿足道路快速修補材料的要求。


圖1為實施例3所制砂漿的抗壓強度與養護時間的關係圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明進行進一步的闡述，應該明白的是，下述說明僅是為了解釋本發明，並不對其內容進行限制。實施例1
本發明所用的骨料為砂和礦粉，所用的砂為普通河砂，其粒徑在9. 5mm以下。在取用砂時，其級配根據《公路浙青路面施工技術規範》中砂粒式AC-5進行級配設計，得出骨料採用下述級配比例可以增強砂漿的力學性能。本發明骨料的級配要求範圍如表1所示，對於小於0. 075mm部分的骨料用料，選用礦粉進行替代。
權利要求
1.一種PET塑料的回收利用方法，其特徵是將廢舊PET塑料切成碎片，作為砂漿的粘結劑。
2.一種早強塑料砂漿，包括骨料和粘結劑，其特徵是所述骨料為砂和礦粉，所述粘結劑為廢舊PET塑料，其中，骨料和粘結劑的質量比為2. 8^3. 2:1。
3.根據權利要求2所述的砂漿，其特徵是粘結劑中還包括浙青，浙青與廢舊PET塑料的質量比為0. 05 0. 15:1。
4.根據權利要求2或3所述的砂漿，其特徵是所述骨料由砂和礦粉通過級配得到，不同粒徑的骨料佔總骨料的重量百分數為粒徑 4. 75-9. 5mm0-10% ；粒徑 2. 36-4. 75mm25-35% ；粒徑 1. 18-2. 36mm15-25% ；粒徑 0. 6-1. 18mm10-20% ；粒徑 0. 3-0. 6mm5-15% ；粒徑 0. 15-0. 3mm5-10% ；粒徑 0. 075-0. 15mm0-10% ；粒徑 <0. 075mm5-15%ο
5.根據權利要求4所述的砂漿，其特徵是所述骨料由砂和礦粉通過級配得到，不同粒徑的骨料佔總骨料的重量百分數為粒徑 4. 75-9. 5mm5% ；粒徑 2. 36-4. 75mm30% ；粒徑 1. 18-2. 36mm20% ；粒徑 0. 6-1. 18mm15% ；粒徑 0. 3-0. 6mm10% ；粒徑 0. 15-0. 3mm7. 5%粒徑 0. 075-0. 15mm5% ；粒徑 <0. 075mm7. 5%ο
6.一種權利要求2所述的早強塑料砂漿的製備方法，其特徵是按要求稱取骨料和廢舊PET塑料粘結劑，將它們混合後在27(T290°C加熱，混合物料成為流動狀態時即得。
7.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵是將骨料和粘結劑在27(T290°C下加熱 30_50mino
8.—種權利要求3所述的早強塑料砂漿的製備方法，其特徵是按要求稱取骨料和廢舊PET塑料、浙青粘結劑，先將骨料和廢舊PET塑料混合，在27(T290°C加熱至混合料成為流動狀態，然後加入浙青，攪拌均勻後即得。
9.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵是將骨料和廢舊PET塑料在270l90°C下加熱 30-50min。
全文摘要
本發明公開了一種PET塑料的回收利用方法，將廢舊PET塑料切成碎片，作為砂漿的粘結劑。本發明還公開以PET為原料的早強塑料砂漿及其製備方法，該砂漿以砂和礦粉為骨料，以廢舊PET塑料為粘結劑，骨料和粘結劑的質量比為2.8~3.2:1。本發明為再生利用廢舊PET塑料提供了一種新的途徑，可以有效改善PET塑料瓶造成的環境汙染。以廢舊PET塑料製得的砂漿成本低廉，製作工藝簡單，抗壓、抗折等性能滿足要求，而且強度增長較快，可用於道路快速修補材料。
文檔編號C04B26/10GK102311244SQ201110174970
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月27日 優先權日2011年6月27日
發明者張堃, 李鵬程, 葛智 申請人:葛智