包含改性硫的粘结材料以及制备包含改性硫的材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备包含改性硫的粘结材料的方法，所述粘结材料可提供优异的阻燃性、机械强度、水密封性能和对硫氧化细菌的耐性，且可用于密封家庭和工业废物。本发明专利技术还提供了一种使用所述粘结材料、通过简单控制来制备包含改性硫的材料的方法。所述制备粘结材料的方法包括以下步骤：提供用于改性硫的原料，所述原料由１００质量份硫和０．１－２５质量份亚乙基降冰片烯（ＥＮＢ）组成；将所述原料于１２０－１６０℃下以熔融态混合；和在所得熔融混合物于１４０℃下的粘度为０．０５０－３．０Ｐａ.ｓ时，将所述熔融混合物冷却至不高于１２０℃的温度。所述制备包含改性硫的材料的方法包括以下步骤：在制备了所述粘结材料后，将１０－５０％质量粘结材料与５０－９０％质量骨材于１２０－１６０℃下混合，同时保持所述粘结材料于１４０℃下的粘度为０．０５０－３．０Ｐａ.ｓ；和将所得混合物冷却至不高于１２０℃的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备包含用亚乙基降冰片烯(ENB)改性的硫的 粘结材料的方法以及制备包含骨材和改性硫的材料的方法，所述方法 使得可将家庭和工业废物再用作土木工程或建筑材料。
技术介绍
对硫作为土木工程和建筑材料的应用已进行了研究，利用其在超 过119。C下熔融和在常温下为固体的性质。例如专利公开l提出将硫 用作铺路的材料，专利公开2提出将硫用作建筑材料，专利公开3提 出将硫用作密封废物的材料所用的粘结材料。但是，仅由硫组成的粘结材料得到的成型品具有暴露于其外表面 的硫，因此可燃。这种成型品还具有各种其他的缺点，例如机械强度 不够和对硫氧化细菌的耐性差，因此这种产品未能广泛使用。为了改进硫的性质，已开发各种添加剂化合物。在这些化合物中， 二聚环戊二烯廉价且经济，已知对硫的机械强度具有良好的作用。专利公开4公开了一种制备硫组合物的方法，所述方法包括将 100质量份硫和2-20质量份二聚环戊二烯以熔融态混合，随后冷却； 还公开了一种制备硫组合物的方法，所述方法进一步还包括在特定条 件下将骨材混入其中。但是，在使用二聚环戊二烯的制备方法中，难以平衡在反应过程 中的粘度稳定性和成型品的不可燃性。专利公开5公开了一种制备包含改性硫的粘结材料的方法，所述 方法包括将100质量份硫和0.1-25质量份四氢化茚于120-160。C下以 熔融态混合，随后冷却至12(TC或更低的温度；还公开了一种制备改 性硫材料的方法，所述方法进一步包括在特定条件下将骨材混入其中。但是，使用四氢化茚的方法不经济，且在反应中不利地产生大量硫化氪。专利公开6和7提出向硫中加入乙烯基曱苯、二聚戊烯或其他烯 烃低聚物以改进其性质，用于铺路材料、粘合材料、密封材料等中。专利公开8公开了 一种由硫以及由10-90%重量的ENB和苯乙烯 单体组成的反应物的聚合反应产物组成的硫聚合物水泥。该硫聚合物 水泥固化含重金属的废物，以防止在处理废物的过程中有害重金属释 放至环境中且用于减小废物的体积。该专利公开教导使用硫聚合物水泥处理的产物可用作土木工程 或建筑材料或骨材。但是，使用主要包含ENB和苯乙烯单体的反应 物的硫聚合物水泥的机械强度、阻燃性和对^f克氧化细菌的耐性差。因 此，这种硫聚合物水泥实际上不能承受用作含有骨材的土木工程或建 筑材料。专利公开1: US-4290816-A专利公开2: JP-48-91123-A专利公开3: JP-59-26180-A专利公开4: JP-2002-69188-A专利公开5: JP-2003-277108-A专利公开6: JP-55-133426國A专利公开7: JP-56-501102誦A专利公开8: JP-8-3317-A专利技术公开本专利技术所要解决的问题本专利技术的 一个目标为提供一种制备包含改性硫的粘结材料的方 法，所述粘结材料甚至可用家庭和工业废物作为骨料，以制备具有优 异的阻燃性、机械强度、水密封性能和对硫氧化细菌的耐性的土木工 程或建筑材料，所述方法可使用简单的反应控制来有效制备可用于密封家庭和工业废物的粘结材料。本专利技术的另 一个目标为提供一种通过筒单控制来制备包含改性 硫的材料的方法，即使当其中使用家庭和工业废物作为骨料时，所述 材料仍具有优异的阻燃性、机械强度、水密封性能和对硫氧化细菌的 耐性，且充分满足土木工程或建筑材料的性能要求。解决问题的方式本专利技术提供了 一种制备包含改性硫的粘结材料的方法，所述方法包括以下步骤(a) 提供用于改性硫的原料，所述原料由100质量份硫和0.1-25 质量份亚乙基降冰片烯(ENB)组成，(b) 将所述用于改性硫的原料于120-160。C下以熔融态混合，和(c) 当得自步骤(b)的熔融混合物于140。C下的粘度为0.050-3.0Pa's 时，将所述熔融混合物冷却至不高于12(TC的温度。本专利技术还提供了 一种制备包含骨材和改性硫的材料的方法，所述 方法包括以下步骤(a) 提供用于改性硫的原料，所述原料由100质量份硫和0.1-25 质量份ENB组成，(b) 将所述用于改性硫的原料于120-160。C下以熔融态混合，(c) 当得自步骤(b)的熔融混合物于14(TC下的粘度为0.050-3.0Pa's 时，将所述熔融混合物冷却至不高于120。C的温度，以制备包含改性 硫的粘结材料，(d) 将10-50%质量所述包含改性硫的粘结材料与50-90%质量骨 材于120-160'C下混合，同时保持所述粘结材料于14(TC下的粘度为 0.050-3.0Pa.s，和(e) 将所得到的混合物冷却至不高于120°C的温度。 本专利技术还提供了 一种制备包含骨材和改性硫的材料的方法，所述方法包括以下步骤(a-l)提供包舍骨材和用于改性硫的原料的原料(M),所述用于改性硫的原料由95-98%质量硫和2-5%质量ENB组成，(b-l)将所述原料(M)于135-150。C下混合2-5小时，以制备所述骨 材和包含改性硫的粘结材料的混合物，和(c-l)将所述混合物冷却至不高于120。C的温度。步骤(a-l)中骨材的含量优选为原料(M)总质量的50-90%。步骤 (b-l)可通过首先将由硫和ENB组成的用于改性硫的原料以熔融态混 合，随后向其中混入骨材的方式进行。专利技术效果由于本专利技术的制备包含改性硫的粘结材料的方法包括上述步骤 (a)-(c)，因此使用简单的反应控制可有效获得可用于密封家庭和工业 废物的包含改性硫的粘结材料。此外，即使当所得到的粘结材料用于 制备使用家庭和工业废物作为骨材的土木工程或建筑材料时，该粘结 材料仍可为土木工程或建筑材料提供优异的阻燃性、机械强度、水密 封性能和对硫氧化细菌的耐性。由于本专利技术的制备包含骨材和改性硫的材料的方法包括上述步 骤0)-0)或步骤0-1)-(>1)，因此即使当使用家庭和工业废物作为骨材 时，仍可通过简单的控制获得具有优异的阻燃性、机械强度、水密封 性能和对硫氧化细菌的耐性且充分满足土木工程和建筑材料所需性 质的包含改性硫的材料。实施专利技术的最佳方式现在详细说明本专利技术。在本专利技术的制备包含改性硫的粘结材料的方法中，首先进行步骤 (a)，其中提供由特定比率的硫和ENB组成的用于改性硫的原料。在步骤(a)中提供的硫通常为元素硫，例如可为天然硫或通过石 油或天然气脱辟u制的石克。在步骤(a)中提供的ENB可为称为亚乙基降冰片烯的商品或者纯 度通常不低于80%质量，优选不低于90%质量，更优选不低于95% 质量，最优选不低于98%质量的ENB。在纯化为ENB之前来自ENB生产厂的粗ENB可包含痕量乙烯基降水片烯，只要满足上述纯度也 可使用。另一方面，来自ENB生产厂的副产物油可包含20。/。质量或更多 的副产物，例如四氢化茚(Tffl),因此ENB含量少于80%质量的这种 副产物油不能用于本专利技术。基于100质量份硫计算，ENB的比率通常为0.1-25质量份，优 选0.3-5质量份，更优选2.0-5质量份，更加优选2.5-4.5质量^\如 果ENB的比率低于上述范围，则所得到的粘结材料不具有足够的强 度。通过将所得粘结材料与骨材混合制得的固体材料的性质(即阻燃 性、水密封性能和对硫氧化细菌的耐性等)取决于ENB的比率。通常， 较高的ENB比率显示改进的性质，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备包含改性硫的粘结材料的方法，所述方法包括以下步骤：　（ａ）提供用于改性硫的原料，所述原料由１００质量份硫和０．１－２５质量份亚乙基降冰片烯组成，　（ｂ）将所述用于改性硫的原料于１２０－１６０℃下以熔融态混合，和　（ｃ）当得自步骤（ｂ）的熔融混合物于１４０℃下的粘度为０．０５０－３．０Ｐａ.ｓ时，将所述熔融混合物冷却至不高于１２０℃的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：木原勉，森弘敏夫，中塚康夫，上撫忠广，
申请(专利权)人：新日本石油株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]