[发明专利]一种具有重金属螯合功能的防渗涂层及其组合物和应用

说明书

技术领域

本发明属于环境治理技术领域，尤其涉及一种具有重金属螯合功能的防渗涂层及其组合物和应用。

背景技术

在危险废弃物填埋场、工业废渣堆场等重金属累积高浓度重金属地区，防渗膜特别重要，特别是地下水位高于处置场时，地下水沿孔隙渗透流动进入填埋场，一方面增加污水处理量和运行成本，另一方面，有害渗滤液，特别是重金属离子重新溶出，造成地下水污染。因此，在危废物填埋场、工业废渣堆场等地方，在底部、侧面甚至上面等所有周边均铺设防渗膜，防止有害渗滤液渗透。

现行的防渗膜多用土工膜代替，该种膜采用高密度聚乙烯的单层或者双层防渗膜技术，脆性大，在施工和使用期间，因诱导应力而产生裂缝，特别是在地下水对膜的顶托力大于膜上的水压时，防渗膜将隆起、破裂而失去防渗功能。更糟糕的事，填埋场中的稳定化重金属在雨水长期侵蚀、冲刷过程中重新溶出而迁移进入地下水，引起地下水重金属污染的严重恶果。

为克服现有防渗膜强度缺陷和防止重金属等有害污染物再次溶出而引致的地下水污染等次生灾害发生，本发明的重金属螯合功能的防渗涂层，强化现行所用土工膜机械强度的同时，赋予其重金属螯合功能，防止重金属溶出引发的二次污染问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种具有重金属螯合功能的防渗涂层及其组合物和应用。

本发明是这样实现的，一种具有重金属螯合功能的防渗涂层，所述具有重金属螯合功能的防渗涂层结构为：

其中，x、y、z、g均为10-500的整数；

主链为双或多环氧基物质，为环氧树脂、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环己二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种；

Rn为聚醚改性硅氧烷链，Rf为C6以上长链烷基，Rm为多胺链。

进一步，所述Rn为能与环氧基开环反应的硅氧烷，优选氨基硅氧烷、羟基硅氧烷、含氢硅氧烷、羧基硅氧烷、巯基硅氧烷中的至少一种。

进一步，所述R_f为具有活性羟基、胺基、羧基或硫醇基的长链烷基衍生物，优选己基羟基醇、己基硫醇、己基胺、己基羧酸、十二烷基羟基醇、十二烷基硫醇、十二烷基胺、十二烷基羧酸、葵基羟基醇、葵基硫醇、葵基羧酸、葵基胺、辛基羟基醇、辛基硫醇、辛基胺、辛基羧酸、庚基羟基醇、庚基硫醇、庚基胺、庚基羧酸、十六烷基羟基醇、十六烷基硫醇、十六烷基羧酸、十四烷基羟基醇、十四烷基硫醇中、十四烷基羧酸中的至少一种。

进一步，所述R_m为能与环氧环发生开环的多胺结构，优选乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的一种或多种组合物。

本发明的另一目的在于提供一种所述具有重金属螯合功能的防渗涂层的制备方法，所述具有重金属螯合功能的防渗涂层的制备方法包括以下步骤：

步骤一，通过活性基硅氧烷、长链烷基衍生物和多胺结构化合物均与多环氧基主链分子或多环氧基聚合物的环氧环进行开环反应；

步骤二，将所述聚醚改性硅氧烷链Rn、长链烷基R_f和多胺结构R_m引入到高分子链中，多环氧基主链：聚醚改性硅氧烷链R_n：长链烷基R_f：多胺链R_m的摩尔配比为5～50：1～10：1～10：1～10。

本发明的另一目的在于提供一种基于所述具有重金属螯合功能的防渗涂层的组合物，所述组合物将防渗层与微纳米颗粒、乙烯基硅油、含氢硅油以及催化剂一起配合使用，构成防渗涂层组合物；其摩尔配比为5～50：10～100：5～50：5～50：0.1～10：0.5～5：0.5～5。

本发明的另一目的在于提供一种所述组合物的制备方法，所述组合物的制备方法包括：将防渗层、乙烯基硅油、有机硅树脂、吸附载体微纳米填料，含氢硅油、反应抑制剂：反应催化剂混合均匀，其摩尔配比为5～50：10～100：5～50：5～50：0.1～10：0.5～5：0.5～5。

进一步，含氢硅油，包含高含氢量和低含氢量含氢硅油，具有如下结构特征：

所述乙烯基硅油，包括高粘度乙烯基硅油和低粘度乙烯基硅油，具有如下结构特征：

所述吸附载体微纳米填料为硅藻土、膨润土、海泡石、蛭石中、具有重金属螯合功能的短纤维、氧化锌、氧化铁、硅胶中的至少一种；