[发明专利]一种高性能全再生高分子防水材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能全再生高分子防水材料及其制备方法，包括：将废弃高分子防水卷材粉碎制成再生防水粉末；将废弃纤维加工为再生短纤维，并以聚乙烯为原料，通过化学气相沉积法在再生短纤维表面生成石墨烯，得到再生纤维；最后将再生防水粉末、再生纤维、添加剂混合，并制成丝材，通过3D打印将丝材制成全再生高分子防水材料。与现有技术相比，本发明不仅提供了废弃防水卷材原等级再生利用的路径，提出了全再生高分子防水材料的概念，还通过废弃纤维增强及先进的3D打印技术克服了废弃物再生产品性能低的缺陷，使得防水材料具有导电性，对废弃高分子防水卷材循环再生及防水体统结构健康监测具有重要意义。

技术领域

本发明属于防水材料循环再生、绿色防水材料制备和防水系统结构健康监测技术领域，涉及一种高性能全再生高分子防水材料及其制备方法，尤其涉及一种基于3D打印技术的高机械性能和高导电性的全再生高分子防水材料。

背景技术

2019年，中国的二氧化碳排放量将近100亿吨，其中建全寿命周期贡献了近50亿吨，占比超过50％。为了完成国家的“双碳”战略，建筑业开始了一场浩大的节能减排革命，重点就是建筑固废的资源化利用。目前，建筑固废的主要部分，如废弃混凝土、废弃砖块等已经得到了较好的研究，各种再生产品也逐渐走向市场。但建筑固废中的废弃防水卷材一直没有引起人们的注意，成为了提高建筑固废资源化利用的主要瓶颈。因此，有必要探索废弃防水卷材的资源化。

除了废弃防水卷材资源化之外，生产绿色防水材料也是防水材料节能减排的重要手段。所谓的绿色防水材料就是采用再生原料制备的防水材料，目前该领域处于萌芽状态。以往的研究往往是采用某一种废弃物替代原生材料制备绿色防水材料，采用的技术往往也是已有的成熟技术，节能减排效果有限。将原料全部用废弃物替代的绿色防水材料，即全再生防水卷材还未见报道。同时，采用先进的3D打印技术替代原先的卷材生产工艺也还没有人关注。

不仅如此，大量研究表明，由再生材料制备的产品往往存在机械性能差、界面强度薄弱等缺点，这严重削弱了人们对再生产品的信心。另一个现实是，当前建筑业发展已经进入智能化阶段，智能建造技术引起了整个行业的热情。对于建筑防水领域，智能建造的重点之一是防水卷材系统结构健康监测，这就要求具有导电性能的防水材料系统。然而，高分子防水卷材的主要成分往往是聚合物，具有弱导电性，不能满足要求。

在以上背景下，探索一种基于3D打印技术的高机械性能和高导电性的全再生高分子防水材料具有急迫性和必要性。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于3D打印技术的高机械性能和高导电性的全再生高分子防水材料。该防水材料不仅具有高机械性能和高界面强度，还具有高导电性。本发明在废弃防水卷材原等级再生、绿色高性能防水材料开发、防水系统结构健康监测等领域具有重要意义。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种全再生高分子防水材料的制备方法，包括：

将废弃高分子防水卷材粉碎制成再生防水粉末；将废弃纤维加工为再生短纤维，并通过化学气相沉积法在再生短纤维表面生成石墨烯，得到再生纤维；最后将再生防水粉末、再生纤维、添加剂混合，并制成丝材，通过3D打印将丝材制成全再生高分子防水材料。

进一步地，所述的废弃高分子材料为TPO、聚氯乙烯或聚乙烯。

进一步地，所述的再生防水粉末的粒径分布在0.5～1mm。

进一步地，所述的再生短纤维的纤维长度为2～3mm，直径为0.15～0.25mm。

进一步地，所述的再生防水粉末、再生纤维、添加剂所组成的混合物中，再生防水粉末的质量含量为50-70％，再生纤维的质量含量为25-45％。

进一步地，所述的添加剂包括质量比为3:2的增塑剂和增韧剂。