CN107746491B - 一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，涉及废旧塑料再生技术领域。本发明的废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，包括以下步骤：1)废旧塑料处理；2)物料混合：将烘干后的废旧塑料颗粒、粉煤灰、金红石型钛白粉、润滑剂、粘结剂、磷系阻燃剂、光稳定剂、硫代二丙酸二月桂脂按照重量比(60～80)：(120～160)：(20～40)：(3～8)：(1～6)：(0.02～0.08)：(0.3～0.9)：(0.2～0.6)在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；3)造粒；4)挤出成型。本发明将废旧热固性塑料进行再生利用，克服了塑料再生料质脆、弯曲强度、拉伸强度、断裂伸长率、阻燃性能较差的缺陷。

Description

一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法
技术领域：
本发明涉及废旧塑料再生技术领域，具体涉及一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法。
背景技术：
塑料和塑料制品在近百年的发展过程中，为人类的生产和生活带来巨大的贡献和无限的方便，但随着塑料制品在其生命周期结束后，塑料废弃物已经成为一个日益严峻的问题。塑料属于高分子材料，废弃后无法在大自然中分解，焚化处理时又会产生有毒气体而危害人体健康。
热固性塑料由于具有价格低，剪切模量和杨氏模量高、刚性好、硬度高等被广泛用于电器和电子工业，应用广泛。但废旧的热固性塑料大多当作垃圾处理，不仅造成环境污染而且耗费大量人力。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，将废旧热固性塑料进行再生利用，克服塑料再生料质脆、弯曲强度、拉伸强度、断裂伸长率、阻燃性能较差的缺陷。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，包括以下步骤：
1)废旧塑料处理：筛选出热固性的废弃塑料，粉碎成60～100目的塑料颗粒，碱液浸泡后，依次用乙醇与丙酮的混合物、去离子水超声清洗除杂，再使用丙酮和去离子水清洗，烘干备用；
2)物料混合：将烘干后的废旧塑料颗粒、粉煤灰、金红石型钛白粉、润滑剂、粘结剂、磷系阻燃剂、光稳定剂、硫代二丙酸二月桂脂按照重量比(60～80)：(120～160)：(20～40)：(3～8)：(1～6)：(0.02～0.08)：(0.3～0.9)：(0.2～0.6)在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；
3)造粒：将步骤2)的混合料送入造粒机中造粒，得到造粒料；
4)挤出成型：将造粒料送入双螺杆挤出机中挤出成型，得到所述复合阻燃材料。
优选地，所述废旧塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或多种的组合。
优选地，所述步骤2)高速搅拌机具体为蝶式双轴搅拌机，搅拌转速为1000～1200r/min。
优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种的组合，所述磷系阻燃剂为正丁基双(羟丙基)氧化膦、三羟丙基氧化膦、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯中的一种或多种的组合，所述光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、邻羟基苯并***类或三嗪类。
优选地，所述步骤4)双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min，各区温度控制在160～200℃。
本发明的有益效果是：1、本发明的废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，以废旧的热固性塑料为主要成分，通过粉碎、超声、清洗后，去除塑料中的杂质灰尘，再与粉煤灰、钛白粉、多种助剂混合，造粒，挤出得到；该方法节能环保，简单易行，适合大规模工业化生产。
2、本发明的废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，与普通的复合高分子阻燃材料相比，成本降低了30-45％，具有良好的弯曲强度、拉伸强度、断裂伸长率、阻燃性能，市场前景良好。
3、本发明的复合阻燃材料，以废旧塑料、轻质多孔的粉煤灰为填料，加入了耐热阻燃的金红石型钛白粉，配合润滑剂、粘结剂、高效无毒的磷系阻燃剂，抗氧化持久的硫代二丙酸二月桂脂，各成分廉价易得，阻燃性能佳，氧指数高。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，包括以下步骤：
1)废旧塑料处理：筛选出热固性的废弃塑料，粉碎成60～100目的塑料颗粒，碱液浸泡后，依次用乙醇与丙酮的混合物、去离子水超声清洗除杂，再使用丙酮和去离子水清洗，烘干备用；其中，废旧塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或多种的组合。
2)物料混合：取烘干后的废旧塑料颗粒66kg、粉煤灰135kg、金红石型钛白粉27kg、润滑剂聚乙烯蜡5kg、粘结剂2kg、磷系阻燃剂乙基膦酸二乙酯0.05kg、邻羟基二苯甲酮类光稳定剂0.6kg、硫代二丙酸二月桂脂0.3kg，在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；其中，高速搅拌机具体为蝶式双轴搅拌机，搅拌转速为1000～1200r/min。
3)造粒：将步骤2)的混合料送入造粒机中造粒，得到造粒料；
4)挤出成型：将造粒料送入双螺杆挤出机中挤出成型，得到所述复合阻燃材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min，各区温度控制在160～200℃。
对比例1
一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，包括以下步骤：
1)废旧塑料处理：筛选出热固性的废弃塑料，粉碎成60～100目的塑料颗粒，碱液浸泡后，依次用乙醇与丙酮的混合物、去离子水超声清洗除杂，再使用丙酮和去离子水清洗，烘干备用；其中，废旧塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或多种的组合。
2)物料混合：取烘干后的废旧塑料颗粒66kg、粉煤灰135kg、金红石型钛白粉27kg、润滑剂聚乙烯蜡5kg、粘结剂2kg、邻羟基二苯甲酮类光稳定剂0.6kg、硫代二丙酸二月桂脂0.3kg，在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；其中，高速搅拌机具体为蝶式双轴搅拌机，搅拌转速为1000～1200r/min。
3)造粒：将步骤2)的混合料送入造粒机中造粒，得到造粒料；
4)挤出成型：将造粒料送入双螺杆挤出机中挤出成型，得到所述复合阻燃材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min，各区温度控制在160～200℃。
实施例2
一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，包括以下步骤：
1)废旧塑料处理：筛选出热固性的废弃塑料，粉碎成60～100目的塑料颗粒，碱液浸泡后，依次用乙醇与丙酮的混合物、去离子水超声清洗除杂，再使用丙酮和去离子水清洗，烘干备用；其中，废旧塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或多种的组合。
2)物料混合：将烘干后的废旧塑料颗粒75kg、粉煤灰138kg、金红石型钛白粉35kg、润滑剂硬脂酸丁酯6kg、粘结剂4kg、磷系阻燃剂正丁基双(羟丙基)氧化膦0.03kg、邻羟基苯并***类光稳定剂0.6kg、硫代二丙酸二月桂脂0.5kg，在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；其中，高速搅拌机具体为蝶式双轴搅拌机，搅拌转速为1000～1200r/min。
3)造粒：将步骤2)的混合料送入造粒机中造粒，得到造粒料；
4)挤出成型：将造粒料送入双螺杆挤出机中挤出成型，得到所述复合阻燃材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min，各区温度控制在160～200℃。
对比例2
一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，包括以下步骤：
1)废旧塑料处理：筛选出热固性的废弃塑料，粉碎成60～100目的塑料颗粒，碱液浸泡后，依次用乙醇与丙酮的混合物、去离子水超声清洗除杂，再使用丙酮和去离子水清洗，烘干备用；其中，废旧塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或多种的组合。
2)物料混合：将烘干后的废旧塑料颗粒75kg、粉煤灰138kg、金红石型钛白粉35kg、润滑剂硬脂酸丁酯6kg、粘结剂4kg、邻羟基苯并***类光稳定剂0.6kg、硫代二丙酸二月桂脂0.5kg，在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；其中，高速搅拌机具体为蝶式双轴搅拌机，搅拌转速为1000～1200r/min。
3)造粒：将步骤2)的混合料送入造粒机中造粒，得到造粒料；
4)挤出成型：将造粒料送入双螺杆挤出机中挤出成型，得到所述复合阻燃材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min，各区温度控制在160～200℃。
实施例3
一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，包括以下步骤：
1)废旧塑料处理：筛选出热固性的废弃塑料，粉碎成60～100目的塑料颗粒，碱液浸泡后，依次用乙醇与丙酮的混合物、去离子水超声清洗除杂，再使用丙酮和去离子水清洗，烘干备用；其中，废旧塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或多种的组合。
2)物料混合：将烘干后的废旧塑料颗粒78kg、粉煤灰156kg、金红石型钛白粉36kg、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺8kg、粘结剂5kg、磷系阻燃剂三羟丙基氧化膦0.07kg、三嗪类光稳定剂0.8kg、硫代二丙酸二月桂脂0.5kg，在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；其中，高速搅拌机具体为蝶式双轴搅拌机，搅拌转速为1000～1200r/min。
3)造粒：将步骤2)的混合料送入造粒机中造粒，得到造粒料；
4)挤出成型：将造粒料送入双螺杆挤出机中挤出成型，得到所述复合阻燃材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min，各区温度控制在160～200℃。
对比例3
一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，包括以下步骤：
1)废旧塑料处理：筛选出热固性的废弃塑料，粉碎成60～100目的塑料颗粒，碱液浸泡后，依次用乙醇与丙酮的混合物、去离子水超声清洗除杂，再使用丙酮和去离子水清洗，烘干备用；其中，废旧塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或多种的组合。
2)物料混合：将烘干后的废旧塑料颗粒78kg、粉煤灰156kg、金红石型钛白粉36kg、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺8kg、粘结剂5kg、三嗪类光稳定剂0.8kg、硫代二丙酸二月桂脂0.5kg，在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；其中，高速搅拌机具体为蝶式双轴搅拌机，搅拌转速为1000～1200r/min。
3)造粒：将步骤2)的混合料送入造粒机中造粒，得到造粒料；
4)挤出成型：将造粒料送入双螺杆挤出机中挤出成型，得到所述复合阻燃材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min，各区温度控制在160～200℃。
性能测试：对实施例1-3、对比例1-3制备的复合阻燃材料进行了拉伸强度(标准GB/T3682-2000)、弯曲强度(标准GB/T9341)、断裂伸长率(标准GB/T1040)、热变形温度(标准GB/T1634)、氧指数(标准GB/T2406.2-2009)的测量，具体结果见下表。
Figure BDA0001437351210000061
由上表可以看出，本发明实施例的复合材料拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率优异，热变形温度、氧指数高，耐热阻燃。对比例缺少了磷系阻燃剂，耐热阻燃性能大大降低。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)废旧塑料处理：筛选出热固性的废弃塑料，粉碎成60～100目的塑料颗粒，碱液浸泡后，依次用乙醇与丙酮的混合物、去离子水超声清洗除杂，再使用丙酮和去离子水清洗，烘干备用；
2)物料混合：将烘干后的废旧塑料颗粒、粉煤灰、金红石型钛白粉、润滑剂、粘结剂、磷系阻燃剂、光稳定剂、硫代二丙酸二月桂脂按照重量比(60～80)：(120～160)：(20～40)：(3～8)：(1～6)：(0.02～0.08)：(0.3～0.9)：(0.2～0.6)在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；
3)造粒：将步骤2)的混合料送入造粒机中造粒，得到造粒料；
4)挤出成型：将造粒料送入双螺杆挤出机中挤出成型，得到所述复合阻燃材料；
所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种的组合，所述磷系阻燃剂为正丁基双(羟丙基)氧化膦、三羟丙基氧化膦、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯中的一种或多种的组合，所述光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、邻羟基苯并***类或三嗪类；
所述废旧塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或多种的组合；
所述步骤2)高速搅拌机具体为蝶式双轴搅拌机，搅拌转速为1000～1200r/min；
所述步骤4)双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min，各区温度控制在160～200℃。
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