一種廢舊塑料改性供排水管道專用料及製備方法
2023-10-05 09:14:54
專利名稱：一種廢舊塑料改性供排水管道專用料及製備方法
技術領域：
本發明涉及聚合物成型加工領域，涉及廢舊塑料改性造粒，然後用作生產管道的 原料技術。
背景技術：
背景技術：
根據《國家化學建材產業「十五」計劃和規劃綱要》，塑料管材的推廣應 用，主要以UPVC和PE塑料管為主，並大力發展其它新型塑料管材。2005年在全國新建、 改建、擴建工程中，建築排水管道70%採用塑料管，建築給水和熱水供應管道60%採用塑 料管，建築雨水排水管道50%採用塑料管，城市供水管道50%採用塑料管。村鎮供水管道 70%採用塑料管，城市排水管30%採用塑料管。我國是一個人均資源比較匱乏的國家，主要45種資源的人均佔有量不足世界平 均值的一半，廢舊塑料資源被現代經濟學家稱之為「城市的寶藏」。眾所周知，塑料原料是 從天然石油中提煉的化工產品，石油是現代工業的命脈，關係到國家的能源，據有關部門統 計，一個中等城市每年產生的塑料廢物，可滿足20家中小塑料企業的原料需求，因此，再生 塑料就是石油再生。近年來，發達國家十分注重資源的回收和再利用，並將其發展成一個集 「回收」和「再製造」為一體的獨立產業資源再生產業。隨著我國經濟持續快速增長，能源資 源緊缺壓力不斷加大，以經濟社會發展的瓶頸制約日益突出。《中共中央關於制定國民經濟 和社會發展第十一個五年規劃的建設》明確提出，要把節約資源作為基本國策、發展循環經 濟、保護生態環境，加快建設資源節約型、環境友好型社會。開展資源綜合利用是實施節約 資源基本國策，轉變經濟增長方式，發展循環經濟，建設資源節約型和環境友好型社會的重 要途徑和緊迫任務。要加快建設資源節約型、環境友好型社會促進經濟發展與人口、資源、 環境相協調。大力發展資源再生產業是解決我國資源短缺問題的有效途徑，也是發展循環 經濟，建立節約型社會的必然選擇。為促進循環經濟發展，加快建設資源節約型、環境友好型社會。近日，國家發展改 革委發布了《十一五資源綜合利用指導意見》，這是我國「十一五」期間資源綜合利用工作 的指導性文件，也是引導投資及決策重大項目的依據。改革開放以來，我國經濟持續快速增 長，但粗放的經濟增長方式帶來了嚴重的環境汙染。塑料具有優異的化學穩定性、耐腐蝕 性、電絕緣性、絕熱性，並且具有很好的彈性，易加工成型。因此在四大工業材料中，塑料的 數量、作用、地位、應用範圍急劇擴張，節節領先，廣泛應用於國民經濟的各個領域。然而，正 是由於塑料的某些優異性能導致其在使用或消費後不易腐爛，日積月累，嚴重影響了地球 的生態環境，引起了世界各國的極大關注。目前，我國對塑料廢棄物的處理方發主要是填埋 和簡單的焚燒，填埋需要佔用很多寶貴的土地，而且會汙染周邊環境和地下水資源，簡單焚 燒也會排放有害氣體和殘渣，兩者均非良策。高禮華(03118432.4)發明涉及一種利用廢 舊塑料薄膜製造繩索的方法，本發明製造繩索的方法是將廢舊塑料薄膜直接加工成塑料繩 索，其方法是將塑膠袋(薄膜)整體摺疊或切片後，形成對稱雙三角形片料，然後以互補扭 轉對接的方式制繩，不需配料或製劑。其製造方法為，將廢舊塑膠袋(薄膜)清理分類一整體連接一機械搓繩一產品成形，但塑料強度不易保證。韓修智(CN1445285)發明涉及一種 改性木塑複合材料其用途及其製造方法，其利用木粉及塑料或廢舊塑料為主要原料，配以 少量助劑，用專用接技劑對木粉及塑料表面進行接枝改性處理，有效增強木粉和塑料間的 界面強度，採用連續擠出工藝，利用各種斷面形狀的模具，擠出生產各種高性能複合材料。 其中木粉成分含量超過50%，但廢舊塑料用量有限。本發明開發利用廢舊塑料資源，採用共 混微交聯及晶粒尺寸控制技術，生產改性塑料顆粒，並能進一步延伸產業鏈條生產塑料管 材，即可有效治理汙染，又可創造巨大的經濟效益，可謂利國利民的環保發明。由上可見，本研究發明以循環經濟發展理念為指導，大力開展再生資源回收綜合 利用，變廢為寶，實現廢物資源化。符合《十一五資源綜合利用指導意見》。本發明針對廢舊塑料材料，提出了一種採用共混微交聯及晶粒尺寸控制技術，生 產改性塑料顆粒的方法。一方面，微交聯可以控制聚乙烯的交聯程度，降低聚乙烯改性顆粒 的流動性，利於管材的擠出。另一方面，成核劑在加工過程中，起到控制晶粒尺寸和分布的 作用，從而進一步提高廢舊聚乙烯改性料的物理機械性能。本發明同時進行微交聯改性及 成核控制，方法簡便，易於工業化及大規模生產。
發明內容
為了解決控制廢舊塑料的微觀結構，提高廢舊聚乙烯改性料的物理機械性能，一 種採用共混微交聯及晶粒尺寸控制技術，生產改性塑料顆粒的方法。。實現上述目的的技術解決方案如下本發明經過大量的摸索試驗得出的，其主要設備如下清洗設備、破碎機械、烘乾 機械、高速混合機、雙平行雙螺杆擠出機、切粒機、集料倉。使用交聯助劑過氧化二異丙苯 (DCP)、過氧化苯甲醯(BPO)，增韌改性劑乙烯辛烯共聚物(POE)、黑色顏料。本發明的製備工藝如下1、機械破碎廢舊塑料將人工分揀好的一些牛奶瓶、洗髮水瓶、機油壺等小中空材 料進行粉碎；2、清洗設備將粉碎好的材料在清洗設備內進行加水清洗，洗到表面乾淨為止；3、烘乾設備將洗好的材料放入烘乾機內進行烘乾處理；4、高速混合機將烘乾處理好的材料放入混合機內，按照一定比利加入多種助劑 材料進行混合；5、平行雙螺杆擠出機將混合好的材料放入擠出機進行擠出造粒；6、切粒機將擠出機擠出的條狀物放入切粒機進行切粒成型，成顆粒狀；7、集料倉將切粒成型的顆粒經風送系統送進集料倉，進行裝袋、包裝。一種改性塑料顆粒，按質量份數其組成成分包括廢舊塑料片100份，過氧化物交 聯劑0 0. 8份，成核劑0 0. 9份，增韌劑1 20份，黑色顏料3 10份。上述的廢舊塑料片選自牛奶瓶、洗髮水瓶、機油壺等小中空材料進行粉碎中的一 種。上述交聯助劑是指過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化苯甲醯(BPO)。上述其中有機成核劑包括山梨醇縮醛類(DBS、MDBS和DMDBS)、山梨醇、對羥基苯 甲酸、聚4-甲氧基-4』 -丙烯醯氧苯甲酸苯酯(PMAPAB)、硬脂酸鹽(KSt、CaSt2及ZnSt2)；無機成核劑為滑石粉和雲母粉。上述增韌劑是乙烯辛烯共聚物(POE)。上述黑色顏料是指炭黑色母粒。一種廢舊塑料改性料的製備方法包含以下步驟(1)機械破碎廢舊塑料，破碎成20mmX 20mm規格的小片料。(2)將上述步驟(1)中的小片料在清洗設備內進行加水清洗，洗滌時間5-lOmin。(3)將上述步驟(2)中材料放入烘乾機內進行烘乾處理，預熱乾燥，溫度100 110°C，恆溫時間1 2h ；(4)將上述步驟(3)預熱乾燥後的小片材與交聯劑，成核劑、增韌劑及色母粒等一 起置於高速混合機中，其中交聯劑採用丙酮溶解稀釋，噴霧的方法加入，以保證混合分散的 均勻性。在一定溫度下攪拌15 30min，充分均勻後出料；(5)將混合好的物料加入雙螺杆擠出機中微交聯熔融擠出，造粒，料筒溫度控制在 130 200°C，螺杆轉速在80 250r/min。與現有的廢舊塑料改性技術相比，本發明具有如下特點及優點(1)本發明中的 微交聯技術，可以控制改性料的凝膠含量和流動性，操作工藝簡單；(2)另一方面，成核劑 在加工過程中，起到控制晶粒尺寸和分布的作用，從而進一步提高廢舊聚乙烯改性料的物 理機械性能。本發明同時進行微交聯改性及成核控制，方法簡便，易於工業化及大規模生產。
具體實施例方式為了更好的理解本發明，下面結合實施例對本發明作進一步地描述。實施例1稱量預熱乾燥後的小片材100kg，0. IkgDCP溶於500g丙酮溶劑中，0.2kgDBS， 2kgP0E, 3kg黑色母，將上述各物質投高速混合機中。在高速混合機共混lOmin，然後投入擠 出機擠出、造粒。其中，擠出機的各段溫度分別為一區溫度130°C、二區溫度140°C、三區溫 度150°C、四區溫度180°C、五區溫度200°C、機頭溫度200°C。所得改性料適合於排水管專 用料，其主要技術指標為熔體流動速率0. 7g/10min，拉伸強度22MPa，彎曲模量900MPa。實施例2稱量預熱乾燥後的小片材100kg，0. IkgBPO溶於500g丙酮溶劑中，0. 2kg滑石粉， 3kgP0E, 3kg黑色母，將上述各物質投高速混合機中。在高速混合機共混lOmin，然後投入擠 出機擠出、造粒。其中，擠出機的各段溫度分別為一區溫度130°C、二區溫度140°C、三區溫 度150°C、四區溫度170°C、五區溫度190°C、機頭溫度190°C。所得改性料適合於供水管專 用料，其主要技術指標為熔體流動速率0. 6g/10min,拉伸強度23MPa，斷裂伸長率300 %，彎 曲模量900MPa。本發明的保護範圍不僅僅局限於實施例，該領域專業人員對本發明技術方案所作 的改變，均應屬於本發明的保護範圍內。
權利要求
一種改性塑料顆粒，其特徵在於其組成成分的質量份數為廢舊塑料片100份，過氧化物交聯劑0～0.8份，成核劑0～0.9份，增韌劑1～20份，黑色顏料3～10份。
2.根據權利要求1所述的改性塑料顆粒，其特徵在於所述的廢舊塑料片選自牛奶瓶、 洗髮水瓶、機油壺等小中空PE材料中的一種或幾種的混合物。
3.根據權利要求1所述的改性塑料顆粒，其特徵在於所述的交聯助劑選自過氧化二 異丙苯(DCP)、過氧化苯甲醯(BPO)中的一種或兩種。
4.根據權利要求1所述的改性塑料顆粒，其特徵在於所述的成核劑包括有機成核劑 和無機成核劑，所述的有機成核劑選自山梨醇縮醛類(DBS、MDBS和DMDBS)、山梨醇、對羥基 苯甲酸、聚4-甲氧基-4』-丙烯醯氧苯甲酸苯酯(PMAPAB)、硬脂酸鹽(KSt、CaSt2及ZnSt2) 中的一種或多種；所述的無機成核劑選自滑石粉、雲母粉中的一種或兩種。
5.根據權利要求1所述的改性塑料顆粒，其特徵在於所述的增韌劑是乙烯辛烯共聚 物(POE)。
6.根據權利要求1所述的改性塑料顆粒，其特徵在於所述的黑色顏料是指炭黑色母粒。
7.根據權利要求1所述的改性塑料顆粒的製備方法，其特徵在於包含以下步驟(1)機械破碎廢舊塑料，破碎成20mmX20mm規格的小片料。(2)將上述步驟(1)中的小片料在清洗設備內進行加水清洗，洗滌時間5-lOmin。(3)將上述步驟(2)中材料放入烘乾機內進行烘乾處理，預熱乾燥，溫度100 110°C， 恆溫時間1 2h ；(4)將上述步驟(3)預熱乾燥後的小片材與交聯劑，成核劑、增韌劑及色母粒等一起置 於高速混合機中，其中交聯劑採用丙酮溶解稀釋，噴霧的方法加入，以保證混合分散的均勻 性。在一定溫度下攪拌15 30min，充分均勻後出料；(5)將混合好的物料加入雙螺杆擠出機中微交聯熔融擠出，造粒，料筒溫度控制在 130 200°C，螺杆轉速在80 250r/min。
全文摘要
本發明涉及一種廢舊塑料改性供排水管道專用料及製備方法，按重量份數其組成成分包括尼龍100份，石墨0～20份，二硫化鉬0～20份，有機改性劑0.5～2份，增韌劑1～20份，添加劑3～10份。以上配方中各組分在一定含量及一定工藝條件下，經過固體潤滑劑的表面有機化改性、混料、造粒等工序而製得尼龍改性料。以上配方中的有機改性劑兼具有機改性及尼龍擴鏈的雙重功效，所得尼龍改性料製備的產品減摩耐磨性能、強度、韌性及使用壽命均有明顯提高。本發明拓展了尼龍的使用範圍，且改性成本較低，製備的尼龍改性料可廣泛應用於汽車、機械等領域的機械傳動及運動部件。
文檔編號F16L9/12GK101899178SQ201010172980
公開日2010年12月1日 申請日期2010年5月11日 優先權日2010年5月11日
發明者申凱 申請人:申凱