CN101275003A - 利用废旧聚氯乙烯电缆料生产木塑复合材料的配方及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用废旧聚氯乙烯电缆料生产木塑复合材料的配方及方法。将废旧聚氯乙烯电缆颗粒、纯聚氯乙烯粉、木粉、金属皂类稳定剂、偶联剂、氯化聚乙烯、甲基丙烯酸多元酯、润滑剂按照配方配制的原料加入高混机中混合，混合温度为100℃～110℃，混合时间为20～35分钟；将混合好的原料加入挤出机中进行挤出，挤出机主机转速为：40～60转/分钟，喂料机转速为：4～6转/分钟；挤出后进行定型。本方法所采用的聚氯乙烯原料为国内废旧电缆拆解企所拆解出的废旧电缆外皮，价格低廉，且有利于环境保护。本方法所采用的塑料助剂大部分为无毒或低毒产品，在材料生产和使用过程中对人体和环境危害很小。

Description

利用废旧聚氯乙烯电缆料生产木塑复合材料的配方及方法

技术领域

本发明涉及废旧塑料的回收和利用，特别是涉及利用废旧聚氯乙烯电缆料生产木塑复合材料的配方及方法。

背景技术

在进行木塑复合材料的制备研究中，所采用的聚氯乙烯基本上都是商品级的纯料，有些利用回收料的，也是在聚氯乙烯制品生产中出现的边角废料或是一些质量较好的透明聚氯乙烯制品，其成本较高。而利用低价的废旧聚氯乙烯电缆料生产木塑材料的，还未见报道。

电缆料作为电线电缆的外皮，常年暴露于自然环境中，经受阳光曝晒、雨水冲刷、海水浸泡、酸碱腐蚀以及土壤中金属元素和细菌的侵蚀，氧化反应及其他化学反应从未停止过，其内部结构已发生很大改变，若再作为塑料纯料进行回收再利用，其性能已不能满足生产要求。废旧聚氯乙烯电线电缆外皮的回收再利用一般采用溶解法。废电线、电缆上的聚氯乙烯护套可溶解在适当的溶剂中，增塑剂、颜料及其它有机添加剂也进入聚氯乙烯溶液。除去金属和其它杂质后，蒸发溶剂可得到含有这些添加剂的粗聚氯乙烯回收料，可用于制造要求比较低的地板、园艺软水管等产品。但这一过程较为复杂，且大部分可选溶剂都有毒。另一种较为普遍采用的方法是将废旧聚氯乙烯电缆外皮重新造粒后，和纯料混合重新制造电缆外皮。但是这种采用回收料制成电缆，在绝缘性、耐候性和使用寿命上远不如用纯料制成的产品，且具有很大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的就是为了解决废旧聚氯乙烯电缆料的再利用问题，提供了一种利用废旧聚氯乙烯电缆料生产聚氯乙烯基木塑复合材料的配方及方法，并在制造过程中使用无毒或低毒的塑料助剂以达到环保要求。

本发明的目的通过下述方案实现：

本发明利用废旧聚氯乙烯电缆料生产木塑复合材料的配方，其组份和重量份数比如下：

废旧聚氯乙烯电缆颗粒            70～100

纯聚氯乙烯粉末                  0～30

木粉                            40～60

金属皂类稳定剂                  0～0.75

偶联剂                            2～3

氯化聚乙烯                        5～6

甲基丙烯酸多元酯                  5～6

润滑剂                            0.5～0.7。

所述的废旧聚氯乙烯电缆料粉碎成粒度为20～30目的颗粒。

所述的金属皂稳定剂包括钙锌复合稳定剂或钡锌镉复合稳定剂。

所述的木粉为杨木粉、杉木粉或松木粉，其粒度为40～60目，含水量小于2％。

所述的偶联剂为钛酸酯或铝酸酯偶联剂。

本发明的聚氯乙烯基木塑复合材料的配方的制备方法，包括下述步骤：

1)将按照配方配制的原料加入高混机中混合，混合温度为100℃～110℃，混合时间为20～35分钟；

2)将混合好的原料加入挤出机中进行挤出，挤出机主机转速为：40～60转/分钟，喂料机转速为：4～6转/分钟；挤出后进行定型。

所述的挤出机为双螺杆挤出机。

挤出物经片型口模定形并上压光机压光，然后经冷却、切片，即得所述的木塑复合板材。

本方法所生产的木塑复合材料是以废旧聚氯乙烯电缆料、木粉为主要原料，经添加各种功能助剂及少量的纯聚氯乙烯，在双螺杆挤出机中混炼挤出的。它有以下特点：

(1)产品对木质纤维要求低，可采用木材加工中产生的废料以及稻壳等废弃物；

(2)制品表面光滑、平整和坚固，并可压制出立体图案和其他形状；

(3)制品表面不需进行再加工，且制品的横截面结构致密均匀；

(4)无木材制品的缺陷，如：节疤、斜纹理、腐朽等；

(5)制品具有良好的物理力学性能，且耐水性好；

(6)制品可加工性好，可以钉、钻、锯、刨；

(7)可加入各种着色剂，制成彩色产品；

(8)使用期限较长，保养费用低廉。

木塑复合材料制品因兼有木材和塑料的优点，因而被广泛应用于很多领域，如家具、建筑、工业、车辆船舶、包装运输等国民生产的各个方面。

本方法所采用的聚氯乙烯原料为国内废旧电缆拆解企所拆解出的废旧电缆外皮，价格低廉，且有利于环境保护。本方法所采用的塑料助剂大部分为无毒或低毒产品，在材料生产和使用过程中对人体和环境危害很小。

具体实施方式

实施例1

1.将透明聚氯乙烯电线套管经粉碎机粉碎成20目的颗粒，并进行清洗。将清洗后的聚氯乙烯颗粒在鼓风干燥箱中于100℃下烘干。

2.将40目的竹木粉在鼓风干燥箱中于100℃下烘干3小时，使其含水量降到2％以下。

3.按照下表进行原料的配置：

                     表1实例1的原料配比

原料                                        质量份数

透明聚氯乙烯电缆颗粒                        100

竹木粉                                      40

钛酸脂偶联剂                                2

氯化聚乙烯                                  5

甲基丙烯酸多元酯                            5

硬脂酸钙                                    0.5

4.将上述配方原料中的废旧聚氯乙烯电缆料和氯化聚乙烯、甲基丙烯酸多元酯、硬脂酸钙同时放入高混机混合，混合温度为100℃，混合均匀；

5.将上述配方原料中的木粉和偶联剂加入高混机混合，混合温度为105℃，混合均匀；

6.将步骤4和5中已经高混好的两组原料放入高混机中进行高混，混合均匀温度为110℃，混合时间为15分钟；

7.将步骤6混合好的原料放入双螺杆挤出机中进行混炼挤出，机筒温度为150℃，机头温度为160℃，螺杆挤出机主机转速为60转/分钟，喂料机转速为6转/分钟，混炼后经片型机头口模挤出片材。

8.步骤7中的片材进入压光机中进行压光，压光机的双辊间距为5毫米。

9.步骤8中经过压光的木塑片材经过冷却、切割后即为白色聚氯乙烯基木塑复合板材。

实施例2

1.将白色聚氯乙烯电线外皮经粉碎机粉碎成25目的颗粒，并进行清洗。将清洗后的聚氯乙烯颗粒在鼓风干燥箱中于100℃下烘干。

2.将50目的杉木粉在鼓风干燥箱中于100℃下烘干4小时，使其含水量降到2％以下。

3.按照下表进行原料的配置：

                    表2实例2的原料配比

原料                                        质量份数

白色聚氯乙烯电缆颗粒                        80

纯聚氯乙烯粉末                              20

杉木粉                                      60

钙锌复合稳定剂                              0.5

钛酸脂偶联剂                                3

邻苯二甲酸二辛脂                            2

氯化聚乙烯                                  5.5

甲基丙烯酸多元酯                            5.5

硬脂酸钙                                    0.6

4.将上述配方原料中的废旧聚氯乙烯电缆料和稳定剂、氯化聚乙烯、甲基丙烯酸多元酯、增塑剂、硬脂酸钙同时放入高混机混合，混合温度为110℃，混合均匀；

5.将上述配方原料中的木粉和偶联剂加入高混机混合，混合温度为105℃，混合均匀；

6.将步骤4和5中已经高混好的两组原料放入高混机中进行高混，混合温度为

105℃，混合时间为20分钟；

7.将步骤6混合好的原料放入双螺杆挤出机中进行混炼挤出，机筒温度为145℃，机头温度为155℃，螺杆挤出机主机转速为50转/分钟，喂料机转速为5转/分钟，混炼后经片型机头口模挤出片材。

8.步骤7中的片材进入压光机中进行压光，压光机的双辊间距为5毫米。

9.步骤8中经过压光的木塑片材经过冷却、切割后即为聚氯乙烯基木塑复合板材。

实施例3

1.将黑色聚氯乙烯电线外皮管经粉碎机粉碎成30目的颗粒，并进行清洗。将清洗后的聚氯乙烯颗粒在鼓风干燥箱中于100℃下烘干。

2.将40目的杨木粉在鼓风干燥箱中于100℃下烘干3小时，使其含水量降到2％以下。

3.按照下表进行原料的配置：

                     表3实例3的原料配比

原料                                        质量份数

黑色聚氯乙烯电缆颗粒                        70

纯聚氯乙烯粉末                              30

杨木粉                                      50

钡锌镉复合稳定剂                            0.75

铝酸脂偶联剂                                2.5

邻苯二甲酸二辛脂                            3

氯化聚乙烯                                  6

甲基丙烯酸多元酯                            6

硬脂酸钙                                    0.7

4.将上述配方原料中的黑色聚氯乙烯电缆料和稳定剂、氯化聚乙烯、甲基丙烯酸多元酯、增塑剂、硬脂酸钙同时放入高混机混合，混合温度为110℃，混合均匀；

5.将上述配方原料中的木粉和偶联剂加入高混机混合，混合温度为105℃，混合均匀；

6.将步骤4和5中已经高混好的两组原料放入高混机中进行高混，混合温度为110℃，混合时间为35分钟；

7.将步骤6混合好的原料放入双螺杆挤出机中进行混炼挤出，机筒温度为150℃，机头温度为160℃，螺杆挤出机主机转速为40转/分钟，喂料机转速为4转/分钟，混炼后经片型机头口模挤出片材。

8.步骤7中的片材进入压光机中进行压光，压光机的双辊间距为8毫米。

9.步骤8中经过压光的木塑片材经过冷却、切割后即为黑色聚氯乙烯基木塑复合板材。

本发明提出的一种利用废旧聚氯乙烯电缆料生产木塑复合材料的配方及方法，已通过实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的制作方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明的技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明的精神、范围和内容中。

Claims (7)

1.一种利用废旧聚氯乙烯电缆料生产木塑复合材料的配方，其特征是：组份和重量份数配比如下：

废旧聚氯乙烯电缆颗粒            70～100

纯聚氯乙烯粉末                  0～30

木粉                            40～60

金属皂类稳定剂                  0～0.75

偶联剂                          2～3

增塑剂                          0～3

氯化聚乙烯                      5～6

甲基丙烯酸多元酯                5～6

润滑剂                          0.5～0.7。

2.如权利要求1所述的木塑复合材料的配方，其特征在于所述的废旧聚氯乙烯电缆料粉碎成粒度为20～30目的颗粒。

3.如权利要求1所述的木塑复合材料的配方，其特征在于所述的金属皂稳定剂包括钙锌复合稳定剂或钡锌镉复合稳定剂。

4.如权利要求1所述的木塑复合材料的配方，其特征在于所述的木粉为杨木粉、杉木粉或松木粉，其细度为40～60目，含水量小于2％。

5.如权利要求1所述的木塑复合材料的配方，其特征在于所述的偶联剂为钛酸酯类或铝酸酯类偶联剂。

6.如权利要求1所述的木塑复合材料的配方的制备方法，其特征在于方法包括下述步骤：

1)将按照配方配制的原料加入高混机中混合，混合温度为100℃～110℃，混合时间为20～35分钟；；

2)将混合好的原料加入挤出机中进行挤出，挤出机主机转速为：40～60转/分钟，喂料机转速为：4～6转/分钟；挤出后进行压光定型。

7.如权利要求6所述的木塑复合材料的配方的制备方法，其特征在于所述的挤出机为双螺杆挤出机。