CN101367967A - 废旧pe电缆外皮合成木塑复合板材的配方及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明废旧PE电缆外皮合成木塑复合板材的配方及其制造方法。将废旧PE电缆外皮颗粒、纯PE粉末、金属皂类稳定剂和润滑剂加入高混机中混合；将硅烷偶联剂进行水解处理，然后将硅烷偶联剂和木粉混合，放入高混机中混合，将上述两组原料放入高混机中混合，将混合好的原料加入双螺杆挤出机中进行混炼挤出，将粉碎的木塑材料于模具中压制成型，即可得到复合板材。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。

Description

废旧PE电缆外皮合成木塑复合板材的配方及制造方法

技术领域

本发明涉及废旧塑料的回收和利用，特别是涉及废旧PE电缆外皮合成木塑复合板材的配方及制造方法。

背景技术

当前，室外建材需求巨大，为保护我国有限的木材资源，必须开发合适的替代品。另一方面，废旧塑料对环境的“白色污染”越来越严重，其中聚乙烯(PE)、聚丙稀(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC)等热塑性塑料占80％以上，具有巨大的回收利用价值。

发明内容

本发明的目的就是为了解决废旧PE电缆料的再利用问题，提供了一种利用废旧PE电缆料生产PE基木塑复合板材的配方及制造方法，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：

本发明的废旧PE电缆外皮合成木塑复合板材配方，组份和质量份数配比如下：

废旧PE电缆外皮颗粒             70～90

纯PE粉末                       10～30

木粉                           50～60

金属皂类稳定剂                 0.5～1.5

偶联剂                         3～5

润滑剂                         0.5～0.6

所述的废旧PE电缆外皮颗粒为20～30目。

所述的木粉为木材加工的边角料经过粉碎所得，其粒度为40～60目，含水量小于2％。

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。

所述的偶联剂为乙氧基硅烷偶联剂。

所述的润滑剂为硬脂酸钙。

本发明的的废旧PE电缆外皮/木粉复合板材的制造方法，包括下述步骤：

1) 将废旧PE电缆外皮颗粒、纯PE粉末、金属皂类稳定剂和润滑剂加入高混机中混合，混合温度为100℃～110℃，混合时间为5～10分钟；将硅烷偶联剂进行水解处理，然后将硅烷偶联剂和木粉混合，放入高混机中混合，混合温度为100～110℃，混合时间为10～15分钟；再在110～120℃的温度下烘干为2～3h；

2) 将步骤1)和2)的两组原料放入高混机中混合，混合温度为100～110℃，混合时间为10～15分钟；

3) 将混合好的原料加入双螺杆挤出机中进行混炼挤出，，挤出机主机温度在150℃～155℃之间，转速为：40～50转/分钟，喂料机转速为：4～5转/分钟；挤出后粉碎；

4) 将粉碎的木塑材料于模具中压制成型，压片温度：150～160℃，压力：10～15MPa，时间：15～20分钟，即可得到复合板材。

所述的挤出机为双螺杆挤出机。

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

力学强度良好，抗冲击强度高，热伸缩性和吸水性均比木材小，尺寸稳定性好；耐磨，耐化学腐蚀、不虫蛀，非易燃；兼具木材和塑料的双重加工性能，既可锯、刨、钉、旋、切、削、敲击、粘贴与胶合，也可用挤出、压制、注塑成型。

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PE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.将白色PE电线外皮经粉碎机粉碎成20目的颗粒，并进行清洗。将清洗后的PE颗粒在鼓风干燥箱中于100℃下烘干。

2.按照下表配方和质量份数进行原料的配置：

                            表1  实例1 的原料配比

                         原料                    质量份数

                  废旧PE电缆颗粒                    70

                  纯PE粉末                          30

                  木粉                              50

                  钙锌复合稳定剂                    1.5

                  乙氧基硅烷偶联剂                  3

                  硬脂酸钙                          0.5

3.按照配方将废旧PE电缆外皮颗粒、纯PE粉末、钙锌复合稳定剂和润滑剂硬脂酸钙加入高混机中混合，混合温度为110℃，混合时间为5分钟；

4.按照配方先将硅烷偶联剂溶解于4倍乙醇中，并加入少量的水调节pH值后进行水解；

5.按照配方将处理好的硅烷偶联剂和40目木粉混合，放入高混机中混合，混合温度为110℃，混合时间为10分钟；

6.将混合好的偶联剂和木粉烘干，烘干温度为：120℃，烘干时间为2h；

7.将两组原料放入高混机中混合，混合温度为110℃，混合时间为10分钟；

8.将混合好的原料加入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出机主机温度为140℃，主机转速为：40转/分钟，喂料机转速为：4转/分钟；挤出后粉碎；

9.将粉碎的木塑材料于板材模具中压制成型，模具尺寸按需要定，压片温度：130℃，压力：10MPa，时间：20分钟。即可得到复合板材，其厚度及面积可根据应用调整。

实施例2

1.将白色PE电线外皮经粉碎机粉碎成20目的颗粒，并进行清洗。将清洗后的PE颗粒在鼓风干燥箱中于100℃下烘干。

2.按照下表配方和质量份数进行原料的配置：

                            表2  实例2 的原料配比

                            原料                 质量份数

                   废旧PE电缆颗粒                   80

                   纯PE粉末                         20

                   木粉                             50

                   钙锌复合稳定剂                   1.5

                   乙氧基硅烷偶联剂                 3

                   硬脂酸钙                         1.5

3.按照配方将废旧PE电缆外皮颗粒、纯PE粉末、钙锌复合稳定剂和润滑剂硬脂酸钙加入高混机中混合，混合温度为110℃，混合时间为5分钟；

4.按照配方先将硅烷偶联剂溶解于4倍乙醇中，并加入少量的水调节pH值后进行水解；

5.按照配方将处理好的硅烷偶联剂和40目木粉混合，放入高混机中混合，混合温度为110℃，混合时间为10分钟；

6.将混合好的偶联剂和木粉烘干，烘干温度为：120℃，烘干时间为2h；

7.将两组原料放入高混机中混合，混合温度为110℃，混合时间为10分钟；

8.将混合好的原料加入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出机主机温度为150℃，主机转速为：40转/分钟，喂料机转速为：4转/分钟；挤出后粉碎；

9.将粉碎的木塑材料于板材模具中压制成型，模具尺寸按需要定，压片温度：140℃，压力：10MPa，时间：20分钟。即可得到复合板材，其厚度及面积可根据应用调整。

实施例3

1.将白色PE电线外皮经粉碎机粉碎成20目的颗粒，并进行清洗。将清洗后的PE颗粒在鼓风干燥箱中于100℃下烘干。

2.按照下表配方和质量份数进行原料的配置：

                 表3  实例3 的原料配比

                原料                  质量份数

         废旧PE电缆颗粒                  90

         纯PE粉末                        10

         木粉                            50

         钙锌复合稳定剂                  1.5

         乙氧基硅烷偶联剂                3

         硬脂酸钙                        0.5

3.按照配方将废旧PE电缆外皮颗粒、纯PE粉末、钙锌复合稳定剂和润滑剂硬脂酸钙加入高混机中混合，混合温度为110℃，混合时间为5分钟；

4.按照配方先将硅烷偶联剂溶解于4倍乙醇中，并加入少量的水调节pH值后进行水解；

5.按照配方将处理好的硅烷偶联剂和40目木粉混合，放入高混机中混合，混合温度为110℃，混合时间为10分钟；

6.将混合好的偶联剂和木粉烘干，烘干温度为：120℃，烘干时间为2h；

7.将两组原料放入高混机中混合，混合温度为110℃，混合时间为10分钟；

8.将混合好的原料加入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出机主机温度为160℃，主机转速为：40转/分钟，喂料机转速为：4转/分钟；挤出后粉碎；

9.将粉碎的木塑材料于板材模具中压制成型，模具尺寸按需要定，压片温度：150℃，压力：10MPa，时间：20分钟。即可得到复合板材，其厚度及面积可根据应用调整。

实施例4

1.将黑色PE电线外皮经粉碎机粉碎成30目的颗粒，并进行清洗。将清洗后的PE颗粒在鼓风干燥箱中于100℃下烘干。

2.按照下表配方和质量份数进行原料的配置：

                    表4  实例4 的原料配比

                 原料                   质量份数

         黑色PE电缆颗粒                    90

         纯PE粉末                          10

         木粉                              60

         钡锌镉复合稳定剂                  1.5

         乙氧基硅烷偶联剂                   3

         硬脂酸钙                          0.6

3.按照配方将废旧PE电缆外皮颗粒、纯PE粉末、钡锌镉复合稳定剂和润滑剂硬脂酸钙加入高混机中混合，混合温度为100℃，混合时间为10分钟；

4.按照配方先将硅烷偶联剂溶解于4倍乙醇中，并加入少量的水调节pH值后进行水解；

5.按照配方将处理好的硅烷偶联剂和60目木粉混合，放入高混机中混合，混合温度为105℃，混合时间为12分钟；

6.将混合好的偶联剂和木粉烘干，烘干温度为：110℃，烘干时间为4h；

7.将两组原料放入高混机中混合，混合温度为105℃，混合时间为12分钟；

8.将混合好的原料加入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出机主机温度为150℃，转速为：50转/分钟，喂料机转速为：5转/分钟；挤出后粉碎；

9.将粉碎的木塑材料于板材模具中压制成型，模具尺寸按需要定，压片温度：135℃，压力：15MPa，时间：15分钟。即可得到复合板材，其厚度及面积可根据应用调整。

实施例1～实施例4的力学性能指标如下：

PE基木塑复合材料力学性能

本发明结合材料的力学性能和经济因素，调试出了最佳的原料配比，制备出木塑复合材料的力学性能，达到了阔叶林木的标准，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。

Claims (7)

1.废旧PE电缆外皮合成木塑复合板材配方，其特征是：组份和质量份数配比如下：

废旧PE电缆外皮颗粒      70～90

纯PE粉末                10～30

木粉                    50～60

金属皂类稳定剂          0.5～1.5

偶联剂                  3～5

润滑剂                  0.5～0.6。

2.如权利要求1所述的复合板材的配方，其特征在于所述的废旧PE电缆外皮颗粒为20～30目。

3.如权利要求1所述的复合板材的配方，其特征在于所述的木粉为木材加工的边角料经过粉碎所得，其粒度为40～60目，含水量小于2％。

4.如权利要求1所述的复合板材的配方，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。

5.如权利要求1所述的复合板材的配方，其特征在于所述的偶联剂为乙氧基硅烷偶联剂。

6.如权利要求1所述的复合板材的配方，其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸钙。

7.如权利要求1所述的废旧PE电缆外皮/木粉复合板材的生产方法，其特征在于步骤如下：

1)将废旧PE电缆外皮颗粒、纯PE粉末、金属皂类稳定剂和润滑剂加入高混机中混合，混合温度为100℃～110℃，混合时间为5～10分钟；

2)将硅烷偶联剂进行水解处理，然后将硅烷偶联剂和木粉混合，放入高混机中混合，混合温度为100～110℃，混合时间为10～15分钟；再在110～120℃的温度下烘干为2～3h；

3)将步骤1)和2)的两组原料放入高混机中混合，混合温度为100～110℃，混合时间为10～15分钟；

4)将混合好的原料加入双螺杆挤出机中进行混炼挤出，，挤出机主机温度在150℃～155℃之间，转速为：40～50转/分钟，喂料机转速为：4～5转/分钟；挤出后粉碎；

5)将粉碎的木塑材料于模具中压制成型，压片温度：130～135℃，压力：10～15MPa，时间：15～20分钟，即可得到复合板材。