CN101629025A - 一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料及其制备方法 - Google Patents

一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料及其制备方法，由下述原料经过搅拌均匀制备而成，其中原料按照质量份由下述组分组成：废弃热固性泡沫塑料粉末50－80质量份、回收橡胶粉末0－20质量份、固态环氧树脂粉末0－10质量份、增塑剂5－10质量份、阻燃剂2－5质量份、颜料0－3质量份、固化剂0－1质量份、硅烷偶联剂0.5－1质量份、0.5－1质量份抗氧剂1010和0.2－1质量份耐老化剂GW－540。利用以上组成材料制备的可压塑材料，解决了难再生废弃热固性泡沫塑料粉末再利用的难题，所制得的可压塑材料无需胶黏剂，仅通过热压的方式即可制备成各种板材，制品性能优良，具有安全环保防水阻燃特性。

Description

一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可塑材料及其制备方法，更具体地讲，涉及一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料及其制备方法。
背景技术
制造业和汽车工业的飞速发展，给人们生活带来便捷的同时，也带来的大量的热固性泡沫塑料废弃物，给生态环境造成了巨大压力。如何提高塑料制品的综合回收利用效率与再生产品质量，减少塑料固体废弃物及其控制再利用过程的环境污染已成为世界性课题。目前，我国对废塑料的回收再利用状况不理想，大多数只是简单利用，技术水平低，缺少市场竞争能力，相关专利如下：(1)中国专利“废橡胶、废塑料、废泡沫综合利用技术”，申请日为2000年3月28日，申请号为00113344.6，公开日为2001年10月3日，公开号为CN1315488；(2)中国专利“利用废塑料制做的防寒隔热板”，申请日为1999年8月3日，申请号为99218182.8，公开日为2001年5月23日，公开号为CN2431332；(3)中国专利“废塑料与植物纤维复合材料”，申请日为1989年10月15日，申请号为89107953.X，公开日为1991年5月1日，公开号为CN1051008；(4)中国专利“辐射交联150℃阻燃的聚烯烃热收缩材料”，申请日为1999年12月24日，申请号为99125748.0，公开日为2000年6月21日，公开号为CN1257090；(5)中国专利“用废塑料制造低压热收缩材料的方法”，申请日为2002年9月24日，申请号为02133015.8，公开日为2003年3月12日，公开号为CN1401704。
以上专利内容，大部分废塑料都用来制作塑木等复合材料及热裂解后生产润滑油、汽油、柴油、热收缩材料等，制备方法复杂、技术水平低、消耗能源大，而且易造成二次污染。目前，我国对热固性泡沫塑料废弃物的回收利用状况并不理想，大多只是真对容易再生的热塑性泡沫塑料加以开发利用，缺乏对难再生的热固性泡沫塑料的回收利用方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料及其方法，拓展了热固性泡沫塑料废弃物的循环再利用范围和途径，为难以再生的热固性泡沫塑料废弃物的综合利用提供一种新方法。
一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料，由下述原料经过搅拌均匀制备而成，其中原料按照质量份由下述组分组成：
废弃热固性泡沫塑料粉末    50-80质量份
回收橡胶粉末              0-20质量份
固态环氧树脂粉末          0-10质量份
增塑剂                    5-10质量份
阻燃剂                    2-5质量份
颜料                      0-3质量份
固化剂                    0-1质量份
硅烷偶联剂                0.5-1质量份
抗氧剂1010                0.5-1质量份
耐老化剂GW-540            0.2-1质量份
所述原料按照质量份优选由下述组分组成：
废弃热固性泡沫塑料粉末    60-75质量份
回收橡胶粉末              10-20质量份
固态环氧树脂粉末          5-10质量份
增塑剂                    5-10质量份
阻燃剂                    2-5质量份
颜料                      0-2质量份
固化剂                    0.3-0.5质量份
硅烷偶联剂                0.5-1质量份
抗氧剂1010                0.5-1质量份
耐老化剂GW-540            0.2-0.5质量份
所述原料按照质量份优选由下述组分组成：
废弃热固性泡沫塑料粉末    60-70质量份
回收橡胶粉末              15-20质量份
固态环氧树脂粉末          5-8质量份
增塑剂                    5-8质量份
阻燃剂                    2-5质量份
颜料                      1-3质量份
固化剂                    0.3-0.5质量份
硅烷偶联剂                0.5-0.8质量份
抗氧剂1010                0.5-0.8质量份
耐老化剂GW-540            0.2-0.5质量份
所述废弃热固性泡沫塑料粉末为交联聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、SAN泡沫塑料或者酚醛泡沫塑料中的一种。
所述废弃热固性泡沫塑料粉末为20-500目粉末。
所述回收橡胶粉末为顺丁橡胶粉末、丁基橡胶粉末或者氯丁橡胶粉末。
所述回收橡胶粉末为20-100目粉末。
所述固态环氧树脂粉末为环氧树脂粉末E-20。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或者氯化石蜡。
所述阻燃剂为溴化环氧树脂、磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯、聚磷酸铵、三苯基膦酸脂、2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂或者间苯二酚双膦酸脂中的一种。
所述颜料为碳黑或者铁黑。
所述固化剂为聚酰胺650或者聚酰胺651。
本发明的可塑材料主要利用废弃热固性泡沫塑料、回收橡胶和固态环氧树脂为原料，因为塑料材料本身强度高但脆性比较大，橡胶的加入可以提高其弹性和韧性，体系中加入的固态环氧树脂可以提高强度和耐腐蚀性，并可以起到材料间的物理化学交联作用。通常的废弃热固性泡沫塑料或者回收橡胶多为大块物料，在本发明中需要选择粒度小的粉末“下脚料”，也可以将上述原料经过粉碎加工成20-500目的废弃热固性泡沫塑料粉末，20-100目的回收橡胶粉末。环氧树脂选用工业中通常使用的固态环氧树脂，如环氧树脂粉末E-20，不宜使用常见的液态环氧树脂。
在本发明中，为实现回收废料的环保目的，选用溴化环氧树脂、磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯、聚磷酸铵等环保阻燃剂。在本发明的原料组分中，可以添加如碳黑、铁黑等常用工业颜料，能够实现对可塑材料染色的目的；硅烷偶联剂、抗氧剂1010和耐老化剂GW-540可采用通常工业上使用的原料即可。需要说明的是，本发明中固化剂的添加需要和固态环氧树脂粉末同时加入，以实现提高强度和耐腐蚀性，并可以起到材料间的物理化学交联作用。
一种利用废弃热固性泡沫塑料制备可塑材料的方法，按照下述步骤进行：
(1)将废弃热固性泡沫塑料粉末50-80质量份、回收橡胶粉末0-20质量份、环氧树脂粉末0-10质量份放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入增塑剂5-10质量份、阻燃剂2-5质量份、颜料0-3质量份、固化剂0-1质量份、硅烷偶联剂0.5-1质量份、0.5-1质量份抗氧剂1010和0.2-1质量份耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
所述废弃热固性泡沫塑料粉末为交联聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、SAN泡沫塑料或者酚醛泡沫塑料中的一种。
所述废弃热固性泡沫塑料粉末为20-500目粉末。
所述回收橡胶粉末为顺丁橡胶粉末、丁基橡胶粉末或者氯丁橡胶粉末。
所述回收橡胶粉末为20-100目粉末。
所述固态环氧树脂粉末为环氧树脂粉末E-20。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或者氯化石蜡。
所述阻燃剂为溴化环氧树脂、磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯、聚磷酸铵、三苯基膦酸脂、2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂或者间苯二酚双膦酸脂中的一种。
所述颜料为碳黑或者铁黑。
所述固化剂为聚酰胺650或者聚酰胺651。
在本发明中，制得的可塑材料采用密封包装，以避免相关活性组分的氧化或者其他失活情况。按本发明方法所得的可塑产品加热到100-160℃后即可热压成型，无需使用胶粘剂，无甲醛等有害物质，热压成型的板材具有4.7-53kJ/m2抗冲强度、30-120MPa抗压强度、25-60MPa弯曲强度和270-530MPa杨氏模量。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
(1)将废弃热固性SAN泡沫塑料粉末68g、回收橡胶粉末10g、5g环氧树脂粉末E-20放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入邻苯二甲酸二辛酯6g、溴化环氧树脂5g、碳黑3g、1g聚酰胺650、硅烷偶联剂1g、0.5g抗氧剂1010和0.5g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性SAN泡沫塑料粉末为20目粉末，回收橡胶粉末为20目的顺丁橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到160℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有4.7kJ/m2抗冲强度、30MPa抗压强度、25MPa弯曲强度和270MPa杨氏模量。
实施例2
(1)将废弃热固性酚醛泡沫塑料粉末60g、回收橡胶粉末15g、7g环氧树脂粉末E-20放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入氯化石蜡5g、磷酸三苯酚5g、碳黑3g、1g聚酰胺651、硅烷偶联剂1g、1g抗氧剂1010和1g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性酚醛泡沫塑料粉末为100目粉末，回收橡胶粉末为100目的氯丁橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到140℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有15kJ/m2抗冲强度、50MPa抗压强度、30MPa弯曲强度和350MPa杨氏模量。
实施例3
(1)将废弃热固性聚氨酯泡沫塑料粉末60g和丁基橡胶粉末5g放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入氯化石蜡8g、磷酸三苯酚5g、硅烷偶联剂0.5g、0.8g抗氧剂1010和0.2g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性聚氨酯泡沫塑料粉末为500目粉末，回收橡胶粉末为80目的丁基橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到100℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有25kJ/m2抗冲强度、50MPa抗压强度、40MPa弯曲强度和350MPa杨氏模量。
实施例4
(1)将废弃热固性酚醛泡沫塑料粉末50g、回收橡胶粉末20g、10g环氧树脂粉末E-20放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入氯化石蜡10g、丁苯系磷酸酯2g、0.5g聚酰胺650、硅烷偶联剂0.8g、0.8g抗氧剂1010和0.2g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性酚醛泡沫塑料粉末为300目粉末，回收橡胶粉末为50目的顺丁橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到120℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有25kJ/m2抗冲强度、70MPa抗压强度、40MPa弯曲强度和300MPa杨氏模量。
实施例5
(1)将废弃热固性交联聚氯乙烯泡沫塑料粉末80g、回收橡胶粉末10g、5g环氧树脂粉末E-20放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入氯化石蜡10g、聚磷酸铵5g、碳黑3g、聚酰胺651 1g、硅烷偶联剂1g、1g抗氧剂1010和1g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性交联聚氯乙烯泡沫塑料粉末为400目粉末，回收橡胶粉末为40目的氯丁橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到120℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有53kJ/m2抗冲强度、120MPa抗压强度、60MPa弯曲强度和530MPa杨氏模量。
实施例6
(1)将废弃热固性酚醛泡沫塑料粉末75g、回收橡胶粉末15g、8g环氧树脂粉末E-20放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入邻苯二甲酸二辛酯8g、三苯基膦酸脂2g、铁黑3g、聚酰胺6500.5g、硅烷偶联剂0.8g、0.8g抗氧剂1010和0.2g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性酚醛泡沫塑料粉末为150目粉末，回收橡胶粉末为100目的顺丁橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到150℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有45kJ/m2抗冲强度、100MPa抗压强度、50MPa弯曲强度和350MPa杨氏模量。
实施例7
(1)将废弃热固性SAN泡沫塑料粉末60g、回收橡胶粉末5g放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入氯化石蜡7g、间苯二酚双膦酸脂4g、铁黑1g、硅烷偶联剂0.5g、0.7g抗氧剂1010和0.8g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性SAN泡沫塑料粉末为350目粉末，回收橡胶粉末为80目的丁基橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到160℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有35kJ/m2抗冲强度、60MPa抗压强度、40MPa弯曲强度和450MPa杨氏模量。
实施例8
(1)将废弃热固性聚氨酯泡沫塑料粉末70g、回收橡胶粉末15g、8g环氧树脂粉末E-20放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入邻苯二甲酸二辛酯8g、2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂3g、铁黑2g、聚酰胺651 0.8g、硅烷偶联剂0.8g、0.8g抗氧剂1010和0.8g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性SAN泡沫塑料粉末为250目粉末，回收橡胶粉末为80目的丁基橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到140℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有35kJ/m2抗冲强度、70MPa抗压强度、50MPa弯曲强度和450MPa杨氏模量。
实施例9
(1)将废弃热固性酚醛泡沫塑料粉末60g、10g环氧树脂粉末E-20放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入氯化石蜡10g、丁苯系磷酸脂5g、铁黑1g、聚酰胺650 1g、硅烷偶联剂0.5g、0.5g抗氧剂1010和0.5g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性酚醛泡沫塑料粉末为250目粉末，回收橡胶粉末为100目的丁基橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到140℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有28kJ/m2抗冲强度、98MPa抗压强度、55MPa弯曲强度和420MPa杨氏模量。
实施例10
(1)将废弃热SAN泡沫塑料粉末55g、回收橡胶粉末15g、5g环氧树脂粉末E-20放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入氯化石蜡10g、磷酸三苯酚2g、铁黑2g、0.5g聚酰胺650、硅烷偶联剂1g、0.8g抗氧剂1010和1g耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
废弃热固性SAN泡沫塑料粉末为400目粉末，回收橡胶粉末为50目的丁基橡胶粉末。制得的可塑材料采用密封包装，加热到120℃后即可采用传统的热压成型，热压成型的板材具有35kJ/m2抗冲强度、80MPa抗压强度、40MPa弯曲强度和380MPa杨氏模量。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料，其特征在于，由下述原料经过搅拌均匀制备而成，其中原料按照质量份由下述组分组成：
废弃热固性泡沫塑料粉末    50-80质量份
回收橡胶粉末              0-20质量份
固态环氧树脂粉末          0-10质量份
增塑剂                    5-10质量份
阻燃剂                    2-5质量份
颜料                      0-3质量份
固化剂                    0-1质量份
硅烷偶联剂                0.5-1质量份
抗氧剂1010                0.5-1质量份
耐老化剂GW-540            0.2-1质量份
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料，其特征在于，所述原料按照质量份由下述组分组成：
废弃热固性泡沫塑料粉末    60-75质量份
回收橡胶粉末              10-20质量份
固态环氧树脂粉末          5-10质量份
增塑剂                    5-10质量份
阻燃剂                    2-5质量份
颜料                      0-2质量份
固化剂                    0.3-0.5质量份
硅烷偶联剂                0.5-1质量份
抗氧剂1010                0.5-1质量份
耐老化剂GW-540            0.2-0.5质量份
3.根据权利要求1所述的一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料，其特征在于，所述原料按照质量份由下述组分组成：
废弃热固性泡沫塑料粉末    60-70质量份
回收橡胶粉末              15-20质量份
固态环氧树脂粉末          5-8质量份
增塑剂                    5-8质量份
阻燃剂                    2-5质量份
颜料                      1-3质量份
固化剂                    0.3-0.5质量份
硅烷偶联剂                0.5-0.8质量份
抗氧剂1010                0.5-0.8质量份
耐老化剂GW-540            0.2-0.5质量份
4.根据权利要求1或2或3所述的一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料，其特征在于，所述废弃热固性泡沫塑料粉末为交联聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、SAN泡沫塑料或者酚醛泡沫塑料中的一种；所述回收橡胶粉末为顺丁橡胶粉末、丁基橡胶粉末或者氯丁橡胶粉末；所述固态环氧树脂粉末为环氧树脂粉末E-20；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或者氯化石蜡；所述阻燃剂为溴化环氧树脂、磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯、聚磷酸铵、三苯基膦酸脂、2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂或者间苯二酚双膦酸脂中的一种；所述颜料为碳黑或者铁黑；所述固化剂为聚酰胺650或者聚酰胺651。
5.根据权利要求4所述的一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料，其特征在于，所述废弃热固性泡沫塑料粉末为20-500目粉末；所述回收橡胶粉末为20-100目粉末。
6.一种利用废弃热固性泡沫塑料制备可塑材料的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
(1)将废弃热固性泡沫塑料粉末50-80质量份、回收橡胶粉末0-20质量份、环氧树脂粉末0-10质量份放入搅拌机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入增塑剂5-10质量份、阻燃剂2-5质量份、颜料0-3质量份、固化剂0-1质量份、硅烷偶联剂0.5-1质量份、0.5-1质量份抗氧剂1010和0.2-1质量份耐光老化剂GW-540搅拌，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；
(3)将步骤(2)混合后粉末搅拌均匀，即得可塑材料。
7.根据权利要求6所述的一种利用废弃热固性泡沫塑料制备可塑材料的方法，其特征在于，所述废弃热固性泡沫塑料粉末为交联聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、SAN泡沫塑料或者酚醛泡沫塑料中的一种；所述回收橡胶粉末为顺丁橡胶粉末、丁基橡胶粉末或者氯丁橡胶粉末；所述固态环氧树脂粉末为环氧树脂粉末E-20；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或者氯化石蜡；所述阻燃剂为溴化环氧树脂、磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯、聚磷酸铵、三苯基膦酸脂、2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂或者间苯二酚双膦酸脂中的一种；所述颜料为碳黑或者铁黑；所述固化剂为聚酰胺650或者聚酰胺651。
8.根据权利要求6所述的一种利用废弃热固性泡沫塑料制备可塑材料的方法，其特征在于，所述废弃热固性泡沫塑料粉末为20-500目粉末；所述回收橡胶粉末为20-100目粉末。
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