CN101899178A - 一种废旧塑料改性供排水管道专用料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废旧塑料改性供排水管道专用料及制备方法，按重量份数其组成成分包括：尼龙100份，石墨0～20份，二硫化钼0～20份，有机改性剂0.5～2份，增韧剂1～20份，添加剂3～10份。以上配方中各组分在一定含量及一定工艺条件下，经过固体润滑剂的表面有机化改性、混料、造粒等工序而制得尼龙改性料。以上配方中的有机改性剂兼具有机改性及尼龙扩链的双重功效，所得尼龙改性料制备的产品减摩耐磨性能、强度、韧性及使用寿命均有明显提高。本发明拓展了尼龙的使用范围，且改性成本较低，制备的尼龙改性料可广泛应用于汽车、机械等领域的机械传动及运动部件。

Description

一种废旧塑料改性供排水管道专用料及制备方法 

技术领域

本发明涉及聚合物成型加工领域，涉及废旧塑料改性造粒，然后用作生产管道的原料技术。 

背景技术

背景技术：根据《国家化学建材产业“十五”计划和规划纲要》，塑料管材的推广应用，主要以UPVC和PE塑料管为主，并大力发展其它新型塑料管材。2005年在全国新建、改建、扩建工程中，建筑排水管道70％采用塑料管，建筑给水和热水供应管道60％采用塑料管，建筑雨水排水管道50％采用塑料管，城市供水管道50％采用塑料管。村镇供水管道70％采用塑料管，城市排水管30％采用塑料管。 

我国是一个人均资源比较匮乏的国家，主要45种资源的人均占有量不足世界平均值的一半，废旧塑料资源被现代经济学家称之为“城市的宝藏”。众所周知，塑料原料是从天然石油中提炼的化工产品，石油是现代工业的命脉，关系到国家的能源，据有关部门统计，一个中等城市每年产生的塑料废物，可满足20家中小塑料企业的原料需求，因此，再生塑料就是石油再生。近年来，发达国家十分注重资源的回收和再利用，并将其发展成一个集“回收”和“再制造”为一体的独立产业资源再生产业。随着我国经济持续快速增长，能源资源紧缺压力不断加大，以经济社会发展的瓶颈制约日益突出。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建设》明确提出，要把节约资源作为基本国策、发展循环经济、保护生态环境，加快建设资源节约型、环境友好型社会。开展资源综合利用是实施节约资源基本国策，转变经济增长方式，发展循环经济，建设资源节约型和环境友好型社会的重要途径和紧迫任务。要加快建设资源节约型、环境友好型社会促进经济发展与人口、资源、环境相协调。大力发展资源再生产业是解决我国资源短缺问题的有效途径，也是发展循环经济，建立节约型社会的必然选择。 

为促进循环经济发展，加快建设资源节约型、环境友好型社会。近日，国家发展改革委发布了《十一五资源综合利用指导意见》，这是我国“十一五”期 间资源综合利用工作的指导性文件，也是引导投资及决策重大项目的依据。改革开放以来，我国经济持续快速增长，但粗放的经济增长方式带来了严重的环境污染。塑料具有优异的化学稳定性、耐腐蚀性、电绝缘性、绝热性，并且具有很好的弹性，易加工成型。因此在四大工业材料中，塑料的数量、作用、地位、应用范围急剧扩张，节节领先，广泛应用于国民经济的各个领域。然而，正是由于塑料的某些优异性能导致其在使用或消费后不易腐烂，日积月累，严重影响了地球的生态环境，引起了世界各国的极大关注。目前，我国对塑料废弃物的处理方发主要是填埋和简单的焚烧，填埋需要占用很多宝贵的土地，而且会污染周边环境和地下水资源，简单焚烧也会排放有害气体和残渣，两者均非良策。高礼华(03118432.4)发明涉及一种利用废旧塑料薄膜制造绳索的方法，本发明制造绳索的方法是将废旧塑料薄膜直接加工成塑料绳索，其方法是将塑料袋(薄膜)整体折叠或切片后，形成对称双三角形片料，然后以互补扭转对接的方式制绳，不需配料或制剂。其制造方法为，将废旧塑料袋(薄膜)清理分类→整体连接→机械搓绳→产品成形，但塑料强度不易保证。韩修智(CN1445285)发明涉及一种改性木塑复合材料其用途及其制造方法，其利用木粉及塑料或废旧塑料为主要原料，配以少量助剂，用专用接技剂对木粉及塑料表面进行接枝改性处理，有效增强木粉和塑料间的界面强度，采用连续挤出工艺，利用各种断面形状的模具，挤出生产各种高性能复合材料。其中木粉成分含量超过50％，但废旧塑料用量有限。本发明开发利用废旧塑料资源，采用共混微交联及晶粒尺寸控制技术，生产改性塑料颗粒，并能进一步延伸产业链条生产塑料管材，即可有效治理污染，又可创造巨大的经济效益，可谓利国利民的环保发明。 

由上可见，本研究发明以循环经济发展理念为指导，大力开展再生资源回收综合利用，变废为宝，实现废物资源化。符合《十一五资源综合利用指导意见》。 

本发明针对废旧塑料材料，提出了一种采用共混微交联及晶粒尺寸控制技术，生产改性塑料颗粒的方法。一方面，微交联可以控制聚乙烯的交联程度，降低聚乙烯改性颗粒的流动性，利于管材的挤出。另一方面，成核剂在加工过程中，起到控制晶粒尺寸和分布的作用，从而进一步提高废旧聚乙烯改性料的物理机械性能。本发明同时进行微交联改性及成核控制，方法简便，易于工业化及大规模生产。 

发明内容

为了解决控制废旧塑料的微观结构，提高废旧聚乙烯改性料的物理机械性能，一种采用共混微交联及晶粒尺寸控制技术，生产改性塑料颗粒的方法。。 

实现上述目的的技术解决方案如下： 

本发明经过大量的摸索试验得出的，其主要设备如下：清洗设备、破碎机械、烘干机械、高速混合机、双平行双螺杆挤出机、切粒机、集料仓。使用交联助剂：过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)，增韧改性剂乙烯辛烯共聚物(POE)、黑色颜料。 

本发明的制备工艺如下： 

1、机械破碎废旧塑料：将人工分拣好的一些牛奶瓶、洗发水瓶、机油壶等小中空材料进行粉碎； 

2、清洗设备：将粉碎好的材料在清洗设备内进行加水清洗，洗到表面干净为止； 

3、烘干设备：将洗好的材料放入烘干机内进行烘干处理； 

4、高速混合机：将烘干处理好的材料放入混合机内，按照一定比利加入多种助剂材料进行混合； 

5、平行双螺杆挤出机：将混合好的材料放入挤出机进行挤出造粒； 

6、切粒机：将挤出机挤出的条状物放入切粒机进行切粒成型，成颗粒状； 

7、集料仓：将切粒成型的颗粒经风送系统送进集料仓，进行装袋、包装。 

一种改性塑料颗粒，按质量份数其组成成分包括：废旧塑料片100份，过氧化物交联剂0～0.8份，成核剂0～0.9份，增韧剂1～20份，黑色颜料3～10份。 

上述的废旧塑料片选自牛奶瓶、洗发水瓶、机油壶等小中空材料进行粉碎中的一种。 

上述交联助剂是指过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)。 

上述其中有机成核剂包括山梨醇缩醛类(DBS、MDBS和DMDBS)、山梨醇、对羟基苯甲酸、聚4-甲氧基-4’-丙烯酰氧苯甲酸苯酯(PMAPAB)、硬脂酸盐(KSt、CaSt2及ZnSt2)；无机成核剂为滑石粉和云母粉。 

上述增韧剂是乙烯辛烯共聚物(POE)。 

上述黑色颜料是指炭黑色母粒。 

一种废旧塑料改性料的制备方法包含以下步骤： 

(1)机械破碎废旧塑料，破碎成20mm×20mm规格的小片料。 

(2)将上述步骤(1)中的小片料在清洗设备内进行加水清洗，洗涤时间5-10min。 

(3)将上述步骤(2)中材料放入烘干机内进行烘干处理，预热干燥，温度100～110℃，恒温时间1～2h； 

(4)将上述步骤(3)预热干燥后的小片材与交联剂，成核剂、增韧剂及色母粒等一起置于高速混合机中，其中交联剂采用丙酮溶解稀释，喷雾的方法加入，以保证混合分散的均匀性。在一定温度下搅拌15～30min，充分均匀后出料； 

(5)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中微交联熔融挤出，造粒，料筒温度控制在130～200℃，螺杆转速在80～250r/min。 

与现有的废旧塑料改性技术相比，本发明具有如下特点及优点：(1)本发明中的微交联技术，可以控制改性料的凝胶含量和流动性，操作工艺简单；(2)另一方面，成核剂在加工过程中，起到控制晶粒尺寸和分布的作用，从而进一步提高废旧聚乙烯改性料的物理机械性能。本发明同时进行微交联改性及成核控制，方法简便，易于工业化及大规模生产。 

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步地描述。 

实施例1 

称量预热干燥后的小片材100kg，0.1kgDCP溶于500g丙酮溶剂中，0.2kgDBS，2kgPOE，3kg黑色母，将上述各物质投高速混合机中。在高速混合机共混10min，然后投入挤出机挤出、造粒。其中，挤出机的各段温度分别为：一区温度130℃、二区温度140℃、三区温度150℃、四区温度180℃、五区温度200℃、机头温度200℃。所得改性料适合于排水管专用料，其主要技术指标为熔体流动速率0.7g/10min，拉伸强度22MPa，弯曲模量900MPa。 

实施例2 

称量预热干燥后的小片材100kg，0.1kgBPO溶于500g丙酮溶剂中，0.2kg 滑石粉，3kgPOE，3kg黑色母，将上述各物质投高速混合机中。在高速混合机共混10min，然后投入挤出机挤出、造粒。其中，挤出机的各段温度分别为：一区温度130℃、二区温度140℃、三区温度150℃、四区温度170℃、五区温度190℃、机头温度190℃。所得改性料适合于供水管专用料，其主要技术指标为熔体流动速率0.6g/10min，拉伸强度23MPa，断裂伸长率300％，弯曲模量900MPa。 

本发明的保护范围不仅仅局限于实施例，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。 

Claims (7)

1.一种改性塑料颗粒，其特征在于：其组成成分的质量份数为：废旧塑料片100份，过氧化物交联剂0～0.8份，成核剂0～0.9份，增韧剂1～20份，黑色颜料3～10份。

2.根据权利要求1所述的改性塑料颗粒，其特征在于：所述的废旧塑料片选自牛奶瓶、洗发水瓶、机油壶等小中空PE材料中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的改性塑料颗粒，其特征在于：所述的交联助剂选自过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的改性塑料颗粒，其特征在于：所述的成核剂包括有机成核剂和无机成核剂，所述的有机成核剂选自山梨醇缩醛类(DBS、MDBS和DMDBS)、山梨醇、对羟基苯甲酸、聚4-甲氧基-4’-丙烯酰氧苯甲酸苯酯(PMAPAB)、硬脂酸盐(KSt、CaSt2及ZnSt2)中的一种或多种；所述的无机成核剂选自滑石粉、云母粉中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的改性塑料颗粒，其特征在于：所述的增韧剂是乙烯辛烯共聚物(POE)。

6.根据权利要求1所述的改性塑料颗粒，其特征在于：所述的黑色颜料是指炭黑色母粒。

7.根据权利要求1所述的改性塑料颗粒的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：

(1)机械破碎废旧塑料，破碎成20mm×20mm规格的小片料。

(2)将上述步骤(1)中的小片料在清洗设备内进行加水清洗，洗涤时间5-10min。

(3)将上述步骤(2)中材料放入烘干机内进行烘干处理，预热干燥，温度100～110℃，恒温时间1～2h；

(4)将上述步骤(3)预热干燥后的小片材与交联剂，成核剂、增韧剂及色母粒等一起置于高速混合机中，其中交联剂采用丙酮溶解稀释，喷雾的方法加入，以保证混合分散的均匀性。在一定温度下搅拌15～30min，充分均匀后出料；

(5)将混合好的物料加入双螺杆挤出机中微交联熔融挤出，造粒，料筒温度控制在130～200℃，螺杆转速在80～250r/min。