CN102250428A - 环氧树脂改性废弃聚苯乙烯-丙烯腈塑料及再生板材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环氧树脂改性废弃聚苯乙烯-丙烯腈塑料及再生板材的制备方法，先将废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末70-90质量份，环氧树脂5-15质量份放入混料机中充分混合均匀；再依次向搅拌机中加入上述混合粉末、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯或者氯化石蜡5-10质量份、阻燃剂2-7质量份、颜料碳黑或者铁黑0-3质量份，其中加入每种助剂要等到混合均匀后再加入下一种助剂；混合均匀后即得原料粉末。然后经过进行热压成型、低温定型、自然冷却。本发明不需添加胶黏剂，无溶剂无甲醛，并解决了废弃热固性泡沫塑料粉末中加入环氧树脂同时不加入环氧固化剂，其再生板材仍可热压成型的问题，安全环保。该再生板材还具有防水、阻燃、耐腐蚀等特殊性能，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及环氧树脂改性废弃聚苯乙烯-丙烯腈塑料及再生板材的制备方法，属于资源回收与再利用领域。
背景技术
热固性塑料具有很多优点，因而广泛地应用于电器和电子工业、机械、车辆、滑动元件、密封元件及餐具生产。但由于热固性塑料在加工过程中，大分子之间发生化学反应而形成交联结构，其制品具有不溶不熔的特点。长期以来，人们一直认为废弃热固性塑料不能回收利用，因而将其当作垃圾处理。不仅造成环境污染，又会耗费大量人力。近年来，人们认识到其回收利用的重要意义，因而，废弃热固性塑料的回收量日益增多。
我们已申请了两篇相关专利：(1)中国专利“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”，CN 101629025B；(2)中国专利“一种利用废弃热固性泡沫塑料制备复合板材的方法”，申请号为200910305368.8。以上专利介绍了废弃热固性泡沫塑料的回收利用方法——经热压制备出废弃热固性泡沫塑料再生板材，其原料粉末中加入了橡胶和固态环氧树脂提高了弹性和韧性、强度和耐腐蚀性。此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，同时解决了家具中甲醛存留和吸潮变形的问题。但制备过程中加入了环氧固化剂，固化剂为有机胺类，对人体造成了危害。
发明内容
本发明的目的在于提供环氧树脂改性废弃聚苯乙烯-丙烯腈塑料及再生板材的制备方法，为循环再利用废弃热固性泡沫塑料提供了一条途径，并解决了废弃热固性泡沫塑料粉末中加入环氧树脂同时不加入环氧固化剂，其再生板材仍可热压成型的问题。
本发明的环氧树脂改性废弃聚苯乙烯-丙烯腈塑料的处理方法，先将废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末70-90质量份，环氧树脂5-15质量份放入混料机中充分混合均匀；再依次向搅拌机中加入上述混合粉末、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯或者氯化石蜡5-10质量份、阻燃剂2-7质量份、颜料碳黑或者铁黑0-3质量份，其中每加入每种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；混合均匀后即得原料粉末。
所述废弃泡沫塑料粉末为20-100目粉末。
所述环氧树脂为E-44环氧、环氧604或环氧128中的一种；所述阻燃剂为溴化环氧树脂、磷酸三苯酚、丁苯系磷酸酯或者间苯二酚双磷酸酯中的一种。
采用本发明的环氧树脂改性废弃聚苯乙烯-丙烯腈塑料制备再生板材的方法，其特征是：
(1称量原料粉末，在100-150℃下进行预热；
(2)将预热后的原料粉末均匀铺到模具中，进行热压成型，其中压强为10-15MPa，温度为130-180℃，时间为10-20min；
(3)将成型后的板材进行低温定型，其中压强为10MPa，自然冷却。
本发明使用的原料粉末主要利用废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料、环氧树脂为原料，因为废弃的热固性泡沫塑料本身强度高但脆性大，树脂的加入可以起到材料间物理化学交联作用，可以提高材料的强度和耐腐蚀性。本发明不需添加胶黏剂，无溶剂无甲醛，并解决了废弃热固性泡沫塑料粉末中加入环氧树脂同时不加入环氧固化剂，其再生板材仍可热压成型的问题，安全环保。该再生板材还具有防水、阻燃、耐腐蚀等特殊性能，具有广泛的应用前景。
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)称取废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末70质量份、5质量份环氧604粉末，放入研磨机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入步骤(1)中的混合粉末、邻苯二甲酸二辛酯5质量份、溴化环氧树脂7质量份、碳黑3质量份，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)混合后即得原料粉末；
(4)按1000kg/m3的板材密度体积0.04392m3称量原料粉末43.92kg，将原料粉末预热，温度150℃，时间10min；
(5)热压成型，压强为15MPa，温度为180℃，时间为10min；
(6)低温定型，压强为10MPa，自然冷却；
(7)对制备的板材进行锯边、砂光，制成标准尺寸的成品板材。
其中废弃热固性SAN泡沫塑料粉末为20目粉末，所得板材密度为1000kg/m3，含水率为0.16％，吸水率为2.39％，吸水厚度极限膨胀率为0.159％，冲击强度为5.695kJ/m2，抗压强度为67.178MPa，抗压模量为853.046MPa，抗弯强度为362.444MPa，抗弯模量为5.59×106MPa。
实施例2
(1)称取废弃聚苯乙烯-丙烯晴泡沫塑料粉末80质量份、5质量份环氧128，放入研磨机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入步骤(1)中的混合粉末、氯化石蜡7质量份、间苯二酚双膦酸脂4质量份、铁黑1质量份，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)混合后即得原料粉末；
(4)按1200kg/m3的板材密度体积0.04392m3称量原料粉末52.7kg，将原料粉末预热，温度100℃，时间12min；
(5)热压成型，压强为13MPa，温度为130℃，时间为12min；
(6)低温定型，压强为10MPa，自然冷却；
(7)对制备的板材进行锯边、砂光，制成标准尺寸的成品板材。
其中废弃热固性SAN泡沫塑料粉末为50目粉末，所得板材密度为1200kg/m3，含水率为0.69％，吸水率为0.51％，吸水厚度极限膨胀率为0.29％，冲击强度为35kJ/m2，抗压强度为89.274MPa，抗压模量为1047.176MPa，抗弯强度为386.762MPa，抗弯模量为6.02×106MPa。
实施例3
(1)称取废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末90质量份、E-44环氧10质量份，放入研磨机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入步骤(1)中的混合粉末、氯化石蜡10质量份、丁苯系磷酸脂5质量份，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)混合后即得原料粉末；
(4)按1250kg/m3的板材密度体积0.04392m3称量可压塑粉末原料54.9kg，将原料粉末预热，温度100℃，时间15min；
(5)热压成型，压强为12MPa，温度为120℃，时间为15min；
(6)低温定型，压强为10MPa，自然冷却；
(7)对制备的板材进行锯边、砂光，制成标准尺寸的成品板材。
其中废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末为80目粉末，所得板材密度为1250kg/m3，含水率为0.97％，吸水率为1.41％，吸水厚度极限膨胀率为0.264％，冲击强度为27kJ/m2，抗压强度为80.729MPa，抗压模量为1024.334MPa，抗弯强度为367.463MPa，抗弯模量为5.47×106MPa。
实施例4
(1)称取废弃热固性SAN泡沫塑料粉末90质量份、E-44环氧15质量份，放入研磨机中充分混合均匀；
(2)依次向搅拌机中加入步骤(1)中的混合粉末、氯化石蜡10质量份、磷酸三苯酚2质量份、铁黑2质量份，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)混合后即得原料粉末；
(4)按1500kg/m3的板材密度体积0.04392m3称量可压塑粉末原料65.88kg，将原料粉末预热，温度140℃，时间20min；
(5)热压成型，压强为10MPa，温度为170℃，时间为20min；
(6)低温定型，压强为10MPa，自然冷却；
(7)对制备的板材进行锯边、砂光，制成标准尺寸的成品板材。
其中废弃热固性SAN泡沫塑料粉末为100目粉末，所得板材密度为1500kg/m3，含水率为0.73％，吸水率为0.52％，吸水厚度极限膨胀率为0.36％，冲击强度为32kJ/m2，抗压强度为85.519MPa，抗压模量为1035.843MPa，抗弯强度为372.589MPa，抗弯模量为5.98×106MPa。
需要说明的是压板所用设备体积恒定，故可根据所需板材密度，称量原料粉末即可得到所需密度板材。
以上对本发明做了示例性的描述，本发明的权限由权利要求所限定，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在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.环氧树脂改性废弃聚苯乙烯-丙烯腈塑料的方法，其特征是：先将废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末70-90质量份，环氧树脂5-15质量份放入混料机中充分混合均匀；再依次向搅拌机中加入上述混合粉末、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯或者氯化石蜡5-10质量份、阻燃剂2-7质量份、颜料碳黑或者铁黑0-3质量份，其中每加入每种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；混合均匀后即得原料粉末。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述废弃泡沫塑料粉末为20-100目粉末。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述环氧树脂为E-44环氧、环氧604或环氧128中的一种。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述阻燃剂为溴化环氧树脂、磷酸三苯酚、丁苯系磷酸酯或者间苯二酚双磷酸酯中的一种。
5.采用权利要求1的环氧树脂改性废弃聚苯乙烯-丙烯腈塑料及再生板材的制备方法，其特征是：
(1)称量原料粉末，在100-150℃下进行预热；
(2)将预热后的原料粉末均匀铺到模具中，进行热压成型，其中压强为10-15MPa，温度为130-180℃，时间为10-20min；
(3)将成型后的板材进行低温定型，其中压强为10MPa，自然冷却。
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