CN103172919B - 一种回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法 - Google Patents

一种回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法，包括以下步骤：(1)分类和磨碎：将废旧交联聚乙烯泡沫塑料分类、磨碎、筛分，得到磨碎料；(2)造粒：将磨碎料代替某些新原料加入到聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯中，并加入主抗氧剂、发泡剂、辅助抗氧剂和其他助剂进行混炼造粒，制备母料；(3)挤成母片：将制备好的母料与敏化剂混合，用挤出压光机挤成连续母片；(4)辐照：将所得母片进行连续辐射交联；(5)发泡：将辐照好的母片放入发泡炉中发泡制备成符合要求的发泡材料，不符合要求的发泡材料返回步骤(1)再次回收利用。采用本发明提供的方法可以回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料，达到循环利用，降低成本、减少环境污染的目的。

Description

一种回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法
技术领域
本发明属于废旧塑料回收利用技术领域，具体涉及一种回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法。
背景技术
作为泡沫塑料中的一类，交联(包括辐射交联和化学交联)聚乙烯泡沫塑料性能优越，广泛用在包装、保温、建筑工程、体育用品、交通运输等领域，起到防水、保温、隔热、减震等作用。生产、使用该产品的过程中会产生一定量得废旧聚乙烯泡沫塑料，主要包括生产交联聚乙烯泡沫塑料过程中产生的废品、残次品、边角料及其使用完成后产生的废旧泡沫塑料，每年全国产生约1000吨这类废旧泡沫塑料。由于这种泡沫塑料已经交联，在自然条件下很难降解，也不能采取同未交联的聚乙烯一样的方法进行回收利用，因此废旧交联聚乙烯泡沫塑料给环境带来了不可忽视的问题；其次，生产泡沫塑料的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，是不可再生的自然资源，重新利用废旧泡沫塑料从能源角度来说就是再生石油，对生产企业而言，即可变废为宝、节约成本、增加利润，从环保角度而言又能节能减排、保护环境。所以废旧泡沫塑料的再生利用一直是塑料产业持续发展的必然选择。
目前，国内废旧交联聚乙烯泡沫塑料的回收利用技术近乎空白，已有的少量技术也由于投资大、耗用高等原因难以实现。北京石油大学、中国科学院大连化物所、山西煤化所等都开展烯烃类塑料热裂解催化剂的研究，并在催化裂解聚乙烯，聚丙烯等回收汽油领域取得了一定的进展，但由于成本高，规模小，缺乏市场竞争力。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种环保、低耗、低成本的回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法，包括以下步骤：
(1)分类和磨碎：将废旧交联聚乙烯泡沫塑料按照颜色、交联方式初步分类，进行磨碎、筛分处理得到磨碎料，装袋储存备用；
(2)造粒：将步骤(1)中的磨碎料加入到聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯中得到原料，并按比例向原料中加入主抗氧剂、发泡剂、辅助抗氧剂和其他助剂进行混炼造粒，制备母料，造粒温度为100～140℃；
(3)挤成母片：将步骤(2)中制备好的母料与敏化剂混合，然后用挤出压光机挤成连续母片，挤出温度为100～150℃，压光温度为30～80℃；
(4)辐照：将步骤(3)所得母片进行连续辐射交联，辐照剂量为50～200kGy；
(5)发泡：将步骤(4)辐照好的母片放入发泡炉中发泡制备成符合要求的发泡材料，不符合要求的发泡材料返回步骤(1)再次回收利用，其中发泡炉中预热区温度为80～150℃，发泡区温度为210～260℃。
进一步，步骤(1)中，所述废旧交联聚乙烯泡沫塑料为辐射交联聚乙烯泡沫塑料或化学交联聚乙烯泡沫塑料；所述磨碎料的粒度为60～400目。
进一步，步骤(2)中，以原料的总重量为基准，所述磨碎料的重量百分比为0.1～50％，所述聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯的重量百分比为50～99.9％，其中聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯的重量比为任意比例；所述主抗氧剂的重量为原料总重量的0.2～2％；所述发泡剂的重量为原料总重量的1～16％；所述辅助抗氧剂的重量为原料总质量的0.2～4％。
更进一步，步骤(2)中，以原料的总重量为基准，所述磨碎料的重量百分比为10～20％，所述聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯的重量百分比为80～90％。
进一步，步骤(2)中，所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；所述辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸二(十八)酯。
进一步，步骤(3)中，所述敏化剂的重量为原料总重量的0.2～2％。
进一步，其特征在于，所述敏化剂为氧化钡、氧化锌、硬脂酸锌或硬脂酸钡。
进一步，步骤(2)中，所述其他助剂选自偶联剂、聚乙烯蜡、色母料和阻燃剂中的一种或多种。
再进一步，其特征在于，所述偶联剂的重量为原料总重量的0～2％，所述聚乙烯蜡的重量为原料总重量的0～4％；所述色母料的重量为原料总重量的0～6％；所述阻燃剂的重量为原料总重量的0～30％。
更进一步，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯或单烷氧基脂肪酸钛酸酯；所述阻燃剂为十溴二苯醚。
本发明的有益效果在于：将废旧聚乙烯泡沫塑料利用专用设备磨碎后，在生产配方中替代一部分聚乙烯原料，通过调整工艺配方生产出符合企业标准和客户要求的产品，最终达到循环利用，降低成本、减少环境污染的目的。
附图说明
图1是本发明提供的回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
本发明中所用的废旧交联泡沫塑料可以是辐射交联或化学交联聚乙烯泡沫塑料，也包括用乙烯醋酸乙烯或其它塑脂共混改型的交联泡沫塑料。
在本发明中，磨碎料愈细，加入比例可增加，产品性能也会提高。综合考虑到磨碎成本以及产品性能，磨碎料粒度100～200目为宜。
为了能够保证产品的表观以及机械性能，磨碎料的加入比例以10～20％为宜，当产品性能要求不高时，磨碎料加入比例可增大，可增大到重量百分比50％。
在使用磨碎料时，为了提高相容性，可以适当提高乙烯-醋酸乙烯酯的添加量、加入一定的助剂如偶联剂等。
在本发明的方法中，若生产出来的发泡后的产品不符合使用要求，可以将其投入起始原料中循环使用，如图1所示。
另外需要说明的是，本发明的方法也适用于仅使用聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯混合原料生产泡沫塑料的情形。
实施例中所使用的试剂、设备或仪器均可自市场购得。
实施例1
采用本发明提供的方法回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料时，所用组成与配比如下(以聚乙烯+乙烯-醋酸乙烯酯+磨碎料的总重量为100g计)：
采用本发明的方法，利用废旧辐射交联聚乙烯泡沫塑料生产新的辐射交联聚乙烯发泡材料时，按如下步骤进行：
(1)分类和磨碎
将本公司生产的白色边角料(即废旧辐射交联聚乙烯泡沫塑料)用磨粉机研磨成粒度约为60目的颗粒备用。
(2)造粒
将上述重量的聚乙烯(PE0274)、磨碎料(辐射交联聚乙烯泡沫塑料，白色)、发泡剂(AC)、主抗氧剂(CA)和辅助抗氧剂(DLTP)和特白色母进行混炼造粒，制备成AC母料。造粒机四区温度分别为105℃，115℃，120℃，125℃。
(3)将上述制备好的AC母料和敏化剂按比例混合后用挤出压光机制备出厚度为0.6mm、宽度为550mm母片。挤出机机身五区温度分别为105℃，112℃，118℃，124℃，122℃，机头温度为125℃，压光温度为80℃。
(4)将母片进行连续辐射交联，辐照剂量180kGy。
(5)将辐照好的母片放入发泡炉中发泡制备成发泡倍率为5倍、厚度为1.5mm及宽度为1000mm的发泡材料。发泡炉预热三区温度为90℃、100℃、110℃，发泡区最高温度为260℃。
利用本发明方法生产的辐射交联聚乙烯的发泡材料容重为200kg/m3，拉伸强度为1.53MPa(纵)/1.16MPa(横)(企业标准为1.25MPa(纵)/1.00MPa(横))，断裂伸长率为245％(纵)/218％(横)(企业标准为220％(纵)/180％(横))。
实施例2
采用本发明提供的方法回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料时，所用组分及配比如下(以聚乙烯+乙烯-醋酸乙烯酯+磨碎料的总重量为100g计)：
采用本发明的方法，利用废旧辐射交联聚乙烯泡沫塑料生产新的辐射交联聚乙烯发泡材料时，按如下步骤进行：
(1)分类和磨碎
将本公司生产的黑色边角料(即废旧辐射交联聚乙烯泡沫塑料)用研磨机研磨成粒度约为200目的颗粒备用。
(2)造粒
将上述重量的聚乙烯(PE15803)、磨碎料(辐射交联聚乙烯泡沫塑料，黑色)、发泡剂(AC)、主抗氧剂(1010)、辅助抗氧剂(DSTP)、聚乙烯蜡(WE-2)、黑色母、十溴二苯醚和三氧化二锑(用作复合阻燃剂)进行混炼造粒。造粒机四区温度分别为105℃，115℃，120℃，125℃。
(3)将上述制备好的AC母料和敏化剂混合后按比例用挤出压光机制备出厚度为1.0mm、宽度为450mm母片。挤出机机身五区温度分别为105℃，112℃，118℃，124℃，122℃，机头温度为125℃，压光温度为60℃。
(4)将制备好的母片用工业加速器辐照，辐照剂量130kGy。
(5)将辐照好的母片于发泡炉中发泡制备成倍率为15倍、厚度为3mm及宽度为1150mm的发泡材料。发泡炉预热三区温度为90℃、100℃、110℃,发泡区最高温度为245℃。
利用本发明方法生产的辐射交联聚乙烯发泡材料容重为67kg/m3，拉伸强度为0.82MPa(纵)/0.68MPa(横)(企业标准为0.6MPa(纵)/0.5MPa(横))，断裂伸长率为218％(纵)/179％(横)(企业标准为180％(纵)/160％(横))。
实施例3
采用本发明提供的方法回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料时，所用组成及配比如下(以聚乙烯+乙烯-醋酸乙烯酯+磨碎料的总重量为100g计)：
采用本发明的方法，利用废旧辐射交联聚乙烯泡沫塑料生产新的辐射交联聚乙烯发泡材料时，按如下步骤进行：
(1)分类和磨碎
将外购化学交联聚乙烯泡沫塑料的黑色边角料用研磨机研磨成粒度约为400目的颗粒。
(2)造粒
将上述重量的聚乙烯(PE2426H)、乙烯-醋酸乙烯酯(7350M)、磨碎料(辐射交联聚乙烯泡沫塑料，黑色)、发泡剂(AC)、主抗氧剂(2246)、辅助抗氧剂(DLTP)、聚乙烯蜡、偶联剂(单烷氧基脂肪酸钛酸酯)和黑色母进行混炼造粒。造粒机四区温度分别为100℃，110℃，116℃，120℃。
(3)将上述制备好的AC母料和敏化剂混合后按比例用挤出压光机制备出厚度为2.1mm、宽度为380mm母片。挤出机机身五区温度分别为105℃，110℃，116℃，120℃，119℃，机头温度为121℃，压光温度为60℃。
(4)将制备好的母片用工业加速器辐照，辐照剂量150kGy。
(5)将辐照好的母片发泡制备成倍率为30倍，厚度为6mm，宽度为1150mm的发泡材料。发泡炉预热三区温度为100℃、110℃、120℃,发泡区最高温度240℃。
利用本发明的方法生产的辐射交联聚乙烯发泡材料容重为35kg/m3，拉伸强度为0.45MPa(纵)/0.30MPa(横)(企业标准为0.3MPa(纵)/0.22MPa(横))，断裂伸长率为150％(纵)/113％(横)(企业标准为135％(纵)/100％(横))。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法，包括以下步骤：
(1)分类和磨碎：将废旧交联聚乙烯泡沫塑料按照颜色、交联方式初步分类，进行磨碎、筛分处理得到磨碎料，装袋储存备用；
(2)造粒：将步骤(1)中的磨碎料加入到聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯中得到原料，并按比例向原料中加入主抗氧剂、发泡剂、辅助抗氧剂和其他助剂进行混炼造粒，制备母料，造粒温度为100～140℃，其中，以原料的总重量为基准，所述磨碎料的重量百分比为0.1～50％，所述聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯的重量百分比为50～99.9％，所述主抗氧剂的重量为原料总重量的0.2～2％；所述发泡剂的重量为原料总重量的1～16％；所述辅助抗氧剂的重量为原料总质量的0.2～4％；所述其他助剂选自偶联剂、聚乙烯蜡、色母料和阻燃剂中的一种或多种，所述偶联剂的重量为原料总重量的0～2％，所述聚乙烯蜡的重量为原料总重量的0～4％；所述色母料的重量为原料总重量的0～6％；所述阻燃剂的重量为原料总重量的0～30％；
(3)挤成母片：将步骤(2)中制备好的母料与敏化剂混合，然后用挤出压光机挤成连续母片，挤出温度为100～150℃，压光温度为30～80℃；所述敏化剂的重量为原料总重量的0.2～2％；
(4)辐照：将步骤(3)所得母片进行连续辐射交联，辐照剂量为50～200kGy；
(5)发泡：将步骤(4)辐照好的母片放入发泡炉中发泡制备成符合要求的发泡材料，不符合要求的发泡材料返回步骤(1)再次回收利用，其中发泡炉中预热区温度为80～150℃，发泡区温度为210～260℃。
2.根据权利要求1所述的回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述废旧交联聚乙烯泡沫塑料为辐射交联聚乙烯泡沫塑料或化学交联聚乙烯泡沫塑料；所述磨碎料的粒度为60～400目。
3.根据权利要求1所述的回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法，其特征在于，步骤(2)中，以原料的总重量为基准，所述磨碎料的重量百分比为10～20％，所述聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯的重量百分比为80～90％。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；所述辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸二(十八)酯。
5.根据权利要求1所述的回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法，其特征在于，所述敏化剂为氧化钡、氧化锌、硬脂酸锌或硬脂酸钡。
6.根据权利要求1所述的回收利用废旧交联聚乙烯泡沫塑料的方法，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯或单烷氧基脂肪酸钛酸酯；所述阻燃剂为十溴二苯醚。
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