CN104629271B - 锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料及其制备方法，本发明的一种锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料，所述锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料由活性填料锂辉石矿渣和回收的聚对苯二甲酸乙二酯组成。所述活性填料锂辉石矿渣与回收聚对苯二甲酸乙二酯的质量比为10/90～50/50。本发明所述的锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料的制备方法，包括如下步骤:将活性填料锂辉石矿渣，采用熔融共混法与回收的聚对苯二甲酸乙二酯复合，使锂辉石矿渣粉末均匀分散于回收的聚对苯二甲酸乙二酯基体中。本发明节能环保，制作简单，使用方便，结构合理。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料及其制备方法。
背景技术
随着环境保护形势日趋严峻，为了创建和谐、可持续发展型社会，对于工业和生活废物的二次利用就显得愈发重要。锂辉石矿渣是工业上利用锂辉石矿提取碳酸锂，主要应用于光伏产业后产生的工业固体废渣。锂辉石矿渣不仅放置占地，管理要人，且易随风雨流失，污染环境，危害农田，给社会和环境带来了沉重负担。因此如何处理锂辉石矿渣成了急需解决的问题。目前针对锂辉石矿渣的主要处理途径有：(1)与水泥复合成为混凝土；(2)与其它硅酸盐复合制备强化陶瓷。但是这些途径对于锂辉石矿渣的回收利用量有限，无法最大限度的解决环境问题。
聚对苯二甲酸乙二酯rPET是另外一类固废材料，主要来源于日常生活中废弃的饮料瓶。中国人平均每天消耗饮料瓶2个，且这些瓶子在一次性使用后就全部废弃，由此带来了白色污染。因此，从保护环境、节约能源和资源的角度出发，对聚对苯二甲酸乙二酯rPET废旧瓶的回收再利用已经成为当前国际社会日益关注的课题。目前，聚对苯二甲酸乙二酯rPET的主要处理途径有：(1)熔融后进行纺丝制备化学纤维；(2)与其他橡胶/塑料材料制成聚合物合金；(3)以纳米SiO2、蒙脱土、高岭土等矿物对聚对苯二甲酸乙二酯rPET进行改性制备工程材料。由于锂辉石矿渣中同样含有SiO2和Al2O3，因此锂辉石矿渣同样具有填充改性聚对苯二甲酸乙二酯rPET的潜质，且与纳米SiO2、蒙脱土相比成本要低廉的多。更重要的是，如果能够开发出基于锂辉石矿渣填充的聚对苯二甲酸乙二酯rPET复合材料，既可解决锂辉石矿渣和废弃PET饮料瓶的污染问题，又为开发一种价格低廉，性能良好的绿色复合材料提供了新的途径。
目前，缺乏一种绿色环保的锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料及其制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种绿色环保的锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：本发明提供了一种锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料，所述锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料由活性填料锂辉石矿渣和回收的聚对苯二甲酸乙二酯组成。
进一步地，所述活性填料锂辉石矿渣与回收聚对苯二甲酸乙二酯的质量比为10/90～50/50。
进一步地，所述活性填料锂辉石矿渣的目数为300～1500目。
本发明所述的锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料的制备方法，包括如下步骤:将活性填料锂辉石矿渣，采用熔融共混法与回收的聚对苯二甲酸乙二酯复合，使锂辉石矿渣粉末均匀分散于回收的聚对苯二甲酸乙二酯基体中。
进一步地，将活性填料锂辉石矿渣清洗，粉碎至300～1500目，再经干燥后与回收聚对苯二甲酸乙二酯置于密炼机中，控制密炼机温度为255℃，转子转速为50rpm，熔融共混6min，制得锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的绿色复合材料。
有益效果：本发明节能环保，制作简单，使用方便，结构合理。本发明的锂辉石矿渣来源于工业上利用锂辉石矿提取碳酸锂后产生的工业固体废渣，rPET来源于日常生活中废弃的饮料瓶回收、破碎后得到的瓶片。
附图说明
图1为实施例1锂辉石矿渣与聚对苯二甲酸乙二酯rPET以质量比为10/90复合的材料冲击断面的扫描电镜图；
图2为实施例2锂辉石矿渣与聚对苯二甲酸乙二酯rPET以质量比为20/80复合的材料冲击断面的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合附图及最佳实施方式对本发明作进一步说明，以使公众对发明的内容有整体和充分的了解，而并非对本发明保护范围的限定。前述部分已经充分公开了本发明可以实施的保护范围，因此凡依照本发明公开内容进行的任何领域公知的等同替换，均属于对本发明的侵犯。
本发明的其他优点和效果将在下面的具体实施方式中继续描述。
本发明提供了一种锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料，所述锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料由锂辉石矿渣和回收的聚对苯二甲酸乙二酯组成。所述活性填料锂辉石矿渣与回收聚对苯二甲酸乙二酯的质量比为10/90～50/50。所述活性填料锂辉石矿渣的目数为300～1500目。
本发明所述的锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料的制备方法，包括如下步骤:将活性填料锂辉石矿渣，采用熔融共混法与回收的聚对苯二甲酸乙二酯复合，使锂辉石矿渣粉末均匀分散于回收的聚对苯二甲酸乙二酯基体中。将活性填料锂辉石矿渣清洗，粉碎至300～1500目，再经干燥后与回收聚对苯二甲酸乙二酯置于密炼机中，控制密炼机温度为255℃，转子转速为50rpm，熔融共混6min，制得锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的绿色复合材料。
实施例1
如图1和图2所示，本发明中，首先将锂辉石矿渣清洗，粉碎至300目，再经干燥后与聚对苯二甲酸乙二酯rPET置于密炼机中，锂辉石矿渣与聚对苯二甲酸乙二酯rPET的质量比为10/90，控制密炼机温度为255℃，转子转速为50rpm，熔融共混6min出料。
使用微型注塑机将出料注射成标准哑铃型(32mm×4mm×2mm)和标准矩形(80mm×10mm×4mm)样条用于拉伸性能和冲击性能的测试。注射工艺为：料筒温度270℃，模具温度80℃，注射压力600bar，保压压力500bar。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：首先将锂辉石矿渣清洗，粉碎至1200目，再经干燥后与聚对苯二甲酸乙二酯rPET置于密炼机中，锂辉石矿渣与聚对苯二甲酸乙二酯rPET的质量比为20/80，控制密炼机温度为255℃，转子转速为50rpm，熔融共混6min后出料。
使用微型注塑机将出料注射成标准哑铃型(32mm×4mm×2mm)和标准矩形(80mm×10mm×4mm)样条用于拉伸性能和冲击性能的测试。注射工艺为：料筒温度270℃，模具温度80℃，注射压力600bar，保压压力500bar。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：首先将锂辉石矿渣清洗，粉碎至1500目，再经干燥后与聚对苯二甲酸乙二酯rPET置于密炼机中，锂辉石矿渣与聚对苯二甲酸乙二酯rPET的质量比为50/50，控制密炼机温度为255℃，转子转速为50rpm，熔融共混6min出料。
使用微型注塑机将出料注射成标准哑铃型(32mm×4mm×2mm)和标准矩形(80mm×10mm×4mm)样条用于拉伸性能和冲击性能的测试。注射工艺为：料筒温度270℃，模具温度80℃，注射压力600bar，保压压力500bar。
对比例1
将聚对苯二甲酸乙二酯rPET干燥后置于密炼机中，控制密炼机温度为255℃，转子转速为50rpm，6min后出料。
使用微型注塑机将出料注射成标准哑铃型(32mm×4mm×2mm)和标准矩形(80mm×10mm×4mm)样条用于拉伸性能和冲击性能的测试。注射工艺为：料筒温度270℃，模具温度80℃，注射压力600bar，保压压力500bar。
对比例2
将聚对苯二甲酸乙二酯rPET瓶片和玻璃纤维干燥后，以质量比为10/90置于密炼机中，控制密炼机温度为255℃，转子转速为50rpm，熔融共混6min出料。
使用微型注塑机将出料注射成标准哑铃型(32mm×4mm×2mm)和标准矩形(80mm×10mm×4mm)样条用于拉伸性能和冲击性能的测试。注射工艺为：料筒温度270℃，模具温度80℃，注射压力600bar，保压压力500bar。
试验例
表1为实施例1和实施例2和对比例1和对比例2试样的模量和力学强度。
表1
从表1可以看出，锂辉石矿渣与rPET的绿色复合材料的模量和强度远高于纯样rPET；其中，实施例2中，锂辉石矿渣与rPET质量比20/80的复合材料的强度可媲美于对比例2的玻璃纤维增强的rPET复合材料，且模量远高于后者。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料，其特征在于：所述锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料由活性填料锂辉石矿渣和回收的聚对苯二甲酸乙二酯组成，所述锂辉石矿渣的目数为300～1500目。
2.根据权利要求1所述的锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料，其特征在于：所述活性填料锂辉石矿渣与回收聚对苯二甲酸乙二酯的质量比为10/90～50/50。
3.权利要求1所述的锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将活性填料锂辉石矿渣，采用熔融共混法与回收的聚对苯二甲酸乙二酯复合，使锂辉石矿渣粉末均匀分散于回收的聚对苯二甲酸乙二酯基体中。
4.根据权利要求3所述的锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的复合材料的制备方法，其特征在于：将活性填料锂辉石矿渣清洗，粉碎至300～1500目，再经干燥后与回收聚对苯二甲酸乙二酯置于密炼机中，控制密炼机温度为255℃，转子转速为50rpm，熔融共混6min，制得锂辉石矿渣填充的回收聚对苯二甲酸乙二酯的绿色复合材料。
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