CN104672708A - 一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种以废旧汽车塑料为原料制备废塑料粉，并再利用于聚氯乙烯复合材料的方法及设备，将聚氯乙烯树脂、废旧汽车塑料粉、增塑剂、润滑剂和交联剂，按一定配比混合，加工后制成聚氯乙烯复合材料，本发明针对量大面广、价值低的废旧汽车塑料，经分选、清洗、烘干、破碎制粉得到废旧汽车塑料粉，然后作为填料制备聚氯乙烯复合材料。本发明的有益效果在于利用废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯基体浸润性好的特点，制备的聚氯乙烯复合材料机械性能好，成本低、易于产业化、市场前景广、经济和环保效益显著。

Description

一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及废塑料循环再利用技术，属于循环经济技术领域，具体涉及一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
自2008年以来，我国一直保持汽车产销量领先。据中国汽车流通协会统计，2013年，我国汽车产量2211.68万辆、销量2198.7万辆，全社会保有量1.37亿辆。今年来，我国的汽车报废量迅猛增加，产生大量的废旧汽车塑料，包括PP、PVC、PU、PBT、PC、ABS、PS等热塑性塑料和环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯等热固性塑料。汽车废旧塑料的种类繁多，成分较为复杂，杂质含量高，再利用难度大。中国发明专利（申请号201210011286.4）公开了一种汽车废玻纤塑料内饰件制备改性塑料料粒的方法。该方法把汽车废玻纤塑料内饰件切割成长度为8-15mm,宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料，再配以废聚丙烯碎块料或废尼龙碎块料，以及相容剂加入至双螺杆挤出机进行挤出，再通过塑料造粒机得到改性塑料母粒料。中国发明专利（申请号201110032708.1）公开了一种报废汽车热塑性聚丙烯塑料件的回收再制造方法。该方法将报废汽车的非金属内外饰件和结构件进行人工拆解和分选，挑选出聚丙烯塑料件，再经破碎、分选等步骤再制造聚丙烯塑料构件。目前处置再利用方法主要是填埋或造粒降级再用于再生塑料，造成环境污染，资源价值急剧降低。
发明内容
为解决上述上述问题，本发明开发了一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料及其制备方法，将废旧塑料用于制备聚氯乙烯复合材料，实现了废旧汽车绿色高值化再利用，成本低、易于产业化、市场前景广、经济和环保效益显著。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料，所述复合材料包括：聚氯乙烯树脂、增塑剂、润滑剂和交联剂，所述复合材料还包括废旧汽车塑料粉。
进一步的，所述聚氯乙烯树脂重量份数为100份，废旧汽车塑料粉重量份数为10-45份，增塑剂重量份数为30-80份，润滑剂重量份数为2-5份，交联剂重量份数为3-8份。
进一步的，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、癸二酸二异辛酯、二(2—乙基丁酸)三缩乙二醇酯中的任意一种或多种。
进一步的，所述润滑剂包括硬脂酸和聚乙烯蜡中的任意一种或两种。
进一步的，所述交联剂包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
进一步的，所述废旧汽车塑料粉粒度小于150μm。
一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料的制备方法，所述制备方法步骤如下：
（1）分选：去除废旧汽车塑料制品中的非塑料组件；
（2）清洗烘干：由清洗烘干设备完成；
（3）粗碎：将清洗烘干后的塑料制品破碎至粒度小于10mm ；
（4）低温粉碎：将粗碎后的塑料在-50℃~-10℃条件下破碎至小于150μm；
（5）称量所需的组分，各组分重量份数计如下：
      聚氯乙烯树脂      100份；
      废旧汽车塑料粉    10-45份；
      增塑剂            30-80份；
      润滑剂            2-5份；
      交联剂            3-8份；
（6）向混合机中加入称量好的废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯树脂粉末，混合均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌5分钟后加入交联剂；
（7）当混料温度达到140℃后继续搅拌5分钟；
（8）放料至挤出机挤出切粒。
一种废旧塑料清洗烘干设备，所述清洗烘干设备包括：清洗系统、清洗废液循环系统、烘干系统和传送系统，所述清洗系统与烘干系统设置于传送系统上，所述清洗系统在烘干系统之前，所述传送系统由交替相错排列的多条传送带组成，所述清洗系统分为喷射清洗液区和喷设清水区，所述喷射清洗液区在所述喷射清水区之前，所述喷射清洗液区喷射清洗液，所述喷设清水区喷射清水，所述喷射清洗液区包括喷射清洗液段和沥水段，所述喷设清水区包括喷设清水段和沥水段，所述喷射清洗液段和喷设清水段分别设置于所述喷射清洗液区和喷设清水区的前端，所述喷射清洗液段和喷设清水段的皆设有若干组冲洗喷头，所述冲洗喷头安装在传送带的上方、底部及两侧，所述设置于传送带底部的冲洗喷头安装在传送带的间隙中呈交错排列，所述喷射清洗液段和喷设清水段的后端皆为不安装冲洗喷头的沥水段，所述清洗系统底部设置有清洗废液循环系统。
进一步的，所述冲洗喷头的旋转角度为360°，喷射仰角为0~90°，喷射压力为1~50MPa。
进一步的，所述烘干系统包括若干个均匀分布的加热元件。
本发明针对量大面广、价值低的废旧汽车塑料，经分选、清洗、烘干、破碎制粉得到废旧汽车塑料粉，然后作为填料制备聚氯乙烯复合材料。本发明的有益效果在于利用废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯基体浸润性好的特点，制备的聚氯乙烯复合材料机械性能好，成本低、易于产业化、市场前景广、经济和环保效益显著。
附图说明
图1为本发明再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料制备步骤的流程示意图；
图2为本发明清洗烘干设备示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。
一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料，所述复合材料包括：聚氯乙烯树脂、废旧汽车塑料粉、增塑剂、润滑剂和交联剂，所述废旧汽车塑料粉粒度小于150μm， 所述废旧汽车塑料粉为汽车塑料中的常规塑料，聚氯乙烯基体与塑料粉的浸润性好，可充分混合，增塑剂可使材料变得柔软且增加黏度，提高材料了的韧性，润滑剂有效的提高了材料造粒性能，交联剂可以提高材料粘接强度，提高了材料的力学性能，所述聚氯乙烯树脂重量份数为100份，废旧汽车塑料粉重量份数为10-45份，增塑剂重量份数为30-80份，润滑剂重量份数为2-5份，交联剂重量份数为3-8份，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、癸二酸二异辛酯、二(2—乙基丁酸)三缩乙二醇酯中的任意一种或多种，所述润滑剂包括硬脂酸和聚乙烯蜡中的任意一种或两种，所述交联剂包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。与现有技术配方相比，本发明采用的废旧塑料粉，可以高效均匀与聚氯乙烯树脂、增塑剂、润滑剂和交联剂均匀混合，不用添加分散剂，也不用添加增强纤维、光稳定剂、阻燃剂，大大降低了原材料成本和制造成本，实现了废旧塑料高值化再利用，克服了废旧汽车塑料因老化造成的资源价值低缺点。
如图1所示，一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料的制备方法，所述制备方法步骤如下：
（1）分选：去除废旧汽车塑料制品中的非塑料组件；
（2）清洗烘干：由清洗烘干设备完成；
（3）粗碎：将清洗烘干后的塑料制品破碎至粒度小于10mm ；
（4）低温粉碎：将粗碎后的塑料在-50℃~-10℃条件下破碎至小于150μm；
（5）称量所需的组分，各组分重量份数计如下：
      聚氯乙烯树脂      100份；
      废旧汽车塑料粉    10-45份；
      增塑剂            30-80份；
      润滑剂            2-5份；
      交联剂            3-8份；
（6）向混合机中加入称量好的废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯树脂粉末，混合均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌5分钟后加入交联剂；
（7）当混料温度达到140℃后继续搅拌5分钟；
（8）放料至挤出机挤出切粒。
    所述制备方法中，增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、癸二酸二异辛酯、二(2—乙基丁酸)三缩乙二醇酯中的任意一种或多种，润滑剂为硬脂酸和聚乙烯蜡中的任意一种或两种，交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
如图2所示，所述再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料的制备方法中所使用的废旧塑料清洗烘干设备包括：清洗系统、清洗废液循环系统、烘干系统和传送系统，所述清洗系统与烘干系统设置于传送系统上，所述清洗系统在烘干系统之前，所述传送系统由交替相错排列的多条传送带3组成，所述清洗系统分为喷射清洗液区1和喷设清水区2，所述喷射清洗液区1在所述喷射清水区2之前，所述喷射清洗液区1喷射清洗液，所述喷设清水区2喷射清水，所述喷射清洗液区1包括喷射清洗液段和沥水段，所述喷设清水区2包括喷设清水段和沥水段，所述喷射清洗液段和喷设清水段分别设置于所述喷射清洗液区1和喷设清水区2的前端，所述喷射清洗液段和喷设清水段的皆设有若干组冲洗喷头4，所述冲洗喷头4安装在传送带3的上方、底部及两侧，所述设置于传送带3底部的冲洗喷头4安装在传送带3的间隙中呈交错排列，所述喷射清洗液段和喷设清水段的后端皆为不安装冲洗喷头4的沥水段，所述清洗系统的每个冲洗喷头4的喷射角度均可独立控制，所述冲洗喷头4可在其底座所在平面内360°可控旋转，其喷射仰角可在0~90°可控调整，喷射的压力可在1~50MPa之间可控调整，所述清洗系统底部设置有清洗废液循环系统，所述清洗系统产生的清洗废液和清洗废水由清洗废液循环系统处理后循环使用，所述烘干系统包括若干个均匀分布的加热元件5，通过加热空气，利用流动热空气烘干物料，烘干系统内部温度场均匀，可实现空气温度在40℃~150℃精确控制，该清洗烘干设备可使塑料制品在传送带3上依次完成以下步骤：清洗液喷洗、沥水、清水喷洗、沥水、烘干，并带有循环系统，提高清洗液和清水的使用率，节约清洗液和水。
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明不仅局限于以下实施例。本发明实施例配方根据目标材料性能要求不同而不同。
实施例1
1. 废旧汽车塑料粉的制备：
 (1)分选：去除废旧汽车塑料制品中的非塑料组件，
 (2)清洗烘干用清洗烘干机对塑料制品进行清洗、烘干。
 (3)粗碎：将清洗烘干后的塑料制品破碎至粒度小于10mm，
 (4)低温粉碎：将粗碎后的塑料在-50℃条件下破碎至100-120μm。
2．聚氯乙烯复合材料的制备，其原料和配方如下，以重量份数计：
聚氯乙烯树脂 100份；
废旧汽车塑料粉 10份；
增塑剂，邻苯二甲酸二甲酯 70份；
润滑剂，聚乙烯蜡 3份；
交联剂，交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 3份；
其制备过程如下：向混合机中加入称量好的废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯树脂粉末，混合均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌5分钟后加入交联剂，当混料温度达到140℃后继续搅拌5分钟，放料至挤出机挤出切粒。
实施例2
1. 废旧汽车塑料粉的制备：
 (1)分选：去除废旧汽车塑料制品中的非塑料组件，
 (2)清洗烘干用清洗烘干机对塑料制品进行清洗、烘干。
 (3)粗碎：将清洗烘干后的塑料制品破碎至粒度小于10mm，
 (4)低温粉碎：将粗碎后的塑料在-35℃条件下破碎至80-100μm。
2．聚氯乙烯复合材料的制备，其原料和配方如下，以重量份数计：
聚氯乙烯树脂 100份；
废旧汽车塑料粉 20份；
增塑剂，二甲酸二甲酯、癸二酸二异辛酯、二(2—乙基丁酸)三缩乙二醇酯，质量比1:2:1 50份；
润滑剂，硬脂酸 4份；
交联剂，交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 5份；
其制备过程如下：向混合机中加入称量好的废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯树脂粉末，混合均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌5分钟后加入交联剂，当混料温度达到140℃后继续搅拌5分钟，放料至挤出机挤出切粒。
实施例3
1. 废旧汽车塑料粉的制备：
 (1)分选：去除废旧汽车塑料制品中的非塑料组件，
 (2)清洗烘干用清洗烘干机对塑料制品进行清洗、烘干。
 (3)粗碎：将清洗烘干后的塑料制品破碎至粒度小于10mm，
 (4)低温粉碎：将粗碎后的塑料在-10℃条件下破碎至120-140μm。
2．聚氯乙烯复合材料的制备，其原料和配方如下，以重量份数计：
聚氯乙烯树脂 100份；
废旧汽车塑料粉 35份；
增塑剂，癸二酸二异辛酯 50份；
润滑剂，聚乙烯蜡 5份；
交联剂，交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 7份；
其制备过程如下：向混合机中加入称量好的废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯树脂粉末，混合均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌5分钟后加入交联剂，当混料温度达到140℃后继续搅拌5分钟，放料至挤出机挤出切粒。
实施例4
1. 废旧汽车塑料粉的制备：
 (1)分选：去除废旧汽车塑料制品中的非塑料组件，
 (2)清洗烘干用清洗烘干机对塑料制品进行清洗、烘干。
 (3)粗碎：将清洗烘干后的塑料制品破碎至粒度小于10mm，
 (4)低温粉碎：将粗碎后的塑料在-25℃条件下破碎至130-150μm。
2．聚氯乙烯复合材料的制备，其原料和配方如下，以重量份数计：
聚氯乙烯树脂 100份；
废旧汽车塑料粉 20份；
增塑剂，二(2—乙基丁酸)三缩乙二醇酯 30份；
润滑剂，硬脂酸 2份；
交联剂，交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 3份；
其制备过程如下：向混合机中加入称量好的废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯树脂粉末，混合均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌5分钟后加入交联剂，当混料温度达到140℃后继续搅拌5分钟，放料至挤出机挤出切粒。
实施例5
1. 废旧汽车塑料粉的制备：
 (1)分选：去除废旧汽车塑料制品中的非塑料组件，
 (2)清洗烘干用清洗烘干机对塑料制品进行清洗、烘干。
 (3)粗碎：将清洗烘干后的塑料制品破碎至粒度小于10mm，
 (4)低温粉碎：将粗碎后的塑料在-40℃条件下破碎至90-110μm。
2．聚氯乙烯复合材料的制备，其原料和配方如下，以重量份数计：
聚氯乙烯树脂 100份；
废旧汽车塑料粉 30份；
增塑剂，邻苯二甲酸二甲酯 60份；
润滑剂，聚乙烯蜡 3份；
交联剂，交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 8份；
其制备过程如下：向混合机中加入称量好的废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯树脂粉末，混合均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌5分钟后加入交联剂，当混料温度达到140℃后继续搅拌5分钟，放料至挤出机挤出切粒。
实施例6
1. 废旧汽车塑料粉的制备：
 (1)分选：去除废旧汽车塑料制品中的非塑料组件，
 (2)清洗烘干用清洗烘干机对塑料制品进行清洗、烘干。
 (3)粗碎：将清洗烘干后的塑料制品破碎至粒度小于10mm，
 (4)低温粉碎：将粗碎后的塑料在-50℃条件下破碎至80-110μm。
2．聚氯乙烯复合材料的制备，其原料和配方如下，以重量份数计：
聚氯乙烯树脂 100份；
废旧汽车塑料粉 45份；
增塑剂，邻苯二甲酸二甲酯、二(2—乙基丁酸)三缩乙二醇酯，质量比1:1 80份；
润滑剂，硬脂酸、聚乙烯蜡，质量比1:3 5份；
交联剂，交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 4份；
其制备过程如下：向混合机中加入称量好的废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯树脂粉末，混合均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌5分钟后加入交联剂，当混料温度达到140℃后继续搅拌5分钟，放料至挤出机挤出切粒。
本发明针对量大面广、价值低的废旧汽车塑料，经分选、清洗、烘干、破碎制粉得到废旧汽车塑料粉，然后作为填料制备聚氯乙烯复合材料。本发明的有益效果在于利用废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯基体浸润性好的特点，制备的聚氯乙烯复合材料机械性能好，成本低、易于产业化、市场前景广、经济和环保效益显著。

Claims (10)

1.一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述复合材料包括：聚氯乙烯树脂、增塑剂、润滑剂和交联剂，所述复合材料还包括废旧汽车塑料粉。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂重量份数为100份，废旧汽车塑料粉重量份数为10-45份，增塑剂重量份数为30-80份，润滑剂重量份数为2-5份，交联剂重量份数为3-8份。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、癸二酸二异辛酯、二(2—乙基丁酸)三缩乙二醇酯中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述润滑剂包括硬脂酸和聚乙烯蜡中的任意一种或两种。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述交联剂包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述废旧汽车塑料粉粒度小于150μm。
7.一种再利用废塑料的聚氯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
（1）分选：去除废旧汽车塑料制品中的非塑料组件；
（2）清洗烘干：由清洗烘干设备完成；
（3）粗碎：将清洗烘干后的塑料制品破碎至粒度小于10mm ；
（4）低温粉碎：将粗碎后的塑料在-50℃~-10℃条件下破碎至小于150μm；
（5）称量所需的组分，各组分重量份数计如下：
      聚氯乙烯树脂      100份；
      废旧汽车塑料粉    10-45份；
      增塑剂            30-80份；
      润滑剂            2-5份；
      交联剂            3-8份；
（6）向混合机中加入称量好的废旧汽车塑料粉与聚氯乙烯树脂粉末，混合均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌5分钟后加入交联剂；
（7）当混料温度达到140℃后继续搅拌5分钟；
（8）放料至挤出机挤出切粒。
8.一种废旧塑料清洗烘干设备，其特征在于，所述清洗烘干设备包括：清洗系统、清洗废液循环系统、烘干系统和传送系统，所述清洗系统与烘干系统设置于传送系统上，所述清洗系统在烘干系统之前，所述传送系统由交替相错排列的多条传送带组成，所述清洗系统分为喷射清洗液区和喷设清水区，所述喷射清洗液区在所述喷射清水区之前，所述喷射清洗液区喷射清洗液，所述喷设清水区喷射清水，所述喷射清洗液区包括喷射清洗液段和沥水段，所述喷设清水区包括喷设清水段和沥水段，所述喷射清洗液段和喷设清水段分别设置于所述喷射清洗液区和喷设清水区的前端，所述喷射清洗液段和喷设清水段的皆设有若干组冲洗喷头，所述冲洗喷头安装在传送带的上方、底部及两侧，所述设置于传送带底部的冲洗喷头安装在传送带的间隙中呈交错排列，所述喷射清洗液段和喷设清水段的后端皆为不安装冲洗喷头的沥水段，所述清洗系统底部设置有清洗废液循环系统。
9.根据权利要求8所述的清洗烘干设备，其特征在于，所述冲洗喷头的旋转角度为360°，喷射仰角为0~90°，喷射压力为1~50MPa。
10.根据权利要求8所述的清洗烘干设备，其特征在于，所述烘干系统包括若干个均匀分布的加热元件。
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