CN105315596A - 一种回收聚苯乙烯泡沫制备聚苯乙烯阻燃板材的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回收聚苯乙烯泡沫制备聚苯乙烯阻燃板材的方法,属于废物利用技术领域。本发明是将废弃聚苯乙烯泡沫塑料清洗处理后,粉碎成小块与乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮混合溶解,滴加过氧化苯甲酰、顺丁二酸酐、乳化剂混合,与有机蒙脱土透明溶液、过硫酸钾溶液混合,再经破乳处理、洗涤、热压,冷却至室温制得。本发明的有益效果是:充分利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备聚苯乙烯阻燃板材,有效解决了环境污染问题,节省了废弃聚苯乙烯泡沫塑料处理成本和聚苯乙烯阻燃板材的生产成本,又实现了资源的可持续利用;运行成本低,回收方法简单,回收率达98.5%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种回收聚苯乙烯泡沫制备聚苯乙烯阻燃板材的方法,属于废物利用技术领域。
背景技术
聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体,加入发泡剂等添加剂制成,它是目前使用最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结构,吸水性小,有优良的抗水性;密度小,一般为1.05g/m3;机械强度好,缓冲性能优异,加工性好,易于模塑成型;着色性好,温度适应性强,抗放射性优异等优点,而且尺寸精度高,结构均匀,因此在外墙保温中其占有率很高,但燃烧时会放出污染环境的苯乙烯气体,在建筑专业中它是一种B级材料。聚苯乙烯泡沫塑料广泛用于各种精密仪器、仪表、家用电器等的缓冲包装,也可用其直接制成杯、盘、盒等包装容器来包装物品,在特殊凿井法施工(冻结法施工复合井壁)中应用较广,机械强度好,缓冲性能优异;加工性好,易于模塑成型;着色性好,温度适应性强,抗放射性优异等优点而应用广泛,但也造成了严重的环境污染。我国聚苯乙烯泡沫塑料的年需求量在150万吨左右,并以每年10%的速度递增。聚苯乙烯泡沫塑料密度小体积大,不便于运输,难于自然降解和生物降解,用掩埋、焚烧等方法处理废聚苯乙烯泡沫塑料不仅产生二次污染而且浪费资源,其废物处理问题已经日益突出。因此研究出一种充分利用废聚苯乙烯泡沫塑料的方法,对实现可持续经济发展具有重要的推动意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对废弃聚苯乙烯泡沫塑料密度小体积大,运输困难,难于自然降解和生物降解,采用掩埋、焚烧等方法处理,不仅浪费资源、对环境造成严重的二次污染,且运行成本高,操作可控性差,安全性能低的弊端,提供了一种回收聚苯乙烯泡沫制备聚苯乙烯阻燃板材的方法,本发明是将废弃聚苯乙烯泡沫塑料清洗处理后,粉碎成小块与乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮混合溶解,滴加过氧化苯甲酰、顺丁二酸酐等混合,与有机蒙脱土透明溶液、过硫酸钾溶液混合,再经破乳处理、洗涤、热压,冷却至室温制得。本发明既解决了对环境的污染问题,节省了废弃聚苯乙烯泡沫塑料处理成本和聚苯乙烯阻燃板材的生产成本,又实现了资源的可持续利用。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)将废弃的聚苯乙烯泡沫塑料置于40~55℃的质量浓度为50%的碳酸氢钠溶液中,将其压入溶液中浸泡25~30min,随后在20~30r/min下机械搅拌10~15min,充分互相摩擦去除杂质,待在碱水浸泡搅拌后,将聚苯乙烯泡沫塑料取出并用清水冲洗3~5次,除去表面碱水残留,并置于通风处晾干;
(2)将通风晾干的聚苯乙烯泡沫塑料置于气流粉碎机中粉碎成直径大小为1cm的小块,随后按重量份数计,分别选取25~45份乙酸乙酯、15~25份二氯甲烷、15~20份丙酮和25~30份聚苯乙烯泡沫塑料小块,搅拌使聚苯乙烯泡沫塑料小块溶解至溶液中,制得聚苯乙烯泡沫塑料溶液;
(3)待其溶解完成后,将聚苯乙烯泡沫塑料溶液转移至四口烧瓶中,在75~80℃下,搅拌混合10~15min,随后按过氧化苯甲酰与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:20,将过氧化苯甲酰滴加至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,搅拌混合10~15min,再按顺丁二酸酐与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将顺丁二酸酐按每次2mL,每隔30min加入至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,滴加2h后停止滴加,并搅拌反应4~5h;
(4)取十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比1:1搅拌混合形成乳化剂,随后按乳化剂与上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将乳化剂添加至上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,随后通入氮气调节其pH至7.0~8.0,乳化25~30min,得聚苯乙烯乳液;
(5)按重量份数计,选取10~35份有机化蒙脱土、10~15份十二烷基硫酸钠、5~10份正戊烷、5~10份苯乙烯和45~55份去离子水搅拌混合,直至形成有机蒙脱土混合溶液,随后将有机蒙脱土混合溶液与上述制得的聚苯乙烯乳液,按质量比1:1置于四口烧瓶中搅拌混合,同时通入氩气进行保护,控制水浴温度为70~75℃,待搅拌混合10~15min后,按质量比1:20,将质量浓度为2.5%的过硫酸钾溶液滴加至四口烧瓶中,搅拌反应2~3h,得聚苯乙烯复合乳液;
(6)待反应完成后,停止加热使其静置冷却至20~30℃,并按质量比1:10,将质量浓度为10%的硫酸铝加入聚苯乙烯复合乳液中,对其破乳处理,随后通过无水乙醇洗涤3~5次,并置于60~70℃下烘干得聚苯乙烯阻燃颗粒,然后将其置于平板硫化机中,在10~15MPa下热压10~15min,静置冷却至室温后,将其取出,即得一种回收聚苯乙烯泡沫制备的聚苯乙烯阻燃板材。
本发明的应用方法:将制备的聚苯乙烯阻燃板材经切割、剪裁,打板制成试件,该试件具有良好的力学性能,耐冲击和抗裂纹性能好,阻燃性好,阻燃性能达到UL94-V0级。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)充分利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备聚苯乙烯阻燃板材,有效解决了环境污染问题,节省了废弃聚苯乙烯泡沫塑料处理成本和聚苯乙烯阻燃板材的生产成本,又实现了资源的可持续利用;
(2)本发明运行成本低,回收方法简单,回收率达98.5%以上。
具体实施方式
首先将废弃的聚苯乙烯泡沫塑料置于40~55℃的质量浓度为50%的碳酸氢钠溶液中,将其压溶液水中浸泡25~30min,随后在20~30r/min下机械搅拌10~15min,充分互相摩擦去除杂质,待在碱水浸泡搅拌后,将聚苯乙烯泡沫塑料取出并用清水冲洗3~5次,除去表面碱水残留,并置于通风处晾干;然后将通风晾干的聚苯乙烯泡沫塑料置于气流粉碎机中粉碎成直径大小为1cm的小块,随后按重量份数计,分别选取25~45份乙酸乙酯、15~25份二氯甲烷、15~20份丙酮和25~30份聚苯乙烯泡沫塑料小块,搅拌使聚苯乙烯泡沫塑料小块溶解至溶液中,制得聚苯乙烯泡沫塑料溶液;待其溶解完成后,将聚苯乙烯泡沫塑料溶液转移至四口烧瓶中,在75~80℃下,搅拌混合10~15min,随后按过氧化苯甲酰与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:20,将过氧化苯甲酰滴加至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,搅拌混合10~15min,再按顺丁二酸酐与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将顺丁二酸酐按每次2mL,每隔30min加入至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,滴加2h后停止滴加,并搅拌反应4~5h;取十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比1:1搅拌混合形成乳化剂,随后按乳化剂与上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将乳化剂添加至上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,随后通入氮气调节其pH至7.0~8.0,乳化25~30min,得聚苯乙烯乳液;按重量份数计,选取10~35份有机化蒙脱土、10~15份十二烷基硫酸钠、5~10份正戊烷、5~10份苯乙烯和45~55份去离子水搅拌混合,直至形成有机蒙脱土混合溶液,随后将有机蒙脱土混合溶液与上述制得的聚苯乙烯乳液,按质量比1:1置于四口烧瓶中搅拌混合,同时通入氩气进行保护,控制水浴温度为70~75℃,待搅拌混合10~15min后,按质量比1:20,将质量浓度为2.5%的过硫酸钾溶液滴加至四口烧瓶中,搅拌反应2~3h,得聚苯乙烯复合乳液;最后待反应完成后,停止加热使其静置冷却至20~30℃,并按质量比1:10,将质量浓度为10%的硫酸铝加入聚苯乙烯复合乳液中,对其破乳处理,随后通过无水乙醇洗涤3~5次,并置于60~70℃下烘干得聚苯乙烯阻燃颗粒,然后将其置于平板硫化机中,在10~15MPa下热压10~15min,静置冷却至室温后,将其取出,即得一种回收聚苯乙烯泡沫制备的聚苯乙烯阻燃板材。
实例1
首先将废弃的聚苯乙烯泡沫塑料置于40℃的质量浓度为50%的碳酸氢钠溶液中,将其压入溶液中浸泡25min,随后在20r/min下机械搅拌10min,充分互相摩擦去除杂质,待在碱水浸泡搅拌后,将聚苯乙烯泡沫塑料取出并用清水冲洗3次,除去表面碱水残留,并置于通风处晾干;然后将通风晾干的聚苯乙烯泡沫塑料置于气流粉碎机中粉碎成直径大小为1cm的小块,随后按重量份数计,分别选取25份乙酸乙酯、25份二氯甲烷、20份丙酮和30份聚苯乙烯泡沫塑料小块,搅拌使聚苯乙烯泡沫塑料小块溶解至溶液中,制得聚苯乙烯泡沫塑料溶液;待其溶解完成后,将聚苯乙烯泡沫塑料溶液转移至四口烧瓶中,在75℃下,搅拌混合10min,随后按过氧化苯甲酰与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:20,将过氧化苯甲酰滴加至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,搅拌混合10min,再按顺丁二酸酐与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将顺丁二酸酐按每次2mL,每隔30min加入至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,滴加2h后停止滴加,并搅拌反应4h;取十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比1:1搅拌混合形成乳化剂,随后按乳化剂与上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将乳化剂添加至上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,随后通入氮气调节其pH至7.0,乳化25min,得聚苯乙烯乳液;按重量份数计,选取35份有机化蒙脱土、10份十二烷基硫酸钠、5份正戊烷、5份苯乙烯和45份去离子水搅拌混合,直至形成有机蒙脱土混合溶液,随后将有机蒙脱土混合溶液与上述制得的聚苯乙烯乳液,按质量比1:1置于四口烧瓶中搅拌混合,同时通入氩气进行保护,控制水浴温度为70℃,待搅拌混合10min后,按质量比1:20,将质量浓度为2.5%的过硫酸钾溶液滴加至四口烧瓶中,搅拌反应2h,得聚苯乙烯复合乳液;最后待反应完成后,停止加热使其静置冷却至20℃,并按质量比1:10,将质量浓度为10%的硫酸铝加入聚苯乙烯复合乳液中,对其破乳处理,随后通过无水乙醇洗涤3次,并置于60℃下烘干得聚苯乙烯阻燃颗粒,然后将其置于平板硫化机中,在10MPa下热压10min,静置冷却至室温后,将其取出,即得一种回收聚苯乙烯泡沫制备的聚苯乙烯阻燃板材。
将制备的聚苯乙烯阻燃板材经切割、剪裁,打板制成试件,该试件具有良好的力学性能,耐冲击和抗裂纹性能好,阻燃性好,阻燃性能达到UL94-V0级,值得推广与使用。
实例2
首先将废弃的聚苯乙烯泡沫塑料置于48℃的质量浓度为50%的碳酸氢钠溶液中,将其压溶液水中浸泡27min,随后在25r/min下机械搅拌13min,充分互相摩擦去除杂质,待在碱水浸泡搅拌后,将聚苯乙烯泡沫塑料取出并用清水冲洗4次,除去表面碱水残留,并置于通风处晾干;然后将通风晾干的聚苯乙烯泡沫塑料置于气流粉碎机中粉碎成直径大小为1cm的小块,随后按重量份数计,分别选取45份乙酸乙酯、15份二氯甲烷、15份丙酮和25份聚苯乙烯泡沫塑料小块,搅拌使聚苯乙烯泡沫塑料小块溶解至溶液中,制得聚苯乙烯泡沫塑料溶液;待其溶解完成后,将聚苯乙烯泡沫塑料溶液转移至四口烧瓶中,在78℃下,搅拌混合12min,随后按过氧化苯甲酰与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:20,将过氧化苯甲酰滴加至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,搅拌混合13min,再按顺丁二酸酐与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将顺丁二酸酐按每次2mL,每隔30min加入至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,滴加2h后停止滴加,并搅拌反应4.5h;取十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比1:1搅拌混合形成乳化剂,随后按乳化剂与上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将乳化剂添加至上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,随后通入氮气调节其pH至7.5,乳化28min,得聚苯乙烯乳液;按重量份数计,选取20份有机化蒙脱土、15份十二烷基硫酸钠、5份正戊烷、5份苯乙烯和55份去离子水搅拌混合,直至形成有机蒙脱土混合溶液,随后将有机蒙脱土混合溶液与上述制得的聚苯乙烯乳液,按质量比1:1将有机蒙脱土透明溶液与上述制得的聚苯乙烯乳液,置于四口烧瓶中搅拌混合,同时通入氩气进行保护,控制水浴温度为73℃,待搅拌混合13min后,按质量比1:20,将质量浓度为2.5%的过硫酸钾溶液滴加至四口烧瓶中,搅拌反应2.5h,得聚苯乙烯复合乳液;最后待反应完成后,停止加热使其静置冷却至25℃,并按质量比1:10,将质量浓度为10%的硫酸铝加入聚苯乙烯复合乳液中,对其破乳处理,随后通过无水乙醇洗涤4次,并置于65℃下烘干得聚苯乙烯阻燃颗粒,然后将其置于平板硫化机中,在13MPa下热压12min,静置冷却至室温后,将其取出,即得一种回收聚苯乙烯泡沫制备的聚苯乙烯阻燃板材。
将制备的聚苯乙烯阻燃板材经切割、剪裁,打板制成试件,该试件具有良好的力学性能,耐冲击和抗裂纹性能好,阻燃性好,阻燃性能达到UL94-V0级,值得推广与使用。
实例3
首先将废弃的聚苯乙烯泡沫塑料置于55℃的质量浓度为50%的碳酸氢钠溶液中,将其压入溶液中浸泡30min,随后在30r/min下机械搅拌15min,充分互相摩擦去除杂质,待在碱水浸泡搅拌后,将聚苯乙烯泡沫塑料取出并用清水冲洗5次,除去表面碱水残留,并置于通风处晾干;然后将通风晾干的聚苯乙烯泡沫塑料置于气流粉碎机中粉碎成直径大小为1cm的小块,随后按重量份数计,分别选取35份乙酸乙酯、20份二氯甲烷、18份丙酮和27份聚苯乙烯泡沫塑料小块,搅拌使聚苯乙烯泡沫塑料小块溶解至溶液中,制得聚苯乙烯泡沫塑料溶液;待其溶解完成后,将聚苯乙烯泡沫塑料溶液转移至四口烧瓶中,在80℃下,搅拌混合15min,随后按过氧化苯甲酰与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:20,将过氧化苯甲酰滴加至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,搅拌混合15min,再按顺丁二酸酐与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将顺丁二酸酐按每次2mL,每隔30min加入至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,滴加2h后停止滴加,并搅拌反应5h;取十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比1:1搅拌混合形成乳化剂,随后按乳化剂与上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将乳化剂添加至上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,随后通入氮气调节其pH至8.0,乳化30min,得聚苯乙烯乳液;按重量份数计,选取25份有机化蒙脱土、13份十二烷基硫酸钠、7份正戊烷、7份苯乙烯和48份去离子水搅拌混合,直至形成有机蒙脱土混合溶液,随后将有机蒙脱土混合溶液与上述制得的聚苯乙烯乳液,按质量比1:1置于四口烧瓶中搅拌混合,同时通入氩气进行保护,控制水浴温度为75℃,待搅拌混合15min后,按质量比1:20,将质量浓度为2.5%的过硫酸钾溶液滴加至四口烧瓶中,搅拌反应3h,得聚苯乙烯复合乳液;最后待反应完成后,停止加热使其静置冷却至30℃,并按质量比1:10,将质量浓度为10%的硫酸铝加入聚苯乙烯复合乳液中,对其破乳处理,随后通过无水乙醇洗涤5次,并置于70℃下烘干得聚苯乙烯阻燃颗粒,然后将其置于平板硫化机中,在15MPa下热压15min,静置冷却至室温后,将其取出,即得一种回收聚苯乙烯泡沫制备的聚苯乙烯阻燃板材。
将制备的聚苯乙烯阻燃板材经切割、剪裁,打板制成试件,该试件具有良好的力学性能,耐冲击和抗裂纹性能好,阻燃性好,阻燃性能达到UL94-V0级,值得推广与使用。
Claims (1)
1.一种回收聚苯乙烯泡沫制备聚苯乙烯阻燃板材的方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)将废弃的聚苯乙烯泡沫塑料置于40~55℃的质量浓度为50%的碳酸氢钠溶液中,将其压入溶液中浸泡25~30min,随后在20~30r/min下机械搅拌10~15min,充分互相摩擦去除杂质,待在碱水浸泡搅拌后,将聚苯乙烯泡沫塑料取出并用清水冲洗3~5次,除去表面碱水残留,并置于通风处晾干;
(2)将通风晾干的聚苯乙烯泡沫塑料置于气流粉碎机中粉碎成直径大小为1cm的小块,随后按重量份数计,分别选取25~45份乙酸乙酯、15~25份二氯甲烷、15~20份丙酮和25~30份聚苯乙烯泡沫塑料小块,搅拌使聚苯乙烯泡沫塑料小块溶解至溶液中,制得聚苯乙烯泡沫塑料溶液;
(3)待其溶解完成后,将聚苯乙烯泡沫塑料溶液转移至四口烧瓶中,在75~80℃下,搅拌混合10~15min,随后按过氧化苯甲酰与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:20,将过氧化苯甲酰滴加至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,搅拌混合10~15min,再按顺丁二酸酐与聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将顺丁二酸酐按每次2mL,每隔30min加入至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,滴加2h后停止滴加,并搅拌反应4~5h;
(4)取十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比1:1搅拌混合形成乳化剂,随后按乳化剂与上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液质量比1:5,将乳化剂添加至上述反应的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中,随后通入氮气调节其pH至7.0~8.0,乳化25~30min,得聚苯乙烯乳液;
(5)按重量份数计,选取10~35份有机化蒙脱土、10~15份十二烷基硫酸钠、5~10份正戊烷、5~10份苯乙烯和45~55份去离子水搅拌混合,直至形成有机蒙脱土混合溶液,随后将有机蒙脱土混合溶液与上述制得的聚苯乙烯乳液,按质量比1:1置于四口烧瓶中搅拌混合,同时通入氩气进行保护,控制水浴温度为70~75℃,待搅拌混合10~15min后,按质量比1:20,将质量浓度为2.5%的过硫酸钾溶液滴加至四口烧瓶中,搅拌反应2~3h,得聚苯乙烯复合乳液;
(6)待反应完成后,停止加热使其静置冷却至20~30℃,并按质量比1:10,将质量浓度为10%的硫酸铝加入聚苯乙烯复合乳液中,对其破乳处理,随后通过无水乙醇洗涤3~5次,并置于60~70℃下烘干得聚苯乙烯阻燃颗粒,然后将其置于平板硫化机中,在10~15MPa下热压10~15min,静置冷却至室温后,将其取出,即得一种回收聚苯乙烯泡沫制备的聚苯乙烯阻燃板材。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107603043A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-19 | 苏州仲勉装饰有限公司 | 一种聚苯乙烯泡沫塑料板的制备方法 |
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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