CN105949565A - 一种含粉煤灰的ldpe塑料母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，按重量算，包括100份废LDPE塑料，40‑60份粉煤灰，16.5‑25.6份塑料添加剂，经过两个步骤：1、将废LDPE塑料和粉煤灰及塑料助剂混合，得到一次混合的产物；2、将所述一次混合的产物经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到供吹塑母粒产物，本发明的优点有：1、抗压强度高、耐候期长、制品尺寸稳定性优异；2粉煤灰属废物资源和废塑料综合利用，变废为宝,节省资源；3、废塑料为常规塑料价格的三分之一，大幅度降低滴灌带用复合母料的材料成本。

Description

一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料用母粒和制备领域，尤其涉及滴灌带用母粒及制备领域。

背景技术

塑料产品在人们生活中应用广泛，产品形式各种各样为人们生活带来极大的便利。塑料由石油炼制的产品制成，鉴于石油为不可再生资源，回收利用热塑性塑料已成为环保工作的重点项目。

滴灌带的主要原料是聚乙烯，因今年规模扩大，原料市场缺口加大，尤其是旧滴灌带，使得人们把其他领域的材料如废旧地膜、废旧大棚膜等用作滴灌带原料，即使经过原料改性处理，制造出来的滴灌带在使用过程中会出现许多质量问题。

对于塑料制造产品的性能，填料是起重要作用的角色。除却填料和聚乙烯相容，要使滴灌带产品克服抗压强度、尺寸稳定性、耐候性的问题，填料的选材和配比非常重要，也是现今正待攻克的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，以解决现有滴灌带塑料产品抗压强度不足、尺寸稳定性差、耐候性不佳的问题；

本发明的另一目的在于提供一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒制备方法，制备出性能更佳的滴灌带。

为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：

一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，按重量算，包括以下组分：

废LDPE塑料 100份；

粉煤灰 40-60份；

塑料添加剂 16.5-25.6份。

进一步地，按重量算，包括以下组分：

废LDPE塑料 100份；

粉煤灰 40份。

进一步地，所述粉煤灰包括低温粉煤灰，用废物煤矸石发电产生的粉煤灰。

进一步地，所述低温粉煤灰的目数为1250-2000目。

进一步地，所述塑料添加剂包括热稳定剂、增塑剂、润滑剂、偶联剂、着色剂中一种或两种以上(含两种)任意比例混合的物质。

进一步地，所述热稳定剂包括硬脂酸钙；所述增塑剂包括DOP；所述润滑剂包括PE蜡、硬脂酸、石蜡；所述偶联剂包括铝酸酯；所述着色剂包括炭黑。

进一步地，所述塑料添加剂，按重量计，包括如下组分：

一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将废LDPE塑料和粉煤灰及塑料助剂混合，得到一次混合的产物；

步骤2：将所述一次混合的产物经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到供吹塑母粒产物。

优选地，所述步骤1中材料混合温度为80-95℃；所述步骤2中的挤出塑炼温度为145-155℃。

优选地，在加入粉煤灰之前，还包括粉煤灰改性处理步骤：

(1)在专用的粉体改性机中把粉煤灰加热至85℃-95℃；

(2)把干粉状改性剂(硅烷A-172乙烯基三甲基硅烷)加入到改性机中，在90-110℃温度下高速搅拌，使改性剂包覆在粉煤灰表面，形成一种很薄的高分子膜，完成改性处理。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1低温(流化床)X衍射晶相图谱；

图2是山西王萍煤矿,低温(流化床)灰1微米不规则片状结构扫描电境图片；

图3是山西平朔电厂，低温(流化床)灰2微米较规则片状结构，超细到D97、-2微米，1250-2000目的扫描电境图片；

图4是上海电力公司发电厂粉煤灰样，低温流化床850--900℃20微米结构扫描电境图片；

图5是上海电力公司发电厂粉煤灰样，低温流化床850--900℃5微米结构扫描电境图结构。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

从煤燃烧后的烟气中收捕下来的粉末及炉底渣称为粉煤灰。粉煤灰是一种微细粒，细度达到180目最大颗粒为70微米。在低温流化床中则可形成不规则片状及叠片状结构，经过破碎分级可形成较细的微米级较规则片状结构，甚至加工细度能达到1250-3500目、最大颗粒为6μm。

850-900℃温度下的粉煤灰为飞灰，简称“低温灰”。表1为低温(流化床)固硫粉煤灰的化学组成(山西朔州电厂2013年提供)；

表1：

由上述表1可知，粉煤灰的主要成分是硅、铝、铁、钙、镁、钠的氧化物，具有潜在的化学活性。

粉煤灰由于活性强、流动性好，能在聚乙烯中得到良好的分散，对于低温灰，其为片状结构，在室外阳光下能阻隔紫外光，对太阳光能起屏蔽和反射作用，解决无机填料吸热引起塑料老化的问题。

鉴于粉煤灰的独特性质，发明人在此提出利用粉煤灰和废LDPE加工生产一种性能更佳的节水滴灌带。

实施例1

将100重量份的LDPE废塑料和60重量份的粉煤灰在80℃下混合，再加入3重量份硬脂酸钙、5重量份PE蜡，9重量份DOP增塑剂、0.59重量份硬脂酸、0.95重量份铝酸酯、3重量份石蜡、0.4重量份炭黑后在75℃下混合，得到一次混合的产物。

将得到的一次混合物产物，在155℃下经过塑化挤出造粒，得到本发明含粉煤灰的LDPE废塑料滴灌带吹塑用原料母料材料。

实施例2

将100重量份的LDPE塑料和50重量份的粉煤灰在84℃下混合，再加入3重量份硬脂酸钙、5.3重量份PE蜡，9重量份DOP增塑剂、0.595重量份硬脂酸、0.985重量份铝酸酯、3重量份石蜡、0.2重量份炭黑后在84℃下混合，得到一次混合的产物。

将得到的一次混合物产物，在155℃下经过塑化挤出造粒，得到本发明含粉煤灰的LDPE废塑料滴灌带用母料材料。

实施例3

将100重量份的LDPE废塑料和40重量份的粉煤灰在80℃下混合，再加入3重量份硬脂酸钙、5.7重量份PE蜡，9重量份DOP增塑剂、0.599重量份硬脂酸、0.988重量份铝酸酯、3重量份石蜡、0.1重量份炭黑后在80℃下混合，得到一次混合的产物。

将得到的一次混合物产物，在155℃下经过塑化挤出造粒，得到本发明含粉煤灰的LDPE废塑料滴灌带母料材料。

实施例4

将100重量份的LDPE废塑料和55重量份的粉煤灰在80℃下混合，再加入3重量份硬脂酸钙、7重量份PE蜡，9重量份DOP增塑剂、0.6重量份硬脂酸、1重量份铝酸酯、3重量份石蜡、0.3重量份炭黑后在80℃下混合，得到一次混合的产物。

将得到的一次混合物产物，在155℃下经过塑化挤出造粒后，得到本发明含粉煤灰的LDPE塑料滴灌带用母料材料。

低温灰各个面均带有羟基，因此能与四周的LDPE高分子形成键合作用另外，在添加粉煤灰之前，还可以对粉煤灰作预处理，将粉煤灰表面改性处理，由亲水性改变为疏水性,更好的与塑料高分子相容，提高塑料的质量和性能。例如，先将粉煤灰表面改性处理由亲水性改变为疏水性：粉煤灰是亲水性粉末，和塑料相容较差，将粉煤灰改性为表面疏水性即改性为亲油性材料，使其和塑料有更好的相容性，提高塑料的使用性能和使用效果。

改性步骤如下:在专用的粉体改性机中把粉煤灰加热至85℃，把改性剂(硅烷A-172乙烯基三甲基硅烷)干粉状加入到改性机中，经过高速搅拌和一定的温度90-110℃使改性剂包覆在粉煤灰表面，形成一种很薄的高分子膜，完成改性步骤工艺，即粉煤灰-搅拌-温度-加药剂-包覆-疏水亲油粉煤灰。

另外，为突显粉煤灰在产品性能中起主要作用，现例举对照例如下：

对照例1

将100重量份的LDPE塑料和60重量份的粉煤灰在80℃下混合，再加入3重量份硬脂酸钙、7重量份PE蜡，9重量份DOP增塑剂、0.61重量份硬脂酸、1重量份铝酸酯、3重量份石蜡、0.4重量份炭黑后在80℃下混合，得到一次混合的产物。

将得到的一次混合物产物，在155℃下经过塑化挤出造粒后，得到本发明含粉煤灰的LDPE废塑料滴灌带用母料材料。

对照例2

将100重量份的LDPE废塑料和50重量份的粉煤灰在80℃下混合，再加入3重量份硬脂酸钙、7重量份PE蜡，9重量份DOP增塑剂、0.61重量份硬脂酸、1重量份铝酸酯、3重量份石蜡、0.2重量份炭黑后在80℃下混合，得到一次混合的产物。

将得到的一次混合物产物，在155℃下经过塑化挤出造粒后，得到本发明含粉煤灰的LDPE废塑料滴灌用母料材料。

对照例3

将100重量份的LDPE废塑料和40重量份的粉煤灰在80℃下混合，再加入3重量份硬脂酸钙、7重量份PE蜡，9重量份DOP增塑剂、0.61重量份硬脂酸、1重量份铝酸酯、3重量份石蜡、0.1重量份炭黑后在80℃下混合，得到一次混合的产物。

对照例4

将100重量份的LDPE废塑料和55重量份的粉煤灰在80℃下混合，再加入3重量份硬脂酸钙、7重量份PE蜡，9重量份DOP增塑剂、0.61重量份硬脂酸、1重量份铝酸酯、3重量份石蜡、0.3重量份炭黑后在80℃下混合，得到一次混合的产物。

将得到的一次混合物产物，在155℃下经过塑化挤出造粒后，得到本发明含粉煤灰的LDPE塑料滴灌带用母料材料。

本发明的粉煤灰与LDPE塑料滴灌带母料材料性能对比。

表2本发明粉煤灰填加量与LDPE塑料制成的滴灌带母料工作压力性能

由表2结果可知，本发明的含粉煤灰的LDPE塑料母料的抗压强度和耐候性都超过国标标准配方母料的指标，并且抗压强度和耐候性都高于用其它的配比的指标。粉煤灰于与废塑料配方中最优异的性能是增强抗压强度，耐候性、抗压强度比其它材料表现的优异性能同等，以实施例3效果最好。

经试验证明，除了提高抗压强度、耐候性外，粉煤灰还可以提高拉伸强度和断裂伸长率。因此，粉煤灰可以替代塑料中的多种填料，粉煤灰首次应用于塑料滴灌带制品中，从而为粉煤灰变废为宝和综合利用提供了一个全新的方向。粉煤灰与废LDPE塑料混合挤出后供吹塑滴灌带母料的耐抗压强度，耐候性、韧软性、高于其他材料性能；而且粉煤灰与废塑料比专用的滴灌带材料价格低的多，有很大的市场优势。这种添加了粉煤灰的废LDPE塑料耐抗压强度性、耐候性和拉伸强度都有明显提高。

总之，与传统技术中制成的滴灌带塑料母料材料相比，本发明用废LDPE塑料与粉煤灰制成的供滴灌带吹塑用母料材料具有以下优势：

1、抗压强度高、耐候期长、制品尺寸稳定性优异；

2、资源优势：粉煤灰属废物资源和废塑料综合利用，节省资源；

3、价格优势：其它填料材料3500-5200元/吨，粉煤灰综合加工后1300-1500元/吨，废塑料为常规塑料价格的三分之一，大幅度降低滴灌带用复合母料的材料成本。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于：

按重量算，包括以下组分：

废LDPE塑料 100份；

粉煤灰 40-60份；

塑料添加剂 16.5-25.6份。

2.根据权利要求1所述的一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于：

按重量算，包括以下组分：

废LDPE塑料 100份；

粉煤灰 40份。

3.根据权利要求2所述的一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于：

所述粉煤灰包括低温粉煤灰。

4.根据权利要求3所述的一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于：

所述低温粉煤灰的目数为1250-2000目。

5.根据权利要求1所述的一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于：

所述塑料添加剂包括热稳定剂、增塑剂、润滑剂、偶联剂、着色剂中一种或两种以上(含两种)任意比例混合的物质。

6.根据权利要求5所述的一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于：

所述热稳定剂包括硬脂酸钙；

所述增塑剂包括DOP；

所述润滑剂包括PE蜡、硬脂酸、石蜡；

所述偶联剂包括铝酸酯；

所述着色剂包括炭黑。

7.根据权利要求6所述的一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于：

所述塑料添加剂，按重量计，包括如下组分：

8.一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒的制备方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤1：将废聚乙烯塑料、粉煤灰及塑料助剂混合，得到一次混合的产物；

步骤2：将所述一次混合的产物经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到供吹塑母粒产物。

9.根据权利要求8所述一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒的制备方法，其特征在于：

所述步骤1中材料混合温度为80-95℃；

所述步骤2中的挤出塑炼温度为145-155℃。

10.根据权利要求8所述一种含粉煤灰的LDPE塑料母粒的制备方法，其特征在于：

在加入粉煤灰之前，还包括粉煤灰改性处理步骤：

(1)在专用的粉体改性机中把粉煤灰加热至85℃-95℃；

(2)把干粉状改性剂(硅烷A-172乙烯基三甲基硅烷)加入到改性机中，在90-110℃温度下高速搅拌，使改性剂包覆在粉煤灰表面，形成一种很薄的高分子膜，完成改性处理。