CN106832988A - 一种污泥基环保降解运输包装材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污泥基环保降解运输包装材料的制备方法。其利用污泥、纤维以及交联剂、润滑剂、阻燃剂和水充分搅拌直至混合均匀。然后利用螺杆挤出机将原料挤入模具，放置微波发泡装置进行发泡，制得污泥基环保降解运输包装材料。本发明制备的一种污泥基环保降解运输包装材料，具有适宜的抗压强度和弯曲性能，作为运输包装材料不易变形、不易霉变、轻质、成本低廉；绿色环保可自然降解，具有节约资源、可回收再利用和自然遗弃后还原成土壤等优点，有良好的实用价值，并对环境低负荷。

Description

一种污泥基环保降解运输包装材料的制备方法
技术领域
本发明涉及废弃生物质资源再利用技术领域，尤其涉及污泥的废弃物再利用及绿色环保可降解运输包装材料的制备。
背景技术
随着我国工业化和城市化进程逐步加快，城市的用水量和排水量也逐步增加，加剧了污水处理厂污泥产出量的飞速增长。截至2016年3月，我国以建3910多座城镇污水处理厂，污水处理能力已达到1.67亿立方米/日。作为污水的衍生品，我国每年产生3000万吨～4000万吨市政污泥(含水率在80％)。近年来我国出台了一系列政策推动污泥处置行业发展。其中，妥善处置污泥、有效利用污泥资源和降低处置成本等成为行业关注热点。
木质包装由于坚固耐用,经常作为内销出口等的运输包装容器。随着社会经济的快速发展，环保化、功能化消费理念对新型包装行业的催生，人们对包装的要求越来越高。但随着世界性的森林资源短缺，木材原料的供应日趋紧张。我国木包装材料的耗用量约占全部包装材料用量的9％，高于美国和德国的2％的水平，也高于日本5％的水平。因此，节木和发展代木包装材料势在必行。
基于以上因素，本发明的一种污泥基环保降解运输包装材料利用污泥和木纤维、纸纤维将有效的缓解木材的供需矛盾。对于节约木资源和有效利用污泥资源具有重大现实意义。
发明内容
本发明的目的在于有效利用污泥和纤维资源制备一种环保降解材料，从而为污泥和废弃纤维开辟新的工业化利用方法，并替代紧缺的传统木材资源。
按照本发明提供的技术方案，以污泥、木纤维和纸纤维主要原材料，加入交联剂、润滑剂、阻燃剂和水均匀搅拌制得浆料，通过螺杆挤出机挤入成型模具后利用微波设备发泡成型，并干燥制得污泥基环保降解运输材料。
所述污泥为政脱水污泥或河道淤泥，其含水率要求≤95％；
所述木纤维为工业废弃木材、木纤维或木屑，大块木材或木纤维可以进行破碎处理后使用；所述纸纤维为原浆纸纤维或废纸纤维。废纸纤维可由废纸或废纸板经水利碎浆后使用；
所述交联剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酯，聚酰胺、丙烯酸、聚乙烯醇类树脂、其它聚烯烃及其共聚物、聚砜、聚苯醚、环氧树脂中的一种或两种以上；
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种以上；
所述阻燃剂为无机阻燃剂主要有金属氢氧化物、无机磷系阻燃剂、硼系阻燃剂、钼化合物、无机氮系阻燃剂、膨胀石墨、卤系阻燃剂、膨胀型阻燃剂中的一种或两种以上。
具体包括以下步骤：
第一步：将木纤维和纸纤维可以进行破碎预处理，得到较小的纤维状材料；
第二步：将污泥、木纤维、纸纤维、交联剂、润滑剂、阻燃剂和水均匀搅拌，制得浆料；
第三步：将混合浆料通过螺杆挤出机挤入成型模具后，利用微波设备在功率为350W-600W时进行10-15min发泡成型。
第四步：利用微波设备或其他加热干燥设备，将发泡成型的材料在模具中干燥至含水率为8％-15％，可脱模制得污泥基环保降解运输材料。
上述的一种污泥基环保降解运输包装材料的制备工艺，其特征在于：所述螺杆挤出机是单螺杆或双螺杆挤出机。
其特征是：所述成型模具采用的材料是聚丙烯。
所述产品在自然环境中维持各项性能指标180天-365天以上，随后将开始自然降解。废弃材料可以丢弃并自然降解成土壤；或经破碎还原成土壤后再利用或丢弃。
所述材料为发泡材料，密度在0.3-0.9g/cm3之间。
本发明的有益效果：本发明提出了一种污泥资源有效工业利用的方法，将污泥变废为宝杜绝了污泥的二次污染问题，同时本发明制备的污泥基环保降解运输包装材料缓解了林木过度利用，也缓解了随着现代包装行业的兴起，运输包装材料供不应求的问题，同时缓解了环境压力。另外，由于本发明的特殊工艺，材料不易变形、不易霉变、轻质；绿色环保可自然降解，具有节约资源、可回收再利用和自然遗弃后还原成土壤等优点，有良好的实用价值和环境效应。
具体实施方式
一种污泥基环保降解运输包装材料的制备工艺：污泥45-74份、木纤维10-30份、纸纤维10-45份、交联剂3-15份、润滑剂3-5份、阻燃剂1-10份、水100-150份。污泥为政脱水污泥或河道淤泥，其含水率要求≤95％。木纤维为工业废弃木材、木纤维或木屑，大块木材或木纤维可以进行破碎处理后使用；所述纸纤维为原浆纸纤维或废纸纤维。废纸纤维可由废纸或废纸板经水利碎浆后使用；所述交联剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酯，聚酰胺、丙烯酸、聚乙烯醇类树脂、其它聚烯烃及其共聚物、聚砜、聚苯醚、环氧树脂中的一种或两种以上；所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种以上；所述阻燃剂为无机阻燃剂主要有金属氢氧化物、无机磷系阻燃剂、硼系阻燃剂、钼化合物、无机氮系阻燃剂、膨胀石墨、卤系阻燃剂、膨胀型阻燃剂中的一种或两种以上。包括以下步骤：
第一步：将木纤维和纸纤维可以进行破碎预处理，得到较小的纤维状材料；
第二步：将污泥、木纤维、纸纤维、交联剂、润滑剂、阻燃剂和水均匀搅拌，制得浆料；
第三步：将混合浆料通过螺杆挤出机挤入成型模具后，利用微波设备在功率为350W-600W时进行10-15min发泡成型。
第四步：利用微波设备或其他加热干燥设备，将发泡成型的材料在模具中干燥至含水率为8％-15％，可脱模制得污泥基环保降解运输材料。
制得的材料为发泡材料，密度在0.3-0.9g/cm3之间。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所做出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (10)

1.一种污泥基环保降解运输包装材料的制备方法，其特征在于：以重量份为单位，包括以下原料：污泥45-74份、木纤维10-30份、纸纤维10-45份、交联剂3-15份、润滑剂3-5份、阻燃剂1-10份、水100-150份。
2.如权利要求1所述的一种污泥基环保降解运输包装材料，其特征在于：所述污泥为市政脱水污泥或河道淤泥，其含水率≤95％。
3.如权利要求1所述的一种污泥基环保降解运输包装材料，其特征在于：所述木纤维为工业废弃木材、木纤维或木屑。大块木材或木纤维可以进行破碎处理后使用。
4.如权利要求1所述的一种污泥基环保降解运输包装材料，其特征在于：所述纸纤维为原浆纸纤维或废纸纤维。废纸纤维可由废纸或废纸板经水利碎浆后使用。
5.如权利要求1所述的一种污泥基环保降解运输包装材料，其特征在于：所述交联剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酯，聚酰胺、丙烯酸、聚乙烯醇类树脂、其它聚烯烃及其共聚物、聚砜、聚苯醚、环氧树脂中的一种或两种以上。
6.如权利要求1所述的一种污泥基环保降解运输包装材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、硬脂酰胺中的一种或两种以上。
7.如权利要求1所述的一种污泥基环保降解运输材料，其特征在于：所述阻燃剂为无机阻燃剂主要有金属氢氧化物、无机磷系阻燃剂、硼系阻燃剂、钼化合物、无机氮系阻燃剂、膨胀石墨、卤系阻燃剂、膨胀型阻燃剂中的一种或两种以上。
8.一种污泥基环保降解运输包装材料的制备工艺包括以下步骤：
(1)将木纤维和纸纤维可以进行破碎预处理，得到较小的纤维状材料；
(2)将污泥、木纤维、纸纤维、交联剂、润滑剂、阻燃剂和水均匀搅拌，制得浆料；
(3)将混合浆料通过螺杆挤出机挤入成型模具后，利用微波设备在功率为350W-600W时进行10-15min发泡成型。
(4)利用微波设备或其他加热干燥设备，将发泡成型的材料在模具中干燥至含水率为8％-15％，可脱模制得污泥基环保降解运输材料。
9.如权利要求8所述的一种污泥基环保降解运输包装材料的制备工艺，其特征在于：所述螺杆挤出机是单螺杆或双螺杆挤出机。
10.如权利要求1所述的一种污泥基环保降解运输包装材料，其特征在于：材料为发泡材料，密度在0.3-0.9g/cm3之间。在自然环境中维持各项性能指标180天-365天以上，随后将开始自然降解。废弃材料可以丢弃并自然降解成土壤；或经破碎还原成土壤后再利用或丢弃。
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