CN107163296A - 一种利用废旧物制备复合节能材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用废旧物制备复合节能材料的方法,所述制备方法包括废旧报纸的处理、废旧塑料处理,物料混合、挤出成型。本发明通过将废旧报纸和废旧聚乙烯型塑料变废为宝,循环利用,加以改性和处理,得到的复合材料不仅节能环保,而且具有优良的再加工性,防水阻燃性能强,力学性能优异,适合作为家具涂层材料或室内外装饰材料。

Description

一种利用废旧物制备复合节能材料的方法
技术领域
本发明涉及废旧物利用技术领域,具体涉及一种利用废旧物制备复合节能材料的方法。
背景技术
随着材料科学新技术的迅速发展,废纸相对低廉的成本以及良好的可再生性、环保性使得其在材料领域的应用日渐受到关注。废纸纤维结构和性质与天然植物纤维完全相同,其具备的相对低廉的价格、较小的密度、较高的弹性模量,尤其是其自身的生物降解性和可再生性等优点,使其在新型材料的研发方面备受国内外关注。目前对于废旧塑料的处理主要有以下几种方式:掩埋、焚烧、直接再利用、或者再生利用。因此,对于废纸和废旧塑料的处理趋势是加强废纸、废旧塑料的回收再生利用,加以改性和提纯处理,得到复合型的优质节能材料,扩大适用范围。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种利用废旧物制备复合节能材料的方法,通过将废旧报纸和废旧聚乙烯型塑料变废为宝,循环利用,加以改性和处理,得到的复合材料不仅节能环保,而且具有优良的再加工性,防水阻燃性能强,力学性能优异,适合作为家具涂层材料或室内外装饰材料。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
一种利用废旧物制备复合节能材料的方法,包括以下步骤:
(1)废旧报纸处理:将回收的废旧报纸裁剪成小块,通入水力碎浆机碎浆,加入废纸脱墨剂,浮选出粒径1~10μm的油墨粒子,洗涤掉较小的油墨粒子,再加纯化水稀释至纸浆浓度为5~15%,置于40~60℃的恒温水浴锅中保温30~40min;再加入纯化水稀释至纸浆浓度3~8%,浮选并洗涤,烘干,得到废纸浆;废纸浆在醇类溶剂中充分浸泡后,加入硅烷偶联剂,得到混合溶液,静置6~10小时,取出,用蒸馏水清洗,阴凉处晾干,再置于60~80℃烘箱烘干,得到改性的废旧纸纤维;
(2)废旧塑料处理:将回收的废旧塑料进行筛选,筛选出聚乙烯材料的塑料,剪切成小块后,置于塑料清洗剂中浸泡20~30min后,捞出,清水淋洗3~5次,自然晾干,送入塑料破膜机破碎成塑料颗粒;
(3)物料混合:将废旧纸纤维、塑料颗粒、抗氧化剂、石蜡、硬脂酸按照重量比300~500:60~100:5~20:10~20:1~5混合搅拌均匀,在100~150℃捏合20~30min备用;
(4)挤出成型:将捏合后的混合物料中加入海泡石,高速搅拌混合后,送入捏合机捏合10~20min,再放入150~200℃的挤出机中挤出,得到该复合节能材料。
优选地,所述步骤(1)水力碎浆机选用公称容积8~15m3,电机功率75~160KW。
优选地,所述醇类溶剂选自乙醇、正丁醇、乙二醇、香茅醇中的一种或多种的组合。
优选地,所述硅烷偶联剂选自KH-550、KH-560、KH-602、KH-901、ND-42、Si-69中的一种或多种的组合。
优选地,所述塑料清洗剂由3~8%的双氧水溶液与无水乙醇按照质量比3~8:1混合配制而成。
优选地,所述步骤(2)塑料破膜机的给料粒度为800~1000mm,出料粒度为10~20mm。
优选地,所述废旧纸纤维、塑料颗粒、抗氧化剂、石蜡、硬脂酸按照重量比360:80:10:15:2混合搅拌均匀。
优选地,所述海泡石的用量为混合物料的0.2~0.6%。
优选地,所述捏合机选用压力型捏合机,捏合压力为0.35~0.45MPa。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明的利用废旧物制备复合节能材料的方法,包括废旧报纸的处理、废旧塑料处理,物料混合、挤出成型,通过将废旧报纸和废旧聚乙烯型塑料变废为宝,循环利用,加以改性和处理,得到的复合材料不仅节能环保,而且具有优良的再加工性,防水阻燃性能强,力学性能优异,适合作为家具涂层材料或室内外装饰材料。
(2)本发明的废旧报纸处理,水力碎浆机能够通过浮选脱除油墨粒子,有助于提取出内部长纤维含量的比例,显著提高撕裂强度、抗压强度等力学性能;加入硅烷偶联剂改性,能够进一步将短纤维连接在一起,增加粘接强度,提高复合材料的力学性能和粘黏性。
(3)本发明的废旧塑料的处理,选取聚乙烯材料的塑料清洗破碎而成,充分利用了聚乙烯塑料绿色环保、再生能力强、易加工成型的特性,提高了复合材料的可加工性和力学性能。
(4)本发明的挤出成型,通过加入收缩率低、可塑性强、吸附性好的海泡石,显著改善了复合材料的隔热、耐腐蚀、抗辐射和热稳定性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
一种利用废旧物制备复合节能材料的方法,包括以下步骤:
(1)废旧报纸处理:将回收的废旧报纸裁剪成小块,通入水力碎浆机碎浆,加入废纸脱墨剂,浮选出粒径1~10μm的油墨粒子,洗涤掉较小的油墨粒子,再加纯化水稀释至纸浆浓度为8%,置于50℃的恒温水浴锅中保温35min;再加入纯化水稀释至纸浆浓度6%,浮选并洗涤,烘干,得到废纸浆;废纸浆在乙醇中充分浸泡后,加入硅烷偶联剂KH-560,得到混合溶液,静置6小时,取出,用蒸馏水清洗,阴凉处晾干,再置于60℃烘箱烘干,得到改性的废旧纸纤维;其中,水力碎浆机选用公称容积8~15m3,电机功率75~160KW。
(2)废旧塑料处理:将回收的废旧塑料进行筛选,筛选出聚乙烯材料的塑料,剪切成小块后,置于塑料清洗剂中浸泡30min后,捞出,清水淋洗5次,自然晾干,送入塑料破膜机破碎成塑料颗粒;其中,塑料清洗剂由5%的双氧水溶液与无水乙醇按照质量比7:1混合配制而成,塑料破膜机的给料粒度为800~1000mm,出料粒度为10~20mm。
(3)物料混合:将废旧纸纤维、塑料颗粒、抗氧化剂、石蜡、硬脂酸按照重量比360:80:10:15:2混合搅拌均匀,在120℃捏合26min备用。
(4)挤出成型:将捏合后的混合物料中加入混合物料0.3%的海泡石,高速搅拌混合后,送入捏合机捏合15min,再放入180℃的挤出机中挤出,得到该复合节能材料。捏合机选用压力型捏合机,捏合压力为0.35~0.45MPa。
实施例2
一种利用废旧物制备复合节能材料的方法,包括以下步骤:
(1)废旧报纸处理:将回收的废旧报纸裁剪成小块,通入水力碎浆机碎浆,加入废纸脱墨剂,浮选出粒径1~10μm的油墨粒子,洗涤掉较小的油墨粒子,再加纯化水稀释至纸浆浓度为12%,置于55℃的恒温水浴锅中保温36min;再加入纯化水稀释至纸浆浓度5%,浮选并洗涤,烘干,得到废纸浆;废纸浆在正丁醇中充分浸泡后,加入硅烷偶联剂KH-901,得到混合溶液,静置8小时,取出,用蒸馏水清洗,阴凉处晾干,再置于70℃烘箱烘干,得到改性的废旧纸纤维;其中,水力碎浆机选用公称容积8~15m3,电机功率75~160KW。
(2)废旧塑料处理:将回收的废旧塑料进行筛选,筛选出聚乙烯材料的塑料,剪切成小块后,置于塑料清洗剂中浸泡30min后,捞出,清水淋洗5次,自然晾干,送入塑料破膜机破碎成塑料颗粒;其中,塑料清洗剂由7%的双氧水溶液与无水乙醇按照质量比6:1混合配制而成,塑料破膜机的给料粒度为800~1000mm,出料粒度为10~20mm。
(3)物料混合:将废旧纸纤维、塑料颗粒、抗氧化剂、石蜡、硬脂酸按照重量比460:90:12:15:3混合搅拌均匀,在150℃捏合20min备用。
(4)挤出成型:将捏合后的混合物料中加入混合物料0.5%的海泡石,高速搅拌混合后,送入捏合机捏合16min,再放入190℃的挤出机中挤出,得到该复合节能材料。捏合机选用压力型捏合机,捏合压力为0.35~0.45MPa。
实施例3
一种利用废旧物制备复合节能材料的方法,包括以下步骤:
(1)废旧报纸处理:将回收的废旧报纸裁剪成小块,通入水力碎浆机碎浆,加入废纸脱墨剂,浮选出粒径1~10μm的油墨粒子,洗涤掉较小的油墨粒子,再加纯化水稀释至纸浆浓度为15%,置于60℃的恒温水浴锅中保温30min;再加入纯化水稀释至纸浆浓度5%,浮选并洗涤,烘干,得到废纸浆;废纸浆在香茅醇中充分浸泡后,加入硅烷偶联剂ND-42,得到混合溶液,静置9小时,取出,用蒸馏水清洗,阴凉处晾干,再置于76℃烘箱烘干,得到改性的废旧纸纤维;其中,水力碎浆机选用公称容积8~15m3,电机功率75~160KW。
(2)废旧塑料处理:将回收的废旧塑料进行筛选,筛选出聚乙烯材料的塑料,剪切成小块后,置于塑料清洗剂中浸泡30min后,捞出,清水淋洗5次,自然晾干,送入塑料破膜机破碎成塑料颗粒;其中,塑料清洗剂由8%的双氧水溶液与无水乙醇按照质量比6:1混合配制而成,塑料破膜机的给料粒度为800~1000mm,出料粒度为10~20mm。
(3)物料混合:将废旧纸纤维、塑料颗粒、抗氧化剂、石蜡、硬脂酸按照重量比500:100:11:15:3混合搅拌均匀,在130℃捏合25min备用。
(4)挤出成型:将捏合后的混合物料中加入混合物料0.2%的海泡石,高速搅拌混合后,送入捏合机捏合20min,再放入200℃的挤出机中挤出,得到该复合节能材料。捏合机选用压力型捏合机,捏合压力为0.35~0.45MPa。
实施例4
一种利用废旧物制备复合节能材料的方法,包括以下步骤:
(1)废旧报纸处理:将回收的废旧报纸裁剪成小块,通入水力碎浆机碎浆,加入废纸脱墨剂,浮选出粒径1~10μm的油墨粒子,洗涤掉较小的油墨粒子,再加纯化水稀释至纸浆浓度为15%,置于60℃的恒温水浴锅中保温30min;再加入纯化水稀释至纸浆浓度3%,浮选并洗涤,烘干,得到废纸浆;废纸浆在乙二醇中充分浸泡后,加入硅烷偶联剂Si-69,得到混合溶液,静置10小时,取出,用蒸馏水清洗,阴凉处晾干,再置于75℃烘箱烘干,得到改性的废旧纸纤维;其中,水力碎浆机选用公称容积8~15m3,电机功率75~160KW。
(2)废旧塑料处理:将回收的废旧塑料进行筛选,筛选出聚乙烯材料的塑料,剪切成小块后,置于塑料清洗剂中浸泡30min后,捞出,清水淋洗5次,自然晾干,送入塑料破膜机破碎成塑料颗粒;其中,塑料清洗剂由6%的双氧水溶液与无水乙醇按照质量比5:1混合配制而成,塑料破膜机的给料粒度为800~1000mm,出料粒度为10~20mm。
(3)物料混合:将废旧纸纤维、塑料颗粒、抗氧化剂、石蜡、硬脂酸按照重量比390:78:14:18:4混合搅拌均匀,在138℃捏合27min备用。
(4)挤出成型:将捏合后的混合物料中加入混合物料0.3%的海泡石,高速搅拌混合后,送入捏合机捏合20min,再放入200℃的挤出机中挤出,得到该复合节能材料。捏合机选用压力型捏合机,捏合压力为0.35~0.45MPa。
实施例5
一种利用废旧物制备复合节能材料的方法,包括以下步骤:
(1)废旧报纸处理:将回收的废旧报纸裁剪成小块,通入水力碎浆机碎浆,加入废纸脱墨剂,浮选出粒径1~10μm的油墨粒子,洗涤掉较小的油墨粒子,再加纯化水稀释至纸浆浓度为12%,置于46℃的恒温水浴锅中保温32min;再加入纯化水稀释至纸浆浓度6%,浮选并洗涤,烘干,得到废纸浆;废纸浆在乙醇中充分浸泡后,加入硅烷偶联剂KH-550,得到混合溶液,静置7小时,取出,用蒸馏水清洗,阴凉处晾干,再置于74℃烘箱烘干,得到改性的废旧纸纤维;其中,水力碎浆机选用公称容积8~15m3,电机功率75~160KW。
(2)废旧塑料处理:将回收的废旧塑料进行筛选,筛选出聚乙烯材料的塑料,剪切成小块后,置于塑料清洗剂中浸泡20min后,捞出,清水淋洗3次,自然晾干,送入塑料破膜机破碎成塑料颗粒;其中,塑料清洗剂由3%的双氧水溶液与无水乙醇按照质量比8:1混合配制而成,塑料破膜机的给料粒度为800~1000mm,出料粒度为10~20mm。
(3)物料混合:将废旧纸纤维、塑料颗粒、抗氧化剂、石蜡、硬脂酸按照重量比500:60:5:10:5混合搅拌均匀,在146℃捏合20min备用。
(4)挤出成型:将捏合后的混合物料中加入混合物料0.6%的海泡石,高速搅拌混合后,送入捏合机捏合20min,再放入200℃的挤出机中挤出,得到该复合节能材料。捏合机选用压力型捏合机,捏合压力为0.35~0.45MPa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用废旧物制备复合节能材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)废旧报纸处理:将回收的废旧报纸裁剪成小块,通入水力碎浆机碎浆,加入废纸脱墨剂,浮选出粒径1~10μm的油墨粒子,洗涤掉较小的油墨粒子,再加纯化水稀释至纸浆浓度为5~15%,置于40~60℃的恒温水浴锅中保温30~40min;再加入纯化水稀释至纸浆浓度3~8%,浮选并洗涤,烘干,得到废纸浆;废纸浆在醇类溶剂中充分浸泡后,加入硅烷偶联剂,得到混合溶液,静置6~10小时,取出,用蒸馏水清洗,阴凉处晾干,再置于60~80℃烘箱烘干,得到改性的废旧纸纤维;
(2)废旧塑料处理:将回收的废旧塑料进行筛选,筛选出聚乙烯材料的塑料,剪切成小块后,置于塑料清洗剂中浸泡20~30min后,捞出,清水淋洗3~5次,自然晾干,送入塑料破膜机破碎成塑料颗粒;
(3)物料混合:将废旧纸纤维、塑料颗粒、抗氧化剂、石蜡、硬脂酸按照重量比300~500:60~100:5~20:10~20:1~5混合搅拌均匀,在100~150℃捏合20~30min备用;
(4)挤出成型:将捏合后的混合物料中加入海泡石,高速搅拌混合后,送入捏合机捏合10~20min,再放入150~200℃的挤出机中挤出,得到该复合节能材料。
2.根据权利要求1所述的利用废旧物制备复合节能材料的方法,其特征在于,所述步骤(1)水力碎浆机选用公称容积8~15m3,电机功率75~160KW。
3.根据权利要求1所述的利用废旧物制备复合节能材料的方法,其特征在于,所述醇类溶剂选自乙醇、正丁醇、乙二醇、香茅醇中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的利用废旧物制备复合节能材料的方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂选自KH-550、KH-560、KH-602、KH-901、ND-42、Si-69中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的利用废旧物制备复合节能材料的方法,其特征在于,所述塑料清洗剂由3~8%的双氧水溶液与无水乙醇按照质量比3~8:1混合配制而成。
6.根据权利要求1所述的利用废旧物制备复合节能材料的方法,其特征在于,所述步骤(2)塑料破膜机的给料粒度为800~1000mm,出料粒度为10~20mm。
7.根据权利要求1所述的利用废旧物制备复合节能材料的方法,其特征在于,所述废旧纸纤维、塑料颗粒、抗氧化剂、石蜡、硬脂酸按照重量比360:80:10:15:2混合搅拌均匀。
8.根据权利要求1所述的利用废旧物制备复合节能材料的方法,其特征在于,所述海泡石的用量为混合物料的0.2~0.6%。
9.根据权利要求1所述的利用废旧物制备复合节能材料的方法,其特征在于,所述捏合机选用压力型捏合机,捏合压力为0.35~0.45MPa。
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