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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