CN107383517A - 一种塑料板材、型材及生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种塑料板材、型材及其生产方法,塑料部分材料90%以上使用再生产聚烯烃回收料，将聚烯烃再生塑料在双螺杆挤出机共混造粒。使用马来酸酐接枝PE相容剂，为提高制品强度和抗弯性能，原料中可加入高强度玻璃纤维或其他无机纤维和无机填料，相容剂同时又成为聚烯烃和无机纤维的界面调节剂；半成品颗粒料经着色，混合发泡剂制成仿木塑料板材、型材,使表面仿木效果更逼真。本发明优点是主材料全部使用废旧再生塑料，制成仿木效果的板材、型材、横梁、立柱等，产品具有优良的化学稳定性，耐氧化、耐候性好、寿命长、防腐、耐磨强度等。

Description

一种塑料板材、型材及生产方法
技术领域
本发明涉及一种塑料板材、型材及生产方法，特别是一种使用废旧聚烯烃塑料，通过特殊工艺生产抗拉强度，刚性、硬度和弯曲承载力有明显提高的仿木塑料板材、型材。
背景技术
目前在人们生产和生活中使用的板材、型材每年要消耗大量的木材，木材的用量和生长速度严重失调，同时，废弃塑料严重污染环境，因此，有人利用木粉，加聚烯烃生产木塑制品（WPC），然而木塑生产又带来新的问题，如大量使用木粉（一般木塑中含木粉的比例在50%-70%）也造成资源和环保的问题，再者木塑冲击强度低，比重大，使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的是提供一种塑料板材、型材及生产方法，使用废弃塑料，不填加木粉，生产仿真塑料板材、型材。产品使用性能优于木材和木塑制品，实现环保和资源再利用。
本发明提供的塑料板材、型材，其原料及重量比例如下：
（1）普通型
再生聚烯烃塑料 50-100，
二氧化硅 0-20，
碳酸钙 0-20，
抗氧剂B215 0.1-1，
润滑剂EBS 0.05-0.9，
相容剂PE-g-MAN 3-10，
颜料 0.1-0.5；
（1）增强型
再生聚烯烃塑料 50-100，
纤维 15-40，
二氧化硅 0-20，
碳酸钙 0-20，
抗氧剂B215 0.1-1，
润滑剂EBS 0.05-0.9，
相容剂PE-g-MAN 3-10，
颜料 0.1-0.5。
本发明提供的塑料板材、型材的生产方法：
A、生产改性塑料颗粒：
（1）制备相容剂PE-g-MAN：将再生聚烯烃塑料用过氧化二异丙苯（DCP）催化，并且和马来酸酐接枝反应，马来酸酐加入量为再生聚烯烃塑料重量的5%，制成相容剂；接枝度在0.5—2.5%，挤出温度设置范围为120—220℃之间，挤出机转速在100-500rpm之间；
（2）按照普通型原料配方和比例制备半成品颗粒原料：先将回收的各种再生聚烯烃塑料进行物性指标检验，根据塑料板材制品物性指标要求的不同，确定再生聚烯烃塑料、二氧化硅、碳酸钙的比例，并填加不同比例的抗氧剂B215、润滑剂EBS 、相容剂PE-g-MAN 、颜料，制备出普通型的半成品混合原料；
按照增强型原料配方和比例制备半成品颗粒原料：先将回收的各种再生聚烯烃塑料进行物性指标检验，根据塑料板材制品物性指标要求的不同，确定再生聚烯烃塑料、纤维比例，并填加不同比例的抗氧剂B215、润滑剂EBS、相容剂PE-g-MAN、颜料，制备出增强型半成品混合原料；
（3）改性塑料颗粒挤出生产：
将普通型的半成品混合原料或增强型半成品混合原料加入平行双螺杆挤出机挤出拉条，挤出温度设置范围为120—240℃之间，机头模具温度设置范围在180-250℃之间；对拉条进行冷却、切粒，即成普通型的改性塑料颗粒或增强型的改性塑料颗粒；
B、生产板材
（1）采用普通型的改性塑料颗粒加入化学发泡剂，两者重量比例为100：0.01-0.8，保证制品比重在0.5-1.05g/cm3；
采用增强型的改性塑料颗粒加入化学发泡剂，两者重量比例为100：0.01-0.8，保证制品比重在0.5-1.05g/cm3；
（2）物料通过单螺杆挤出机的机头、定型套和二套挤出，控制挤出温度120-220℃；经过挤出机头成型，定型套进行冷却定型，二套中进一步冷却定型，经水槽冷却后牵引切割即成板材成品；
C、生产螺纹钢复合增强梁、柱、桩
生产结构增强梁柱时，生产过程中将螺纹钢由复合钢筋机头的导管中导入机头，并由机头电热加热使物料熔融与进入的钢筋复合，制品经定型套、二套进一步冷却定型，成型冷却后，物料收缩，将螺纹钢握住，经水槽冷却后牵引切割即成成品。
在上述挤出机的机头的旁侧连接注塑混色注入口，机头的后端连接定型套，定型套上有水腔；在板材生产中加入有不同色差的物料，调注塑频率和注塑压力时间，使表面达到不同颜色混合的生产效果。
本发明的积极效果：1、使用大量废弃塑料，不填加木粉，生产仿真塑料板材、型材。产品使用性能优于木材和木塑制品，在环保和资源再利用领域开创了新的机会。2、本发明能生产塑料板、圆形、方形等复合螺纹钢的梁柱、桩，能生产各种抗弯和抗压的梁柱。利用聚烯烃加入纤维增强材料和无机填料例如二氧化硅后，新材料的热收缩系数大幅降低，与内部螺纹钢基本相似，解决了塑料制品内复合螺纹钢时，受环境温度影响时，由于塑料收缩导致加强筋从端面突出，制品强度降低的问题，性能稳定，使用寿命长，一般在25年以上。3、由于制品材料采用无机纤维增强，并填加了无机填料，例如二氧化硅和碳酸钙，所以制品的热膨胀系数大幅度下降，结构材料长时间使用，受环境温度变化影响小，无内应力，制品不会翘曲变形。4、本发明具有注塑混色共挤功能，即可生产单一颜色制品，也可使制品具有非同一颜色表面，制品更美观、木制感真实。5、 塑料板材和型材组合时可以延用木材通用方法，能钻孔、螺柱紧固，也可钉钉或制成标准直径凹凸头，热熔连接，强度高，施工方便。6、利废环保，不毁林木，制品高防腐，耐氧化，是户外栈桥、水岸、码头、浮桥、公园设施必用材料，生产过程无三废排放，边角料再回收利用，若干年后废旧料尚可回收再利用。制品表面还可以通过打磨、压花处理出木纹理，使表面仿木效果更逼真。
附图说明
图1是本发明造粒流程示意图。
图2是本发明板材生产流程示意图。
图3是本发明复合增强螺纹钢、梁、柱生产流程图。
图4是单螺杆挤出机的机头增加注塑混色共挤注入口示意图。
图5是复合钢筋机头示意图。
图6—图10是本发明各产品的断面示意图。
具体实施方式
本发明提供的塑料板材、型材，其原料及重量比例如下：
普通型
再生聚烯烃塑料 50-100，
二氧化硅 0-20，
碳酸钙 0-20，
抗氧剂B215 0.1-1，
润滑剂EBS 0.05-0.9，
相容剂PE-g-MAN 3-10，
颜料 0.1-0.5；
增强型
再生聚烯烃塑料 50-100，
纤维 15-40，
二氧化硅 0-20，
碳酸钙 0-20，
抗氧剂B215 0.1-1，
润滑剂EBS 0.05-0.9，
相容剂PE-g-MAN 3-10，
颜料 0.1-0.5。
本发明提供的塑料板材、型材的生产方法：
1、生产改性塑料颗粒（见图1）
（1）制备相容剂PE-g-MAN。将再生聚烯烃塑料用过氧化二异丙苯（DCP）催化，并且和马来酸酐接枝反应，马来酸酐加入量为再生聚烯烃塑料重量的4-5%，制成相容剂；接枝度在0.5—2.5%，挤出温度设置范围为120—220℃之间，挤出机转速在100-500rpm之间；
（2）按照普通型原料配方和比例制备半成品颗粒原料：先将回收的各种再生聚烯烃塑料进行物性指标检验，根据塑料板材制品物性指标要求的不同，确定再生聚烯烃塑料、二氧化硅、碳酸钙的比例，并填加不同比例的抗氧剂、润滑剂、相容剂、颜料，制备出普通型的半成品颗粒；
按照增强型原料配方和比例制备半成品颗粒原料：先将回收的各种再生聚烯烃塑料进行物性指标检验，根据塑料板材制品物性指标要求的不同，确定再生聚烯烃塑料、纤维比例，并填加不同比例的抗氧剂B215、润滑剂EBS、相容剂PE-g-MAN、颜料，制备出增强型半成品混合原料；上述纤维选用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维，纤维直径小于25μm。
（3）改性塑料颗粒挤出生产。将普通型的半成品混合原料或增强型半成品混合原料加入平行双螺杆挤出机挤出拉条，挤出温度设置范围为120—240℃之间，机头模具温度设置范围在180-250℃之间；对拉条进行冷却、切粒，即成普通型的改性塑料颗粒或增强型的改性塑料颗粒；
2、生产板材（见图2、图6、7）：
（1）采用普通型的改性塑料颗粒加入化学发泡剂，发泡剂为AC发泡剂，两者重量比例为100：0.01-0.8，保证制品比重在0.5-1.05g/cm3。
（2）采用增强型半成品粒料加入化学发泡剂，发泡剂为AC发泡剂，采用重量比例为100：0.01-0.8，保证制品比重在0.5-1.05g/cm3。
（3）通过单螺杆挤出机的机头、定型套和二套挤出，控制挤出温度120-220℃。经过挤出机头成型，定型套进行冷却定型二套中进一步冷却定型，经水槽冷却后牵引切割即成板材成品。上述的机头、定型套和二套均为现有技术。
见图4，在挤出机的机头1的旁侧连接注塑混色注入嘴2，注入嘴2外接颜料容器（图中未示出）。机头1的后端连接定型套4，定型套4上有水腔3；在板材生产中加入有不同色差的物料，调注塑频率和注塑压力时间，使表面达到两种不同颜色混合的生产效果；
3、生产螺纹钢复合增强梁、柱、桩（见图3、图8、9）：
本发明的塑料梁柱、桩在结构物体中起到抗弯、抗压和承载作用。为解决较大载荷，型材内部边缘部位复合有若干直径相同的螺纹钢；
见图5，采用改进的机头，即在机头6（机头为现有技术）的熔融物料挤出腔前方中间位置设置一个螺纹钢导管7，在机头6的后端连接定型套5，定型套5上有水腔3。生产过程中将螺纹钢1由符合钢筋机头的导管7中导入机头6，机头6旁侧的电热加热使主物料熔融，并从机头6旁侧的注入口2进入与螺纹钢1复合，制品4经定型套5、二套（现有装置）进一步冷却定型，成型冷却后，物料收缩，将螺纹钢握住，经水槽冷却后牵引切割即成成品。
经试验，方形100*100mm内置4根6.5螺纹钢抗压力达3.6吨，抗压强度为3.6MPa。
见图10，为无螺纹钢的柱截面形状。

Claims (3)

1.一种塑料板材、型材，其特征是原料及重量比例如下：
普通型
再生聚烯烃塑料 50-100，
二氧化硅 0-20，
碳酸钙 0-20，
抗氧剂B215 0.1-1，
润滑剂EBS 0.05-0.9，
相容剂PE-g-MAN 3-10，
颜料 0.1-0.5；
增强型
再生聚烯烃塑料 50-100，
纤维 15-40，
二氧化硅 0-20，
碳酸钙 0-20，
抗氧剂B215 0.1-1，
润滑剂EBS 0.05-0.9，
相容剂PE-g-MAN 3-10，
颜料 0.1-0.5。
2.一种如权利要求1所述的塑料板材、型材的生产方法，其特征是：
A、生产改性塑料颗粒：
（1）制备相容剂PE-g-MAN：将再生聚烯烃塑料用过氧化二异丙苯（DCP）催化，并且和马来酸酐接枝反应，马来酸酐加入量为再生聚烯烃塑料重量的5%，制成相容剂；接枝度在0.5—2.5%，挤出温度设置范围为120—220℃之间，挤出机转速在100-500rpm之间；
（2）按照普通型原料配方和比例制备半成品颗粒原料：先将回收的各种再生聚烯烃塑料进行物性指标检验，根据塑料板材制品物性指标要求的不同，确定再生聚烯烃塑料、二氧化硅、碳酸钙的比例，并填加不同比例的抗氧剂B215、润滑剂EBS 、相容剂PE-g-MAN 、颜料，制备出普通型的半成品混合原料；
按照加强型原料配方和比例制备半成品颗粒原料：先将回收的各种再生聚烯烃塑料进行物性指标检验，根据塑料板材制品物性指标要求的不同，确定再生聚烯烃塑料、纤维比例，并填加不同比例的抗氧剂B215、润滑剂EBS、相容剂PE-g-MAN、颜料，制备出增强型半成品混合原料；
（3）改性塑料颗粒挤出生产：
将普通型的半成品混合原料或增强型半成品混合原料加入平行双螺杆挤出机挤出拉条，挤出温度设置范围为120—240℃之间，机头模具温度设置范围在180-250℃之间；对拉条进行冷却、切粒，即成普通型的改性塑料颗粒或增强型的改性塑料颗粒；
B、生产板材
（1）采用普通型的改性塑料颗粒加入化学发泡剂，两者重量比例为100：0.01-0.8，保证制品比重在0.5-1.05g/cm3；
采用增强型的改性塑料颗粒加入化学发泡剂，两者重量比例为100：0.01-0.8，保证制品比重在0.5-1.05g/cm3；
（2）物料通过单螺杆挤出机的机头、定型套和二套挤出，控制挤出温度120-220℃；经过挤出机头成型，定型套进行冷却定型，二套中进一步冷却定型，经水槽冷却后牵引切割即成板材成品；
C、生产螺纹钢复合增强梁、柱、桩
生产结构增强梁柱时，生产过程中将螺纹钢由复合钢筋机头的导管中导入机头，并由机头电热加热使物料熔融与进入的钢筋复合，制品经定型套、二套进一步冷却定型，成型冷却后，物料收缩，将螺纹钢握住，经水槽冷却后牵引切割即成成品。
3.根据权利要求2所述的塑料板材、型材的生产方法，其特征是：在挤出机的机头的旁侧连接注塑混色注入口，机头的后端连接定型套，定型套上有水腔；在板材生产中加入有不同色差的物料，调注塑频率和注塑压力时间，使表面达到不同颜色混合的生产效果。
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