CN107936602A - 一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，利用废弃塑料作为塑胶主要材料，环保安全，资源充分利用，本发明通过合理的原料配比，优化工艺步骤与参数，进行分步混合、密炼，递进处理，有效提高了塑胶材料的综合性能，轻质高强，弹性好，具有优异的力学性能和防护效力，使用寿命延长了2倍以上。

Description

一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺
技术领域
本发明涉及塑胶材料合成技术领域，具体涉及一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺。
背景技术
塑胶制品在人们生活中应用广泛，塑胶制品的传统制作工艺一般包括烘料、混色、发泡成型等主要步骤，其中发泡工艺是通过加热发泡使塑料产生微孔结构的过程。
塑胶材料主要指的是以聚合物为基本成分﹐辅助加入添加剂后在一定温度﹑压力下经加工塑制成型或交联固化成型而得的固体材料。由于多数聚合物具有良好的绝缘性能﹐它被广泛用作绝缘材料。塑胶按热行为分为热塑性与热固性两类。塑胶应用非常广泛，它是家电、汽车、医疗器械、照明电器中不可或缺的部件。近年来我国经济实现了持续稳定的增长，家电、汽车、医疗器械等行业受益于良好的外部环境也实现了快速发展，下游行业的发展进一步拉动了对塑胶的需求。近年来，中国塑胶件制造行业技术创新能力得到进一步增强，企业技术研发中心数量不断增多，产业结构、企业结构和产品结构不断调整，产业集约度逐步升级；产业的整体优势得到进一步提升和加强，与国际上发达国家的差距正在逐渐缩小。
白色污染是全球城市都有的环境污染，在各种公共场所到处都能看见大量废气的塑料制品，它们从自然界而来，由人类制造，最终归结于大自然时却不易被自然所消纳，从而影响了大自然的生态黄精。从节约资源的角度来看，由于塑料制品主要来源是面临枯竭的石油资源，应尽可能回收，但由于现阶段再回收的生产成本远高于直接生产成本，在现行市场经济条件下难以做到，因此，如何处理废气塑料成了一个难题。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，通过合理的原料配比，优化工艺步骤与参数，进行分步混合、密炼，递进处理，有效提高了塑胶材料的综合性能，轻质高强，弹性好，具有优异的力学性能和防护效力，使用寿命延长了2倍以上。对资源积极回收利用，推广性好。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，步骤如下：
1)将废弃塑料洗净后烘干，与乙烯-醋酸乙烯共聚物共混破碎过100目筛，然后向破碎料中加入环氧沥青，送入密炼机中进行一次密炼，挤出，冷却后破碎，得基料备用；
2)将基料升温加热至45-50℃，然后再将聚丙烯酸乳液缓慢加入其中，边加边搅拌，继续缓慢升温至100-105℃，将表面活性剂、偶联剂、催化剂加入其中，搅拌均匀后，保温20-30min，得熔融料，备用；
3)将熔融料继续加热升温至150℃，然后超声处理15min，再缓慢降温至60-80℃，得活化料，备用；
4)将膨胀珍珠岩破碎过200-300目筛，然后与活化料以及其他剩余原料一起先送入高速混合机内共混操作0.5-1h，再送入密炼机中进行二次密炼，挤出，造粒，即得环保塑胶材料。
优选的，利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺中采用的原料重量份数如下：废弃塑料90-110份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30-50份、环氧沥青15-30份、聚丙烯酸乳液5-10份、膨胀珍珠岩5-20份、二硫化钼2-8份、复合纤维料2-8份、磷酸三丁氧基乙酯3-5份、阻燃剂5-12份、表面活性剂1-4份、偶联剂1-4份、催化剂0.2-1.5份、固化剂2-4份、抑烟剂2-4份。
优选的，复合纤维料为玻璃纤维、碳纤维、硼酸铝晶须、聚丙烯纤维中的任意两种或以上的组合物。
优选的，复合纤维为质量比2：1：3的玻璃纤维、硼酸铝晶须和聚丙烯纤维的组合物。
优选的，步骤1)中一次密炼温度为130℃，密炼时间为10min，破碎后得到的基料过150目筛。
优选的，步骤2)中缓慢升温速率为1-1.5℃/min，步骤3)中缓慢降温速率为0.5-1℃/min。
优选的，步骤3)中继续加热采用微波加热，微波加热时间为8-10min，超声处理频率为35-45KHz。
优选的，步骤4)中高速混合机内转速为1000-2500rpm。
优选的，步骤4)中二次密炼温度为150℃，密炼时间为10min。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明利用废弃塑料作为塑胶主要材料，环保安全，资源充分利用，通过合理的原料配比，优化工艺步骤与参数，进行分步混合、密炼，递进处理，有效提高了塑胶材料的综合性能，原料间交联结合度高，改性效果好，轻质高强，弹性好，具有优异的力学性能和防护效力，使用寿命延长了2倍以上。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，步骤如下：
1)将废弃塑料洗净后烘干，与乙烯-醋酸乙烯共聚物共混破碎过100目筛，然后向破碎料中加入环氧沥青，送入密炼机中进行一次密炼，一次密炼温度为130℃，密炼时间为10min，挤出，冷却后破碎过150目筛，得基料备用；
2)将基料升温加热至45℃，然后再将聚丙烯酸乳液缓慢加入其中，边加边搅拌，并以1.5℃/min的速率继续缓慢升温至100℃，将表面活性剂、偶联剂、催化剂加入其中，搅拌均匀后，保温20min，得熔融料，备用；
3)将熔融料继续微波加热升温至150℃，保证加热时间为8-10min，然后在35KHz频率下超声处理15min，再以0.5℃/min的速率缓慢降温至60℃，得活化料，备用；
4)将膨胀珍珠岩破碎过200目筛，然后与活化料以及其他剩余原料一起先送入高速混合机内共混操作0.5h，高速混合机内转速为1500rpm，再送入密炼机中进行二次密炼，二次密炼温度为150℃，密炼时间为10min，挤出，造粒，即得环保塑胶材料。
实施例制备工艺中采用的原料重量份数如下：废弃塑料90份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、环氧沥青15份、聚丙烯酸乳液5份、膨胀珍珠岩10份、二硫化钼4份、复合纤维料5份、磷酸三丁氧基乙酯4份、阻燃剂10份、表面活性剂1份、偶联剂2份、催化剂0.2份、固化剂2份、抑烟剂3份。
复合纤维料为质量比2：1：3的玻璃纤维、硼酸铝晶须和聚丙烯纤维的组合物。
实施例2：
一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，步骤如下：
1)将废弃塑料洗净后烘干，与乙烯-醋酸乙烯共聚物共混破碎过100目筛，然后向破碎料中加入环氧沥青，送入密炼机中进行一次密炼，一次密炼温度为130℃，密炼时间为10min，挤出，冷却后破碎过150目筛，得基料备用；
2)将基料升温加热至45℃，然后再将聚丙烯酸乳液缓慢加入其中，边加边搅拌，并以1℃/min的速率继续缓慢升温至105℃，将表面活性剂、偶联剂、催化剂加入其中，搅拌均匀后，保温30min，得熔融料，备用；
3)将熔融料继续微波加热升温至150℃，保证加热时间为8-10min，然后在40KHz频率下超声处理15min，再以1℃/min的速率缓慢降温至80℃，得活化料，备用；
4)将膨胀珍珠岩破碎过300目筛，然后与活化料以及其他剩余原料一起先送入高速混合机内共混操作1h，高速混合机内转速为2000rpm，再送入密炼机中进行二次密炼，二次密炼温度为150℃，密炼时间为10min，挤出，造粒，即得环保塑胶材料。
实施例制备工艺中采用的原料重量份数如下：废弃塑料100份、乙烯-醋酸乙烯共聚物45份、环氧沥青30份、聚丙烯酸乳液10份、膨胀珍珠岩15份、二硫化钼6份、复合纤维料5份、磷酸三丁氧基乙酯5份、阻燃剂12份、表面活性剂3份、偶联剂4份、催化剂1.3份、固化剂2份、抑烟剂2份。
复合纤维料为质量比2：1：3的玻璃纤维、硼酸铝晶须和聚丙烯纤维的组合物。
实施例3：
一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，步骤如下：
1)将废弃塑料洗净后烘干，与乙烯-醋酸乙烯共聚物共混破碎过100目筛，然后向破碎料中加入环氧沥青，送入密炼机中进行一次密炼，一次密炼温度为130℃，密炼时间为10min，挤出，冷却后破碎过150目筛，得基料备用；
2)将基料升温加热至50℃，然后再将聚丙烯酸乳液缓慢加入其中，边加边搅拌，并以1℃/min的速率继续缓慢升温至100℃，将表面活性剂、偶联剂、催化剂加入其中，搅拌均匀后，保温20min，得熔融料，备用；
3)将熔融料继续微波加热升温至150℃，保证加热时间为8-10min，然后在35KHz频率下超声处理15min，再以0.5℃/min的速率缓慢降温至70℃，得活化料，备用；
4)将膨胀珍珠岩破碎过200目筛，然后与活化料以及其他剩余原料一起先送入高速混合机内共混操作0.5h，高速混合机内转速为2500rpm，再送入密炼机中进行二次密炼，二次密炼温度为150℃，密炼时间为10min，挤出，造粒，即得环保塑胶材料。
实施例制备工艺中采用的原料重量份数如下：废弃塑料110份、乙烯-醋酸乙烯共聚物40份、环氧沥青25份、聚丙烯酸乳液8份、膨胀珍珠岩20份、二硫化钼8份、复合纤维料8份、磷酸三丁氧基乙酯3份、阻燃剂8份、表面活性剂2份、偶联剂3份、催化剂1份、固化剂4份、抑烟剂3份。
复合纤维料为质量比2：1：3的玻璃纤维、硼酸铝晶须和聚丙烯纤维的组合物。
实施例4：
一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，步骤如下：
1)将废弃塑料洗净后烘干，与乙烯-醋酸乙烯共聚物共混破碎过100目筛，然后向破碎料中加入环氧沥青，送入密炼机中进行一次密炼，一次密炼温度为130℃，密炼时间为10min，挤出，冷却后破碎过150目筛，得基料备用；
2)将基料升温加热至50℃，然后再将聚丙烯酸乳液缓慢加入其中，边加边搅拌，并以1℃/min的速率继续缓慢升温至105℃，将表面活性剂、偶联剂、催化剂加入其中，搅拌均匀后，保温30min，得熔融料，备用；
3)将熔融料继续微波加热升温至150℃，保证加热时间为8-10min，然后在45KHz频率下超声处理15min，再以0.5℃/min的速率缓慢降温至60℃，得活化料，备用；
4)将膨胀珍珠岩破碎过300目筛，然后与活化料以及其他剩余原料一起先送入高速混合机内共混操作0.5h，高速混合机内转速为2000rpm，再送入密炼机中进行二次密炼，二次密炼温度为150℃，密炼时间为10min，挤出，造粒，即得环保塑胶材料。
实施例制备工艺中采用的原料重量份数如下：废弃塑料100份、乙烯-醋酸乙烯共聚物50份、环氧沥青20份、聚丙烯酸乳液8份、膨胀珍珠岩5份、二硫化钼5份、复合纤维料2份、磷酸三丁氧基乙酯4份、阻燃剂5份、表面活性剂4份、偶联剂2份、催化剂1.5份、固化剂3份、抑烟剂4份。
复合纤维料为质量比2：3的硼酸铝晶须和聚丙烯纤维的组合物。
实施例5：
一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，步骤如下：
1)将废弃塑料洗净后烘干，与乙烯-醋酸乙烯共聚物共混破碎过100目筛，然后向破碎料中加入环氧沥青，送入密炼机中进行一次密炼，一次密炼温度为130℃，密炼时间为10min，挤出，冷却后破碎过150目筛，得基料备用；
2)将基料升温加热至50℃，然后再将聚丙烯酸乳液缓慢加入其中，边加边搅拌，并以1.5℃/min的速率继续缓慢升温至100℃，将表面活性剂、偶联剂、催化剂加入其中，搅拌均匀后，保温25min，得熔融料，备用；
3)将熔融料继续微波加热升温至150℃，保证加热时间为8-10min，然后在40KHz频率下超声处理15min，再以1℃/min的速率缓慢降温至80℃，得活化料，备用；
4)将膨胀珍珠岩破碎过300目筛，然后与活化料以及其他剩余原料一起先送入高速混合机内共混操作1h，高速混合机内转速为1000rpm，再送入密炼机中进行二次密炼，二次密炼温度为150℃，密炼时间为10min，挤出，造粒，即得环保塑胶材料。
实施例制备工艺中采用的原料重量份数如下：废弃塑料110份、乙烯-醋酸乙烯共聚物45份、环氧沥青20份、聚丙烯酸乳液10份、膨胀珍珠岩15份、二硫化钼2份、复合纤维料6份、磷酸三丁氧基乙酯4份、阻燃剂7份、表面活性剂3份、偶联剂1份、催化剂0.8份、固化剂4份、抑烟剂4份。
复合纤维料为质量比1：1：3的碳纤维、硼酸铝晶须和聚丙烯纤维的组合物。
将本发明实施例制得的环保塑胶材料经压片机压制成塑胶片，并测定性能参数，数据如下表：
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，其特征在于，步骤如下：
1)将废弃塑料洗净后烘干，与乙烯-醋酸乙烯共聚物共混破碎过100目筛，然后向破碎料中加入环氧沥青，送入密炼机中进行一次密炼，挤出，冷却后破碎，得基料备用；
2)将基料升温加热至45-50℃，然后再将聚丙烯酸乳液缓慢加入其中，边加边搅拌，继续缓慢升温至100-105℃，将表面活性剂、偶联剂、催化剂加入其中，搅拌均匀后，保温20-30min，得熔融料，备用；
3)将熔融料继续加热升温至150℃，然后超声处理15min，再缓慢降温至60-80℃，得活化料，备用；
4)将膨胀珍珠岩破碎过200-300目筛，然后与活化料以及其他剩余原料一起先送入高速混合机内共混操作0.5-1h，再送入密炼机中进行二次密炼，挤出，造粒，即得环保塑胶材料。
2.根据权利要求1所述的利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，其特征在于，采用的原料重量份数如下：废弃塑料90-110份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30-50份、环氧沥青15-30份、聚丙烯酸乳液5-10份、膨胀珍珠岩5-20份、二硫化钼2-8份、复合纤维料2-8份、磷酸三丁氧基乙酯3-5份、阻燃剂5-12份、表面活性剂1-4份、偶联剂1-4份、催化剂0.2-1.5份、固化剂2-4份、抑烟剂2-4份。
3.根据权利要求2所述的利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，其特征在于：所述复合纤维料为玻璃纤维、碳纤维、硼酸铝晶须、聚丙烯纤维中的任意两种或以上的组合物。
4.根据权利要求3所述的利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，其特征在于：所述复合纤维为质量比2：1：3的玻璃纤维、硼酸铝晶须和聚丙烯纤维的组合物。
5.根据权利要求1所述的利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，其特征在于：步骤1)中一次密炼温度为130℃，密炼时间为10min，破碎后得到的基料过150目筛。
6.根据权利要求1所述的利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，其特征在于：步骤2)中缓慢升温速率为1-1.5℃/min，步骤3)中缓慢降温速率为0.5-1℃/min。
7.根据权利要求1所述的利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，其特征在于：步骤3)中继续加热采用微波加热，微波加热时间为8-10min，超声处理频率为35-45KHz。
8.根据权利要求1所述的利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，其特征在于：步骤4)中高速混合机内转速为1000-2500rpm。
9.根据权利要求1所述的利用废弃塑料合成环保塑胶材料的制备工艺，其特征在于：步骤4)中二次密炼温度为150℃，密炼时间为10min。
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