CN107953580B - 一种粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法 - Google Patents

一种粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，包括以下步骤：步骤1：去除废弃滤袋附着的杂物，后沿着滤袋轴向方向在缝线处切开铺平，送入切断机裁剪成滤布条，分切后的滤布条放入开松机，在开松机中将袋料开松成纤维，将开松的含尘纤维碎化成短纤维备用；步骤2：对粉煤灰进行除杂，然后分别干燥粉煤灰以及步骤1所述的短纤维，然后用1‑2％的偶联剂活化干燥后的短纤维与粉煤灰；步骤3：将步骤2所述的粉煤灰和短纤维，聚氯乙烯再生料及加工助剂均匀混合，混合后预热；步骤4：将步骤3所述的混合料高温熔融后塑型、冷却，得到粉煤灰/废弃滤袋/聚氯乙烯再生料复合纤维板材。

Description

一种粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，特别是一种粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法。
背景技术
近年来，随着我国火力发电厂装机容量的扩大，粉煤灰产量也在逐年增加。这些粉煤灰主要应用于水泥混合材、拌制混凝土和砂浆等，综合利用率仅为70％左右。目前还有大量的粉煤灰堆放与储灰场，不仅占用土地，还产生严重的环境污染问题。另外，现役火电机组大部分采用袋式除尘器或电袋复合除尘器，滤袋材质主要包括玻璃纤维、玄武岩纤维或上述纤维混纺等。袋式除尘器的滤袋设计寿命一般为4年，实际使用时寿命大约在3年左右，袋式除尘器运行过程中需不断更换大量废弃滤袋，这些废弃滤袋目前只能采取直接掩埋或焚烧处理办法，存在安全隐患。
发明内容
本发明提出一种粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，通过把燃煤电厂废弃滤袋还原、剪切成短纤维，与粉煤灰、聚氯乙烯再生料均匀混合、高温熔融塑型、冷却制得一种新型聚氯乙烯复合纤维板材。
为了解决上述问题，本发明提出粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，包括以下步骤：
步骤1：去除废弃滤袋附着的杂物，后沿着滤袋轴向方向在缝线处切开铺平，送入切断机裁剪成滤布条，分切后的滤布条放入开松机，在开松机中将袋料开松成纤维，将开松的含尘纤维碎化成短纤维备用；
步骤2：对粉煤灰进行除杂，然后分别干燥粉煤灰以及步骤1所述的短纤维，然后用1-2％的偶联剂活化干燥后的短纤维与粉煤灰；
步骤3：将步骤2所述的粉煤灰和短纤维，聚氯乙烯再生料及加工助剂均匀混合，混合后预热；
步骤4：将步骤3所述的混合料高温熔融后塑型、冷却，得到粉煤灰/废弃滤袋/聚氯乙烯再生料复合纤维板材。
通过把燃煤电厂废弃滤袋还原、剪切成短纤维，与粉煤灰、聚氯乙烯再生料均匀混合、高温熔融塑型、冷却制得一种新型聚氯乙烯板材，复合板材强度高、耐冲击、耐腐蚀，可用于地板、地坪铺设等，既减少了粉煤灰、废弃滤袋对环境的污染，又可降低复合板材的生产成本，实现了废弃物资源化利用。
进一步的，所述步骤3中，按质量份，分别取粉煤灰30-60份，短纤维5-20份，聚氯乙烯再生料100份及加工助剂5-10份。按此质量比例混合后形成的复合板材，与利用传统工艺制备的聚氯乙烯板材相比，强度得到明显提高。
优选的，所述步骤1中滤布条的宽度为50mm，滤布条的长度为50-100mm，短纤维长度为3-10mm。宽度及长度均影响对复合板材的补强效果，但是太长太宽或太短太细均不适合实际操作。
优选的，所述步骤2中干燥温度为120摄氏度，干燥时间为12小时。干燥温度和时长影响复合板材的性能，120摄氏度和12小时能使复合板材的强度提高。
优选的，所述步骤2中粉煤灰为循环流化床所产固硫灰。固硫灰表面疏松多孔，可以更好和聚氯乙烯融合，提高板材的性能。
优选的，所述步骤2中偶联剂选用硅烷偶联剂或硬脂酸偶联剂。促进粉煤灰、滤袋纤维和聚氯乙烯再生料的相容性，结合更紧密；硬脂酸只要和粉煤灰一起混合就可以活化，不需要溶于乙醇，简化活化的工序，操作简便。
优选的，所述步骤3中预热温度60-100摄氏度，预热时间为30-60分钟。此温度范围内预热可以减少下个步骤的热耗，降低经济成本。
优选的，所述步骤4中高温熔融的温度为150-200摄氏度，高温熔融的时间为15-30分钟。此温度范围内，适合聚氯乙烯熔融，包覆粉煤灰，利于多种物质组分的混合，进一步加强复合板材的强度。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明通过把燃煤电厂废弃滤袋还原、剪切成短纤维，与粉煤灰、聚氯乙烯再生料均匀混合、高温熔融塑型、冷却制得一种新型聚氯乙烯板材，复合板材强度高、耐冲击、耐腐蚀，可用于地板、地坪铺设等，既减少了粉煤灰、废弃滤袋对环境的污染，又可降低复合板材的生产成本，实现了废弃物资源化利用。
2、本发明不用去除废弃滤袋纤维周围覆盖的粉煤灰。
3、本发明按普通聚氯乙烯生产工艺即可，而与利用传统工艺制备的聚氯乙烯板材相比，强度得到明显提高。
4、本发明粉煤灰和废弃滤袋都是电厂常见废弃物，原料来源广泛。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，步骤1：回收废弃滤袋,去除滤袋上金属环及其他杂物，后沿着滤袋轴向方向在缝线处切开铺平，送入切断机裁剪成50mm长、50mm宽的滤布条，分切后的小块滤布条放入开松机，在开松机中将小块袋料开松成纤维，将开松的含尘纤维碎化成5mm的短纤维备用。
步骤2：对煤粉炉所产的粉煤灰进行除杂，然后将步骤1所得的短纤维与粉煤灰分别用1％(质量比)的硅烷偶联剂(KH550)活化。
步骤3：按照质量份数比，将50份粉煤灰、10份滤袋纤维、100份聚氯乙烯再生料及5份加工助剂(加工助剂包括有机锡稳定剂、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、丙烯酸、ACR、氯化聚乙烯(CPE))在高速混合机中均匀混合,并于60摄氏度预热30分钟。
步骤4：将步骤3所得的混合料于180摄氏度高温下熔融，时长15分钟，并塑型、自然冷却，即得到粉煤灰/废弃滤袋/聚氯乙烯再生料复合纤维板材。步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm3 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m2
1.91 0.15％ 65 7.2
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，区别点在于：实施例2中，步骤2中，采用循环流化床所产固硫灰替代煤粉炉所产的粉煤灰，并先对固硫灰除杂，然后与短纤维分别用1％(质量比)的硅烷偶联剂(KH550)活化，步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm3 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m2
1.90 0.15％ 70 7.0
实施例3：
本实施例与实施例2基本相同，区别点在于：实施例3中，步骤1中，将开松的含尘纤维碎化成10mm的短纤维，步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm3 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m2
1.80 0.15％ 63 6.0
实施例4：
本实施例与实施例1基本相同，区别点在于：实施例4中，步骤2中，采用1％(质量比)的硬脂酸偶联剂活化粉煤灰与短纤维，步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm3 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m2
1.80 0.15％ 63 7.0
实施例5：
本实施例与实施例1基本相同，区别点在于：实施例5中，步骤4中，将步骤3所得的混合料于200摄氏度高温下熔融，时长15分钟，并塑型、自然冷却，即得到粉煤灰/废弃滤袋/聚氯乙烯再生料复合纤维板材。步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm3 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m2
1.89 0.15％ 68 7.3
实施例6：
本实施例与实施例5基本相同，区别点在于：实施例6中，步骤3中，按照质量份数比，将30份粉煤灰、10份滤袋纤维、100份聚氯乙烯再生料及5份加工助剂(加工助剂包括有机锡稳定剂、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、丙烯酸、ACR、氯化聚乙烯(CPE))均匀混合并于60摄氏度预热30分钟。步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm3 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m2
1.80 0.15％ 75 8.0
实施例7：
本实施例与实施例5基本相同，区别点在于：实施例7中，步骤3中，按照质量份数比，将30份粉煤灰、5份滤袋纤维、100份聚氯乙烯再生料及5份加工助剂(加工助剂包括有机锡稳定剂、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、丙烯酸、ACR、氯化聚乙烯(CPE))均匀混合并于100摄氏度预热30分钟。将步骤3所得的混合料于180摄氏度高温下熔融，时长15分钟，并塑型、自然冷却，即得到粉煤灰/废弃滤袋/聚氯乙烯再生料复合纤维板材。步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm<sup>3</sup> 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m<sup>2</sup>
1.77 0.14 68 6.5
实施例8：
本实施例与实施例2基本相同，区别点在于：实施例8中，步骤2中，采用1％(质量比)的硬脂酸偶联剂活化粉煤灰与短纤维，步骤3中，按照质量份数比，将30固硫灰、20份滤袋纤维、100份聚氯乙烯再生料及5份加工助剂(加工助剂包括有机锡稳定剂、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、丙烯酸、ACR、氯化聚乙烯(CPE))均匀混合并于60摄氏度预热30分钟。步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm<sup>3</sup> 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m<sup>2</sup>
1.80 0.14 70 6.0
实施例9：
本实施例与实施例2基本相同，区别点在于：实施例9中，步骤3中，按照质量份数比，将30份固硫灰、5份滤袋纤维、100份聚氯乙烯再生料及5份加工助剂(加工助剂包括有机锡稳定剂、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、丙烯酸、ACR、氯化聚乙烯(CPE))均匀混合并于60摄氏度预热30分钟。步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm<sup>3</sup> 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m<sup>2</sup>
1.78 0.15 70 6.5
实施例10：
本实施例与实施例2基本相同，区别点在于：实施例10中，步骤3中，按照质量份数比，将60份固硫灰、20份滤袋纤维、100份聚氯乙烯再生料及5份加工助剂(加工助剂包括有机锡稳定剂、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、丙烯酸、ACR、氯化聚乙烯(CPE))均匀混合并于60摄氏度预热100分钟。步骤4所得的板材物理力学性能如下表：
密度g/cm<sup>3</sup> 吸水率％ 弯曲强度MPa 冲击强度kJ/m<sup>2</sup>
1.80 0.15 80 7.0
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：去除废弃滤袋附着的杂物，后沿着滤袋轴向方向在缝线处切开铺平，送入切断机裁剪成滤布条，分切后的滤布条放入开松机，在开松机中将袋料开松成纤维，将开松的含尘纤维碎化成短纤维备用；
步骤2：对粉煤灰进行除杂，然后分别干燥粉煤灰以及步骤1中的短纤维，然后用1-2％的偶联剂活化干燥后的短纤维与粉煤灰；
步骤3：按质量份，分别取步骤2中粉煤灰30-60份，短纤维5-20份，聚氯乙烯再生料100份及加工助剂5-10份，将其均匀混合，混合后预热；
步骤4：将步骤3所述的混合料高温熔融后塑型、冷却，得到粉煤灰/废弃滤袋/聚氯乙烯再生料复合纤维板材。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，其特征在于，所述步骤1中滤布条的宽度为50mm，滤布条的长度为50-100mm，短纤维长度为3-10mm。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，其特征在于，所述步骤2中干燥温度为120摄氏度，干燥时间为12小时。
4.根据权利要求3所述的粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，其特征在于，所述步骤2中粉煤灰为循环流化床所产固硫灰。
5.根据权利要求3所述的粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，其特征在于，所述步骤2中偶联剂选用硅烷偶联剂或硬脂酸偶联剂。
6.根据权利要求1所述的粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，其特征在于，所述步骤3中预热温度60-100摄氏度，预热时间为30-60分钟。
7.根据权利要求1所述的粉煤灰、废弃滤袋与再生料复合制备板材的方法，其特征在于，所述步骤4中高温熔融的温度为150-200摄氏度，高温熔融的时间为15-30分钟。
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