CN111117033A - 利用再生料制备环保涂料桶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于资源再生技术领域，具体涉及一种利用再生料制备环保涂料桶的方法，所述的方法包括：对煤矸石纤维进行软化处理，得到软化纤维；向HDPE再生料中掺入上述软化纤维、蒙脱石和加工助剂，采用高速混合机混合均匀得到原料混合物；将上述原料混合物下料至挤出机中进行熔融混炼，挤出、冷却切粒得到塑料颗粒；将上述塑料颗粒放入到吹塑机中，挤出坯料，再将坯料放入到吹塑成型机模具中，制成所述的环保涂料桶；本发明通过在HDPE再生料中加入软化纤维和蒙脱石，二者相互配合形成复杂的三维网状结构，进而提高HDPE再生料的机械强度，使其能够满足高品质塑料再生用料的使用要求。

Description

利用再生料制备环保涂料桶的方法
技术领域
本发明属于资源再生技术领域，具体涉及一种利用再生料制备环保涂料桶的方法。
背景技术
目前，塑料制品的应用已经遍及工农业以及日常生活的各个领域，全世界每天产生的废旧塑料垃圾无法进行估量，但其对环境造成的巨大压力是显而易见的，为了处理这些塑料垃圾，现行的方法一般是填埋、焚烧等，但是由于普通塑料垃圾的自然降解时间很长，一般要经过一百年以上才能降解，而且降解过程中还会产生大量的有害物质，因此填埋法已经受到很多专家的诟病；而采用焚烧的方法来处理塑料垃圾也会产生有害气体和烟尘，同样会对环境造成不利的影响。此外，由于塑料作为一种石化产品的衍生物，其生产的主要原料来源是石油，其属于不可再生资源，由此可见，对于塑料产品进行回收再生是目前解决塑料垃圾的最好办法。
传统的塑料回收处理工艺及回收设备的技术含量不高，回收成本大，回收所附加的性价比并不理想，制备的再生塑料品质不高，只能用于部分低端产品，而在一些使用要求较高的塑料产品，如涂料桶这类对塑料成品的强度要求较高的产品来说，现有的塑料再生料直接成型得到的涂料桶并不能满足使用要求，主要表现在抗冲击强度低、弹性和抗应力开裂性能差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用再生料制备环保涂料桶的方法，其能够改善再生料制备塑料成品时物性差的问题，使满足涂料桶的使用要求。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种利用再生料制备环保涂料桶的方法，所述的方法包括：对煤矸石纤维进行软化处理，得到软化纤维；
向HDPE再生料中掺入上述软化纤维、蒙脱石和加工助剂，采用高速混合机混合均匀得到原料混合物；
将上述原料混合物下料至挤出机中进行熔融混炼，挤出、冷却切粒得到塑料颗粒；
将上述塑料颗粒放入到吹塑机中，挤出坯料，再将坯料放入到吹塑成型机模具中，制成所述的环保涂料桶。
本发明中，所述煤矸石纤维的生产原料是来自于煤燃料工业及洗煤工业的固体废渣，随着工业发展对能源需求量的与日俱增，煤矸石的产生量也是不断攀升，因此，实现煤矸石的综合开发利用显得尤为重要，本发明中的煤矸石纤维就是对煤矸石进行开发利用，进而变废为宝的一种治理方法，将煤矸石原料经过精制，再经过高温炉进行熔融、喷丝冷却以制成超细的无机纤维；具体的，本发明中的煤矸石纤维为采用现有技术中的现有产品，具体如河南济源金港特纤科技有限公司提供的煤矸石纤维。
进一步的，在本发明提供的技术构思中，通过对煤矸石纤维进行软化处理，改善其柔软度，具体的软化处理方法是：分别称取十六烷基氨基酸类纤维软化剂与十二烷基二甲基甜菜碱，混合后加水稀释，然后调节体系的pH至6.0-6.5，在不断搅拌的条件下加入煤矸石纤维，然后静置反应30min，再搅拌除渣、抽滤、烘干，得到所述的软化纤维。通过上述处理工艺，十六烷基氨基酸类纤维软化剂与十二烷基二甲基甜菜碱能够有效的吸附在煤矸石纤维的表面，实现对煤矸石纤维表面负电的中和，使其表面显正电性，而所述的蒙脱土是一种表面具有带负电的硅酸盐片层，从而可以实现对煤矸石纤维的吸附，并与HDPE再生料进行物理交联，从而形成复杂的三维网状结构，这种三维网状结构的构建有效的抵消了HDPE再生时其本身链段发生断裂所造成的诸如抗冲击强度低、弹性和抗应力开裂性能差的问题，进而使得该HDPE再生料制作得到的环保涂料桶能够满足高强度的使用要求。本发明提供的这种复杂网状结构的实现来自于对煤矸石物料的处理，无需采用交联剂对高分子树脂本身进行化学交联。
本发明中，高速混合机的作用在于对物料进行搅拌混合，所述的高速混合机在搅拌混合的过程中进行加热，具体的，高速混合机的搅拌混合时间与物料量有关，若物料量较多，需要较长时间的搅拌处理才能得到较好的混合效果，并且，此时搅拌混合的转速也不宜过快，因为搅拌混合时，物料之间相互摩擦也会产生热量，而为了避免物料在被搅拌后产生相互粘连而难以下料的状态，在实际的操作过程中，搅拌混合过程中物料的温度不超过80℃，搅拌时间不低于10min。
本发明中，所述吹塑机的料筒温度为105-110℃。
本发明中，所述的HDPE再生料为HDPE类注塑制品或HDPE中空吹塑制品经破碎、清洗、干燥后的破碎料。
本发明中，所述的加工助剂包括润滑剂、抗氧化剂、阻燃剂、紫外线吸收剂中的一种或一种以上的混合物；
所述的润滑剂为石蜡，硬脂酸，或其组合；
所述的抗氧化剂为抗氧剂1010，抗氧剂168、抗氧剂264中的一种或一种以上的混合物；
所述的阻燃剂为磷酸三丁酯；
所述的紫外线吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类和三嗪类紫外线吸收剂中的一种或多种。
本发明中，相对于100重量份的HDPE再生料，所述软化纤维的用量为5-10重量份，所述蒙脱石的用量为3-8重量份，所述润滑剂的用量为0.5-1.5重量份，所述抗氧化剂的用量为0.3-0.7重量份，所述阻燃剂的用量为0.1-0.4重量份，所述紫外线吸收剂的用量为0.5-1重量份；其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比2：1混合而成。
在上述实施例的基础上，相对于100重量份的HDPE再生料，所述软化纤维的用量为8重量份，所述蒙脱石的用量为5重量份，所述润滑剂的用量为1重量份，所述抗氧化剂的用量为0.6重量份，所述阻燃剂的用量为0.3重量份，所述紫外线吸收剂的用量为0.8重量份；其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比2：1混合而成。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的利用再生料制备环保涂料桶的方法，通过在HDPE再生料中加入软化纤维和蒙脱石，二者相互配合形成复杂的三维网状结构，进而提高HDPE再生料的机械强度，使其能够满足高品质塑料再生用料的使用要求；并且，通过上述配方组分的使用，实现了煤矸石这种现有技术中废弃物的使用，以及，提高了HDPE再生料的产品附加值，具有较好的环保意义。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。
实施例1
一种用于制备环保涂料桶的塑料颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1：对煤矸石纤维进行软化处理：
按重量比1:1称取十六烷基氨基酸类纤维软化剂与十二烷基二甲基甜菜碱，混合后加入5倍重量的水进行稀释，接着调整混合体系的pH至6.0，在不断搅拌的条件下加入煤矸石纤维(购自河南济源金港特纤科技有限公司)，所述煤矸石纤维的加入量为十六烷基氨基酸类纤维软化剂重量的2倍，然后静置反应30min，再搅拌除渣、抽滤、烘干，得到软化纤维；
S2：向HDPE再生料中掺入上述软化纤维、蒙脱石和加工助剂，采用高速混合机混合均匀得到原料混合物，搅拌混合过程中物料的温度不超过80℃，搅拌时间为15min；
其中，相对于100重量份的HDPE再生料，所述软化纤维的用量为8重量份，所述蒙脱石的用量为5重量份，所述石蜡的用量为1重量份，所述抗氧化剂的用量为0.6重量份，所述磷酸三丁酯的用量为0.3重量份，所述水杨酸酯类紫外线吸收剂的用量为0.8重量份；其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比2：1混合而成；
S3：将上述原料混合物下料至挤出机中进行熔融混炼，挤出，冷却切粒得到塑料颗粒。
实施例2
一种用于制备环保涂料桶的塑料颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1：对煤矸石纤维进行软化处理：
按重量比1:1称取十六烷基氨基酸类纤维软化剂与十二烷基二甲基甜菜碱，混合后加入5倍重量的水进行稀释，接着调整混合体系的pH至6.0，在不断搅拌的条件下加入煤矸石纤维(购自河南济源金港特纤科技有限公司)，所述煤矸石纤维的加入量为十六烷基氨基酸类纤维软化剂重量的2倍，然后静置反应30min，再搅拌除渣、抽滤、烘干，得到软化纤维；
S2：向HDPE再生料中掺入上述软化纤维、蒙脱石和加工助剂，采用高速混合机混合均匀得到原料混合物，搅拌混合过程中物料的温度不超过80℃，搅拌时间为15min；
其中，相对于100重量份的HDPE再生料，所述软化纤维的用量为5重量份，所述蒙脱石的用量为3重量份，所述石蜡的用量为0.5重量份，所述抗氧化剂的用量为0.3重量份，所述磷酸三丁酯的用量为0.1重量份，所述水杨酸酯类紫外线吸收剂的用量为0.5重量份；其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比2：1混合而成；
S3：将上述原料混合物下料至挤出机中进行熔融混炼，挤出，冷却切粒得到塑料颗粒。
实施例3
一种用于制备环保涂料桶的塑料颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1：对煤矸石纤维进行软化处理：
按重量比1:1称取十六烷基氨基酸类纤维软化剂与十二烷基二甲基甜菜碱，混合后加入5倍重量的水进行稀释，接着调整混合体系的pH至6.0，在不断搅拌的条件下加入煤矸石纤维(购自河南济源金港特纤科技有限公司)，所述煤矸石纤维的加入量为十六烷基氨基酸类纤维软化剂重量的2倍，然后静置反应30min，再搅拌除渣、抽滤、烘干，得到软化纤维；
S2：向HDPE再生料中掺入上述软化纤维、蒙脱石和加工助剂，采用高速混合机混合均匀得到原料混合物，搅拌混合过程中物料的温度不超过80℃，搅拌时间为15min；
其中，相对于100重量份的HDPE再生料，所述软化纤维的用量为10重量份，所述蒙脱石的用量为8重量份，所述石蜡的用量为1.5重量份，所述抗氧化剂的用量为0.7重量份，所述磷酸三丁酯的用量为0.4重量份，所述水杨酸酯类紫外线吸收剂的用量为1重量份；其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比2：1混合而成；
S3：将上述原料混合物下料至挤出机中进行熔融混炼，挤出，冷却切粒得到塑料颗粒。
对比例1
本对比例与实施例1中用于制备环保涂料桶的塑料颗粒的制备方法基本相同，不同的是，省去步骤S1对煤矸石纤维的软化处理过程，直接进行步骤S2，即直接将其与HDPE再生料、蒙脱石和加工助剂进行混合；其余制备步骤相同，得到用于制备环保涂料桶的塑料颗粒。
对比例2
本对比例与实施例1中用于制备环保涂料桶的塑料颗粒的制备方法基本相同，不同的是，在步骤S2中，不加入蒙脱石，其余物料加入量相同，即：相对于100重量份的HDPE再生料，所述软化纤维的用量为8重量份，所述石蜡的用量为1重量份，所述抗氧化剂的用量为0.6重量份，所述磷酸三丁酯的用量为0.3重量份，所述水杨酸酯类紫外线吸收剂的用量为0.8重量份；其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比2：1混合而成；
其余制备步骤相同，制备得到用于制备环保涂料桶的塑料颗粒。
对比例3
本对比例与实施例1中用于制备环保涂料桶的塑料颗粒的制备方法基本相同，不同的是，在步骤S2中，HDPE再生料中，软化纤维和蒙脱石的使用量不同，具体的：
相对于100重量份的HDPE再生料，所述软化纤维的用量为3重量份，所述蒙脱石的用量为2重量份，所述石蜡的用量为1重量份，所述抗氧化剂的用量为0.6重量份，所述磷酸三丁酯的用量为0.3重量份，所述水杨酸酯类紫外线吸收剂的用量为0.8重量份；其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比2：1混合而成；
其余制备步骤相同，制备得到用于制备环保涂料桶的塑料颗粒。
为了对比本发明的效果，以同一批次回收的HDPE再生料作为试验对象，将回收得到的HDPE再生料随机分成等重量的6组，分别应用到上述实施例1-3、对比例1-3中，制备得到用于制备环保涂料桶的塑料颗粒，并按照如下测试方法进行性能的测试，以及将测试结果汇总于表1中。
1、拉伸强度
测试设备为GP-TS2000S电子万能试验机，测试标准为GB/T 1040-2006；拉伸试验样条规格为160mm×5mm×2mm哑铃形，拉伸速率为50mm/min，测试环境为室温，测试5根样条后求取平均值。
2、弯曲强度
测试设备为GP-TS2000S电子万能试验机，测试标准为GB/T 9341-2008；拉伸试验样条规格为160mm×10mm×4mm，测试速率为2mm/min，测试环境为室温，测试5根样条后求取平均值。
3、悬臂梁缺口冲击强度
测试标准ISO 180-2000，在Zwick电子万能试验机上测试，A型缺口。
表1：
拉伸强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 悬臂梁缺口冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>)
实施例1 36.1 1457.4 11.8
实施例2 34.5 1418.5 10.3
实施例3 34.2 1403.4 10.1
对比例1 18.6 734.8 6.2
对比例2 27.8 1034.8 9.4
对比例3 32.7 1397.5 9.5
结合上述测试数据可以看出，本发明提供的利用再生料制备环保涂料桶的方法切实可行，制备得到的用于制备环保涂料桶的塑料颗粒的拉伸强度可达到34.2MPa及以上，弯曲强度高达1400MPa，以及，悬臂梁缺口冲击强度(A型缺口)达到10.1KJ/m2。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种利用再生料制备环保涂料桶的方法，其特征在于，所述的方法包括：
对煤矸石纤维进行软化处理，得到软化纤维；
向HDPE再生料中掺入上述软化纤维、蒙脱石和加工助剂，采用高速混合机混合均匀得到原料混合物；
将上述原料混合物下料至挤出机中进行熔融混炼，挤出、冷却切粒得到塑料颗粒；
将上述塑料颗粒放入到吹塑机中，挤出坯料，再将坯料放入到吹塑成型机模具中，制成所述的环保涂料桶。
2.根据权利要求1所述的利用再生料制备环保涂料桶的方法，其特征在于，所述软化处理的方法为：分别称取十六烷基氨基酸类纤维软化剂与十二烷基二甲基甜菜碱，混合后加水稀释，然后调节体系的pH至6.0-6.5，在不断搅拌的条件下加入煤矸石纤维，然后静置反应30min，再搅拌除渣、抽滤、烘干，得到所述的软化纤维。
3.根据权利要求1所述的利用再生料制备环保涂料桶的方法，其特征在于，所述的高速混合机在搅拌混合的过程中进行加热，搅拌混合过程中物料的温度不超过80℃，搅拌时间不低于10min。
4.根据权利要求1所述的利用再生料制备环保涂料桶的方法，其特征在于，所述吹塑机的料筒温度为105-110℃。
5.根据权利要求1所述的利用再生料制备环保涂料桶的方法，其特征在于，所述的HDPE再生料为HDPE类注塑制品或HDPE中空吹塑制品经破碎、清洗、干燥后的破碎料。
6.根据权利要求1所述的利用再生料制备环保涂料桶的方法，其特征在于，所述的加工助剂包括润滑剂、抗氧化剂、阻燃剂、紫外线吸收剂中的一种或一种以上的混合物；
所述的润滑剂为石蜡，硬脂酸，或其组合；
所述的抗氧化剂为抗氧剂1010，抗氧剂168、抗氧剂264中的一种或一种以上的混合物；
所述的阻燃剂为磷酸三丁酯；
所述的紫外线吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类和三嗪类紫外线吸收剂中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的利用再生料制备环保涂料桶的方法，其特征在于，相对于100重量份的HDPE再生料，所述软化纤维的用量为5-10重量份，所述蒙脱石的用量为3-8重量份，所述润滑剂的用量为0.5-1.5重量份，所述抗氧化剂的用量为0.3-0.7重量份，所述阻燃剂的用量为0.1-0.4重量份，所述紫外线吸收剂的用量为0.5-1重量份；
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比2：1混合而成。
8.根据权利要求7所述的利用再生料制备环保涂料桶的方法，其特征在于，相对于100重量份的HDPE再生料，所述软化纤维的用量为8重量份，所述蒙脱石的用量为5重量份，所述润滑剂的用量为1重量份，所述抗氧化剂的用量为0.6重量份，所述阻燃剂的用量为0.3重量份，所述紫外线吸收剂的用量为0.8重量份；
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比2：1混合而成。
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