CN111229794B

CN111229794B - 一种地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺及所制备的疏水地砖

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Publication number: CN111229794B
Application number: CN202010192162.5A
Authority: CN
Inventors: 褚乃博
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2040-03-18
Also published as: CN111229794A

Abstract

一种地毯或者汽车内饰边角料回收利用工艺及所制备的疏水地砖，包括以下步骤：1）破碎边角料；2）将边角料加热至部分融化，形成塑性体，制成固体颗粒；3）取步骤2）中制得的小颗粒，向其中加入制备料，混合均匀；4）将步骤3）中混合后的产物倒入模具，加压硬化，脱模获得成品。本发明的工艺投入小，效益高，适用范围广。本发明所制备的疏水地砖透水效果好，有弹性、防滑、环保、无气味、适于做户外步道。

Description

一种地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺及所制备的疏水地砖

技术领域

本发明涉及地毯或汽车内饰边角废料的回收制备技术领域，具体地，涉及一种地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺及所制备的疏水地砖。

背景技术

地毯或者汽车内饰在生产中的边角以及为了获得设计形状剪裁产生的边角料，占总体成品的3-10%。边角料的处理直接关系生产总成本和环保问题。以往的处理是直接填埋或是焚烧。地毯或者汽车内饰使用的材料多数是高分子材料，自然降解需要几十年甚至百年的时间。焚烧涉及到焚烧工艺的问题，低温燃烧烟气粉尘较多，会对环境产生较大的损害，高温焚烧虽然物质分解相对彻底，但是有较大几率产生强有害气体，如二噁英等强致癌气体。填埋和焚烧都不是经济的选择，企业一方面损失了材料和各种生产投入，另一方面还要支付填埋和焚烧的费用，且这两种处理方式都不是环境友好型的处理方式。且这两种选择对环境都会产生损害。

每年全国地毯或者汽车内饰生产总量巨大，边角料的处理，对于单个企业来说都是一个非常重要的经营问题，从行业角度来看，地毯或者汽车内饰边角料的处理能够产生客观的经济效益，且对环境保护有较大的现实意义。

相比于填埋和焚烧，回收利用就有可能产生经济效益。当然，如果回收利用的成本过高，与市场规模不匹配，回收利用的技术就是空谈。现有技术中，已有对地毯、汽车内饰生产的边角料进行回收利用的方案。

现有的地毯或者汽车内饰边角料的利用思路基本都是先对不同材料进行分类，然后分别利用或分别处理，制成地毯或是地毯的一部分，或是仅仅是分类回收。

然而，对于边角料的分类回收，这个步骤的处理成本非常高，如果仅仅是破碎，成本较低，但是要对材料进行分类则成本就非常高，需要额外的设备和人力投入。如中国专利CN201610476787.8 拼块地毯废料回收再利用的方法，材料分类之后用于地毯的生产，关键的问题是分类、重新进入生产线等等，环节需要增加人力投入和固定投入，前期投入成本太高，且效益和投入不成正比，还不如填埋和焚烧。

其次，分类之后的材料没办法做到与购买的原材料品质相同，通常含有杂质，只能与直接购买的原材料混合进行生产，添加的比例需要严格控制，即使如此，对地毯的品质还是会产生一定的负面影响。

最后，这种回收利用的方法，并不适用于规模中等或较小的企业。对于大企业来说，投入和产出利用其规模能够将投入摊平。但是对于中小地毯生产企业来说，这种工艺的投入和产出就不成正比了，且中小企业的产品质量稳定性本身相对就低一些，如果再掺加回收废料，则产品的质量就更难控制。

现有的地毯或者汽车内饰中大多都使用了PP、PA6或PET，尤其是面层和底层大部分都会使用这两种材料，例如汽车脚垫地毯，PP、PA6和PET在地毯或者汽车内饰中质量在20-60%范围内。

基于以上，地毯或者汽车内饰的边角料的回收利用，需要一种新的，投入更低，工艺更简洁，效益更高，使用范围更广的方法。

另外，将地毯或者汽车内饰的边角料进行回收，用于制备渗水快、蓄水量大的疏水地砖成为行业研究的重点。但在现有技术中，利用地毯或者汽车内饰的边角料制备疏水地砖的技术还不成熟，相关技术记载很少，并且其它技术中利用橡胶制备的透水砖在其蓄水、透水过程中，存在着表面能过高导致雨水流经砖面时不易分散、快速渗透的问题，同时存在着砖体粘结力或内聚力低的问题，导致砖体一旦受压即可断裂甚至粉碎的问题，严重影响使用效果和使用年限。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种工艺简洁、适用范围广、效益高的地毯或者汽车内饰边角料回收利用工艺及利用该工艺生产的疏水地砖。

为实现上述目的，本发明提供了一种地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺，包括以下步骤：

1）破碎地毯或汽车内饰边角料；将边角料去除其它粘附物及大块杂质，然后投入到表面活性剂的溶液中浸泡4-5小时，使其软化，浸泡溶液的浓度为5-8%；之后捞出边角料，用清水清洗；再加入到筒式的粉碎机内，在其中加水研磨，加入水的质量为边角料质量的20-22%，将边角料进行破碎；然后对破碎的边角料进行机械脱水和干燥；

2）将地毯或汽车内饰边角料加热至部分融化，形成塑性体，制成固体颗粒；将干燥的破碎边角料由入料口送入挤出机中，混炼熔融；再对混炼熔融物进行高剪切混炼；之后通过两层的65-75目过滤网，对杂质进行过滤；将经过滤的熔融物控制挤出，分别经过供应阶段、熔融阶段、均化阶段以及反应阶段，各阶段的温度依次为150-152℃、158-160℃、171-174℃和178-182℃，模头的温度为175-177℃，口模的温度为183-187℃，螺杆的转速为25-30r/min，挤出压力为22-25MPa；经水冷却定形、切粒机切断成长度为2-6mm的小颗粒；

3）取步骤2）中制得的小颗粒，向其中加入制备料，混合均匀；所述制备料包括以下重量份的原料：白炭黑35-40、PES30-40、石灰石粉22-27、皂土粉15-28、纳米钛白粉20-25、特氟龙15-20、煤矸石粉15-20、SBS13-18、正长石粉10-15、2-巯基苯并咪唑10-15、纤维状海泡石5-10、碱木质素5-10、玻璃纤维6-9、稀土5-8、脂肪酸甲酯5-7、四正丁氧基钛5-6、缩水甘油酯型环氧树脂5-6、木素磺酸钙盐3-5、硅藻土2-4、着色剂2-3、聚山梨酸酯60 1.5-3、格兰汉姆盐2-3、十八酸正丁酯1.5-1.8；所述制备料的重量份是以所述步骤2）中制得的小颗粒的100-120重量份计；

4）将步骤3）中混合后的产物倒入模具，加压硬化，脱模获得成品；将步骤3）中混合后的产物装入模具中，振荡均匀，使其密实并刮平，然后将模具送入热压机中进行热压处理，温度控制在95-98℃，成型压力为10-20MPa，成型时间1-2min；自然冷却后脱模，获得最终的制备成品。

优选的，在所述步骤3）中，具体操作为将所述重量份的小颗粒、白炭黑、PES、石灰石粉、皂土粉、纳米钛白粉和特氟龙混合搅拌均匀，在1200-1500r/min的状态下搅拌60-70min，然后在600-700W的功率下超声3-5h，得到混合体；(3)将所述重量份的煤矸石粉、SBS和正长石粉混合搅拌均匀5-10min，然后将所述重量份的2-巯基苯并咪唑、纤维状海泡石和碱木质素加入，并加入所述混合体，升温至55-58℃，在 550-560W的功率下超声3-4h；最后将剩余重量份的其它制备料加入，直至混合搅拌均匀。

在上述任一方案中优选的是，所述玻璃纤维的长度为3-5μm，直径为300-400nm；所述白炭黑的粒径为55-60nm，所述纳米钛白粉的粒径为35-45nm。

在上述任一方案中优选的是，在所述步骤1）中，所述表面活性剂的溶液为十二烷基苯磺酸钠水溶液，其浓度为55-60%，制备时将十二烷基本磺酸与羟基甲烷、烧碱、小苏打和2-氨基乙醇按质量比为100：8-10：10-12：5-8：2-3混合，搅拌25-30min，控制温度在25-30℃，然后保温反应4-5h，在反应过程中每隔30min向其中加水混合，直到反应完毕，制成所述浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液。

在上述任一方案中优选的是，所述地毯或汽车内饰的边角料中包括以下重量份的组分：PP35-40、PET15-20、PE35-40、PA6 3-4、EVA15-20、EPDM15-18、麻15-18、棉13-15，所述部分融化的温度控制在180-200℃。

为实现上述目的，本发明还提供了一种疏水地砖，利用所述的地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺所制备，所述疏水地砖能够铺装形成路面。

优选的，所述疏水地砖的成品孔隙率在3-15%范围内，其底面设置有排水凹槽。

在上述任一方案中优选的是，所述疏水地砖铺设完工后用摩尔浓度为0.5-0.8mol/L的乙酸溶液冲洗。碳酸的酸性比乙酸弱，后期用乙酸溶液冲洗的过程中，乙酸会和碳酸钠反应生成碳酸，碳酸浓度升高到一定程度会分解为二氧化碳和水，二氧化碳扩散到空气的过程中会冲击疏水地砖，使疏水地砖更快速的形成孔，进而利于后期疏水地砖的渗水。

本发明的有益效果为：

1.本发明所采用的地毯或者汽车内饰边角料不做分类、分拣，工艺流程简洁，前期设备投入非常少，人力投入少，成本低，能够有效的产生经济效益；本发明制备新产品的种类灵活，有利于企业根据市场进行调整；由于投入和运行成本不高，使其能够适用于不同规模的企业，尤其是中小企业，使用该工艺也能有效的提高经济效益，使其适用范围更广，更容易推广。

2.本发明的制粒工艺，促进了组分的混合效果，极大提升挤出成型物的物性指标，保证最终挤出物的品质，能够满足不同材质回收塑料的挤出生产需求，提升了产品性能，节省原料的应用，节能环保。

3.本发明对地毯或者汽车内饰边角料加以利用，使其变身为建筑材料，降低成本、还节约自然资源；产品中添加的二氧化硅纳米粒子使产品具有极好的吸收紫外线和热辐射的作用，有效降低了城市热岛效应；所制备的疏水地砖既保证了具有充足的孔隙率已达到良好的透水性又保持了较高的机械强度。

4.本发明在透水性方面，具有强大的透水功能，很高的孔隙率，特别是有较多的连通孔，极大地改善了城市的生态和生活环境；在保水性方面，在雨天大量吸收并保存水份，在太阳的照射下，可以慢慢蒸发，以达到降低地表温度之功能；在城市建设中可以节省部分路面排水设施，减少市政建设中的工程费用；在防滑性方面，表面粗糙，具有良好的防滑性，雨天路面无积水，避免行人因路滑而摔倒，以人为本；在耐久性方面，产品具有良好的耐磨耐风化性，抗冻融性能强，使用年限远远超过其他类型的路面材料；实现废旧边角料的高值化综合利用。

附图简要说明

图1是根据本发明的疏水地砖的整体结构的侧面剖视图。

具体实施方式

下面将结合本申请的具体实施方式以及附图对本申请的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本发明，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本申请可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

一种地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺，包括以下步骤：

3）取步骤2）中制得的小颗粒，向其中加入制备料，混合均匀；所述制备料包括以下重量份的原料：白炭黑35-40、PES30-40、石灰石粉22-27、皂土粉15-28、纳米钛白粉20-25、特氟龙15-20、煤矸石粉15-20、SBS13-18、正长石粉10-15、2-巯基苯并咪唑10-15、纤维状海泡石5-10、碱木质素5-10、玻璃纤维6-9、稀土5-8、脂肪酸甲酯5-7、四正丁氧基钛5-6、缩水甘油酯型环氧树脂5-6、木素磺酸钙盐3-5、硅藻土2-4、着色剂2-3、聚山梨酸酯60 1.5-3、格兰汉姆盐2-3、十八酸正丁酯1.5-1.8；所述制备料的重量份是以所述步骤2）中制得的小颗粒的100-120重量份计。

在所述步骤3）中，具体操作为将所述重量份的小颗粒、白炭黑、PES、石灰石粉、皂土粉、纳米钛白粉和特氟龙混合搅拌均匀，在1200-1500r/min的状态下搅拌60-70min，然后在600-700W的功率下超声3-5h，得到混合体；(3)将所述重量份的煤矸石粉、SBS和正长石粉混合搅拌均匀5-10min，然后将所述重量份的2-巯基苯并咪唑、纤维状海泡石和碱木质素加入，并加入所述混合体，升温至55-58℃，在 550-560W的功率下超声3-4h；最后将剩余重量份的其它制备料加入，直至混合搅拌均匀。

所述玻璃纤维的长度为3-5μm，直径为300-400nm；所述白炭黑的粒径为55-60nm，所述纳米钛白粉的粒径为35-45nm。

在所述步骤1）中，所述表面活性剂的溶液为十二烷基苯磺酸钠水溶液，其浓度为55-60%，制备时将十二烷基本磺酸与羟基甲烷、烧碱、小苏打和2-氨基乙醇按质量比为100：8-10：10-12：5-8：2-3混合，搅拌25-30min，控制温度在25-30℃，然后保温反应4-5h，在反应过程中每隔30min向其中加水混合，直到反应完毕，制成所述浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液。

所述地毯或汽车内饰的边角料中包括以下重量份的组分：PP35-40、PET15-20、PE35-40、PA6 3-4、EVA15-20、EPDM15-18、麻15-18、棉13-15，所述部分融化的温度控制在180-200℃。

参见图1，一种疏水地砖，利用所述的地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺所制备，所述疏水地砖能够铺装形成路面。

所述疏水地砖的成品孔隙率在3-15%范围内，其底面设置有排水凹槽。

所述疏水地砖铺设完工后用摩尔浓度为0.5-0.8mol/L的乙酸溶液冲洗。碳酸的酸性比乙酸弱，后期用乙酸溶液冲洗的过程中，乙酸会和碳酸钠反应生成碳酸，碳酸浓度升高到一定程度会分解为二氧化碳和水，二氧化碳扩散到空气的过程中会冲击疏水地砖，使疏水地砖更快速的形成孔，进而利于后期疏水地砖的渗水。

实施例2

一种地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺，包括以下步骤：

所述疏水地砖中添加了白炭黑，它具有极强的紫外吸收和热辐射吸收特性，它对波长400nm以内的紫外光吸收率高达70％以上，因而将它添加到疏水地砖中能达到抗紫外辐射和热老化的目的，能降低夏季城市热岛效应程度。同时，白炭黑与建筑骨料混合使用时增加了产品的结构稳定性。

进一步地，所述白炭黑的制备是在泡花碱中加入氨基三乙醇、三乙基磷酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷，得到混合液；继续搅拌，并加入硫酸，至混合液pH=4.3-4.7，反应20-30min；将反应液过滤，过滤后的固体产品中加入四甲氧基硅烷、甲基乙二醇和水混合，在常压下加热到75-80℃反应60-80min，生成浆料；继续升高温度，经过3-5h后蒸发掉浆料状中大部分的醇，将半干的浆料在真空干燥箱中加热到150-170℃，干燥5-7h后，在470-480℃下灼烧10-12小时，得到白炭黑。

其中，泡花碱、氨基三乙醇、三乙基磷酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为100：3-5：7-9：0.5-1；所述硫酸的浓度为35-40%；过滤后的固体产品与四甲氧基硅烷、甲基乙二醇和水的体积比为1：1-2：5-7：5-6。

本实施例制备的白炭黑工艺简单，制备时间短；产品纯度高，形状规则，无硬团聚，反应过程中没有使用任何酸碱催化剂，防止了杂质离子的引入，抑制了一次粒子的团聚，制得的白炭黑粒径分布比较集中，粒径均匀、形貌完整、分散性好。

实施例3

一种地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺，包括以下步骤：

本发明在所述疏水地砖中加入适量的PES，其与缩水甘油酯型环氧树脂具有很好的粘结性，且耐高温、防火性能优异，大大提高了疏水地砖的耐高温、阻燃性能。

进一步地，PES的制备包括以下步骤：

A.在氮气环境中，将二甲基亚砜升温至65℃-70℃，加入4,4'-二羟基二苯砜和双(4-氯苯基)砜，待双(4-氯苯基)砜全部溶解后，再加入钾灰，用量为4,4'-二羟基二苯砜的摩尔量的1.1倍，随后加入对二乙基苯，继续搅拌升温至175℃-180℃，反应2.5-3h；完成后蒸出全部的对二乙基苯，再升温至210℃-220℃，开始以60-65r/min的速度搅拌，恒温1-2小时后加大搅拌速度至75-80转/min，继续恒温2-3h，再加入氯化钛，氯化钛的摩尔量是4,4'-二羟基二苯砜摩尔量的5-7％，继续反应20-30min，得聚合粘液；冷却、粉碎、洗涤、干燥；所述4,4'-二羟基二苯砜与4,4′-二氯二苯砜的摩尔比为1：1；

B.将下述重量份：步骤A的产品60-70、芳纶纤维20-30、2,4-己二烯 65-68、丙烯酸丁酯25-30、聚四氟乙烯 30-35、尼龙20-25和抗氧剂1-2在85-90℃下加热40-50min，加热时对以上成分进行高速混合均匀；

C.用双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，再将粒料在120℃-130℃烘干5-6h，将粒料注塑成型，得到成品。

本实施例的PES更易于加工成型并提高了PES的刚性、弯曲强度、拉伸强度、抗张性、耐热性、尺寸稳定性，降低了成型收缩率；工艺简单，效果优良。

性能测试

采用实施例1-3的疏水地砖与普通透水砖（市售）进行对比，砖体的尺寸均为边长300mm，厚度为80mm。采用JC/T 945-2005《透水砖》测试试验样品的抗压强度、透水系数、保水性、耐磨性。测试结果如下：

由此可见，本发明所述的疏水地砖具有如下特点：

（1）透水性：具有强大的透水功能，很高的孔隙率，特别是有较多的连通孔，能够恢复大地自然地蓄水能力，留住宝贵的地下淡水资源，极大地改善了城市的生态和生活环境。

（2）保水性：在雨天大量吸收并保存水份，在太阳的照射下，可以慢慢蒸发，以达到降低地表温度之功能，因此让植被得到充分水份，让植物生长更茂盛。

（3）防滑性：表面粗糙，具有良好的防滑性，雨天路面无积水，避免行人因路滑而摔倒，以人为本。

（4）耐久性：产品具有良好的耐磨耐风化性，抗冻融性能强，使用年限远远超过其他类型的路面材料。

由上述实施例可知，本发明所采用的地毯或者汽车内饰边角料不做分类、分拣，工艺流程简洁，前期设备投入非常少，人力投入少，成本低，能够有效的产生经济效益；本发明制备新产品的种类灵活，有利于企业根据市场进行调整；由于投入和运行成本不高，使其能够适用于不同规模的企业，尤其是中小企业，使用该工艺也能有效的提高经济效益，使其适用范围更广，更容易推广。

本发明的制粒工艺，促进了组分的混合效果，极大提升挤出成型物的物性指标，保证最终挤出物的品质，能够满足不同材质回收塑料的挤出生产需求，提升了产品性能，节省原料的应用，节能环保。

本发明对地毯或者汽车内饰边角料加以利用，使其变身为建筑材料，降低成本、还节约自然资源；产品中添加的白炭黑使产品具有极好的吸收紫外线和热辐射的作用，有效降低了城市热岛效应；所制备的疏水地砖既保证了具有充足的孔隙率已达到良好的透水性又保持了较高的机械强度。

本发明在透水性方面，具有强大的透水功能，很高的孔隙率，特别是有较多的连通孔，极大地改善了城市的生态和生活环境；在保水性方面，在雨天大量吸收并保存水份，在太阳的照射下，可以慢慢蒸发，以达到降低地表温度之功能；在城市建设中可以节省部分路面排水设施，减少市政建设中的工程费用；在防滑性方面，表面粗糙，具有良好的防滑性，雨天路面无积水，避免行人因路滑而摔倒，以人为本；在耐久性方面，产品具有良好的耐磨耐风化性，抗冻融性能强，使用年限远远超过其他类型的路面材料；实现废旧边角料的高值化综合利用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺，其特征在于，在所述步骤3）中，具体操作为将所述重量份的小颗粒、白炭黑、PES、石灰石粉、皂土粉、纳米钛白粉和特氟龙混合搅拌均匀，在1200-1500r/min的状态下搅拌60-70min，然后在600-700W的功率下超声3-5h，得到混合体；(3)将所述重量份的煤矸石粉、SBS和正长石粉混合搅拌均匀5-10min，然后将所述重量份的2-巯基苯并咪唑、纤维状海泡石和碱木质素加入，并加入所述混合体，升温至55-58℃，在 550-560W的功率下超声3-4h；最后将剩余重量份的其它制备料加入，直至混合搅拌均匀。

3.根据权利要求2所述的地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺，其特征在于，所述玻璃纤维的长度为3-5μm，直径为300-400nm；所述白炭黑的粒径为55-60nm，所述纳米钛白粉的粒径为35-45nm。

4.根据权利要求3所述的地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺，其特征在于，在所述步骤1）中，所述表面活性剂的溶液为十二烷基苯磺酸钠水溶液，其浓度为55-60%，制备时将十二烷基苯磺酸与羟基甲烷、烧碱、小苏打和2-氨基乙醇按质量比为100：8-10：10-12：5-8：2-3混合，搅拌25-30min，控制温度在25-30℃，然后保温反应4-5h，在反应过程中每隔30min向其中加水混合，直到反应完毕，制成所述浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液。

5.根据权利要求4所述的地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺，其特征在于，所述地毯或汽车内饰的边角料中包括以下重量份的组分：PP35-40、PET15-20、PE35-40、PA6 3-4、EVA15-20、EPDM15-18、麻15-18、棉13-15，所述部分融化的温度控制在180-200℃。

6.一种疏水地砖，其特征在于，利用根据权利要求5所述的地毯或汽车内饰边角料回收利用工艺所制备，所述疏水地砖能够铺装形成路面。

7.根据权利要求6所述的疏水地砖，其特征在于，所述疏水地砖的成品孔隙率在3-15%范围内，其底面设置有排水凹槽。

8.根据权利要求7所述的疏水地砖，其特征在于，所述疏水地砖铺设完工后用摩尔浓度为0.5-0.8mol/L的乙酸溶液冲洗。