CN112430370A - 利用废弃pvc制备高强度阻燃盖土防尘网、方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用废弃PVC制备高强度阻燃盖土防尘网、方法及应用，高强度阻燃盖土防尘网包括建筑废料PVC、热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂；其中，热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂分别为建筑废料PVC质量的2％～4％、30％～50％、0.05％～2％和0.1％～1％。与现有技术相比，本发明具有较好的抗老化效果、阻燃性能好、柔韧适中和质轻等优点；可根据消费者的需求，对不同的使用场合进行相应的裁剪；可以用于各种料场，改良污染的环境，节约煤和无机固废粉；本身还具有一定的超亲水性，可以使尘土易被雨水冲刷，起到自洁净作用，无维护费用，也可适用于农业中来提高作物的质量和产量。

Description

利用废弃PVC制备高强度阻燃盖土防尘网、方法及应用
技术领域
本发明属于建筑废弃高分子材料回收处理领域，尤其是涉及一种利用废弃PVC制备高强度阻燃盖土防尘网、方法及应用。
背景技术
在人口不断增长和工业革命发展的同时，我国房地产行业也得到了快速发展。但是，在一座座高楼大厦的背后是数以亿计的建筑垃圾。由于人们对建筑垃圾的处理方法的认识远不及废弃物产生的速度，所以在初期，绝大部分的建筑废弃物在未经任何处理的情况下，就被人们掩埋或露天堆放在郊区，使得地下水资源遭到污染，空气中粉尘和细菌的比例越来越大，土壤的质量也深受其害。但随着对各类材料的认识程度在不断提升，人们开始致力于回收可循环利用的建筑垃圾，并以它们为原料，进一步加工获得日常生活中需要的各类产品。因此，如何将建筑垃圾变废为宝是是改善环境的一个重要方向。
近几年来，雾霾天气在我国出现的地区数和频率不断增加，而这个趋势与煤炭、矿粉、砂灰等散料的货物贮运量不断增加有密切的关系。由于风力作用，施工现场堆积的灰尘、建筑废料和煤场的扬尘都会被带到空气中流动，促进雾霾的产生。盖土防尘网可以将大部分粉尘覆盖在地面上，但传统的防尘网丝粗、网硬、耐热性差，使用期不超过一年。于是人们试图寻找柔韧适中、耐热性好、应用寿命长的盖土防尘网。使用品质好的盖土防尘网，在工业方面，不仅可以降低由于粉尘飞扬所引起的大气颗粒物污染，还可以降低施工工人呼吸道感染的概率。在农业方面，盖土防尘网对农作物的保护使作物的产量和质量得以提高。因为它不仅可以为农作物削弱强日光照射，还可以抵挡雨水和冰雹的冲刷。因此，新型材料得以应运而生。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用废弃PVC制备高强度阻燃盖土防尘网、方法及应用。本发明的盖土防尘网具有很好防尘效果，绿色环保。本发明的高强度阻燃盖土防尘网以建筑废料PVC为原料，生产过程中加入适当的阻燃性增塑剂和防老化剂，经过挤出、收丝等工艺制得。防老化剂中含有热稳定剂、抗氧剂和光稳定剂，可以削弱紫外线和日光照射强度，阻燃剂的加入可以防止燃烧，从而提高产品的耐热性，延长使用寿命，无需维护成本，有很好的应用前景。
本发明的高强度阻燃盖土防尘网具有较好的抗老化效果、阻燃性能好、柔韧适中和质轻等优点；可根据消费者的需求，对不同的使用场合进行相应的裁剪，可以用于建筑固废处理厂、水泥厂、洗煤厂等公司工厂的储煤场、港口及各种料场，在设置以后，不仅可以改良污染的环境，还可以节约煤和无机固废粉数千吨；同时防尘网本身还具有一定的超亲水性，可以使尘土易被雨水冲刷，起到自洁净作用，无维护费用，也可适用于农业中来提高作物的质量和产量。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明第一方面提供一种利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，该盖土防尘网包括建筑废料PVC、热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂；其中，热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂分别为建筑废料PVC质量的2％～4％、30％～50％、0.05％～2％和0.1％～1％。
优选地，所述的建筑废料PVC相对密度约为1.4～1.6g/cm3，抗张强度60～65MPa，冲击强度6～10kJ/m2，阻燃值45以上，热容值为0.9kJ/(kg·K)。
优选地，所述的热稳定剂为液体钙/锌复合稳定剂。有良好的热稳定性、无毒、无味。
优选地，所述的阻燃性增塑剂为磷酸甲苯二苯酯，无色透明液体，密度为1.2g/cm3，沸点为235～255℃，熔点为-38℃，闪点为232℃。溶于苯乙烯、苯、甲苯等溶剂和单体，不溶解于水。
优选地，所述的光稳定剂为2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑(简称UV-326)，淡黄色结晶粉末，熔点137～141℃。
优选地，所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)，白色结晶粉末，熔点110.0～125.0℃，密度为1.15g/cm3。
本发明第二方面提供所述的利用废弃PVC制备高强度阻燃盖土防尘网的方法，包括以下步骤：
(1)按配比，将建筑废料PVC、热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂按先固后液的顺序加入加热的高速混合机中进行混合搅拌，使固、液完全接触，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的物料冷却后加入密炼机中塑炼，通过两个辊轮之间的剪切压力将粉体加工成块状；
(3)将步骤(2)得到的物料加入开炼机中，进行两次开炼；
(4)将步骤(3)得到的物料过滤后加入单螺杆挤出机中高温熔化挤出成丝；
(5)将步骤(4)挤出的物料经冷却后通过针辊分丝，再通过热延伸板和牵引机运输到收卷机处进行收丝分卷，得到半成品；
(6)将步骤(5)分卷后的半成品放置于圆织机上相应的位置，进行织网；
(7)将步骤(6)编织好的盖土防尘网进行分卷。
优选地，步骤(1)中，高速混合机的温度控制在130～150℃，搅拌速度约500～900r/min，搅拌时间约3.5～4min。
优选地，步骤(2)中，辊压时间160～170s，电流220～240A。
优选地，步骤(3)中，第一次开炼时辊筒温度约180～190℃，线速度35～40m/min；第二次开炼辊筒温度170～180℃，辊筒速度33～38m/min。
优选地，步骤(4)中，挤出机温度为145～170℃，单螺杆长径比20～40:1，螺杆转速30～70r/min。
优选地，步骤(7)中，编织折径300～750mm，梭子数3～5pcs。
优选地，所述的高速混合机、密炼机、开炼机、挤出机、收卷机和圆织机的加工尺寸4.5～8.5m。
本发明第三方面提供所述的利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网的应用，其特征在于，将其用于各类储煤厂和建筑工地中，进行室外铺设，用于露天堆放的(土方、砂石等)易扬尘物料的扬尘污染防治。
应用方法为：防尘网在架设的时候，必须是遵循里低外高的原则，支出部分的高低差一般在50cm左右，安装建筑工地防尘网低点与下方的物体表面距离要大于3m，立网面应与水平面垂直，并与作业边沿最大间缝不超过10cm，这样才不会影响我们在建筑工地、高速公路两侧、铁路、公路煤炭集运站储煤场等场所的使用，使用本发明的利用废旧PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网罩住建筑废弃物、煤矿等，防止粉尘飞扬，固定好防尘网，安装方式简便快捷。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的高强度阻燃盖土防尘网是由建筑废料PVC为原料，在体系中加入热稳定剂、阻燃性增塑剂、抗氧剂和光稳定剂制得，材料来源广泛，性价比高，实现了将建筑废料PVC回收利用，变废为宝，防尘网因为具有夏天遮阳隔热，冬天防寒保温的特点，是一种农、渔、牧业、防风、盖土等专用的保护覆盖材料。
(2)本发明的一种利用废旧PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网的长度和宽度可根据消费者的需求，对不同的使用场合进行相应的裁剪，由于PVC盖土防尘网特有的耐紫外线、抗氧性、柔韧适中等优点，可以用于建筑固废处理厂、水泥厂、洗煤厂等公司工厂的储煤场、港口及各种料场，在设置以后，不仅可以改良污染的环境，还可以节约煤和无机固废粉尘数千吨。
(3)本发明的一种利用废旧PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，由于阻燃剂的加入，使其相比于传统的防尘网具有更好的热稳定性，而抗氧剂、光稳定剂和热稳定剂的加入，提高了它的耐候性，使其具有较好的防老化效果，从而延长了应用寿命；对于需要长期堆积的建筑废弃物，利用防尘网可以防止粉尘飞扬，降低施工人员患呼吸道疾病的概率，很好地保护了人们的健康。
(4)本发明的一种利用废旧PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网质轻，生产后即可卷取运输，节约成本，减少人力物力；其次防尘网本身还具有一定的超亲水性，可以使尘土易被雨水冲刷，起到自洁净作用，无维护费用。
附图说明
图1为实施例1利用废旧PVC制备高强度阻燃盖土防尘网的工艺流程图。
具体实施方式
一种利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，该盖土防尘网包括建筑废料PVC、热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂；其中，热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂分别为建筑废料PVC质量的2％～4％、30％～50％、0.05％～2％和0.1％～1％。例如热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂分别为建筑废料PVC质量的2％、50％、0.05％和1％；或者热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂分别为建筑废料PVC质量的4％、30％、2％和0.1％；或者热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂分别为建筑废料PVC质量的3％、40％、1％和0.5％等等。
如无特别说明，下列实施例中：建筑废料PVC相对密度约为1.4～1.6g/cm3，抗张强度60～65MPa，冲击强度6～10kJ/m2，阻燃值45以上，热容值为0.9kJ/(kg·K)。热稳定剂为液体钙/锌复合稳定剂。有良好的热稳定性、无毒、无味。阻燃性增塑剂为磷酸甲苯二苯酯，无色透明液体，密度为1.2g/cm3，沸点为235～255℃，熔点为-38℃，闪点为232℃。溶于苯乙烯、苯、甲苯等溶剂和单体，不溶解于水。光稳定剂为2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑(简称UV-326)，淡黄色结晶粉末，熔点137～141℃。抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)，白色结晶粉末，熔点110.0～125.0℃，密度为1.15g/cm3。
利用废弃PVC制备高强度阻燃盖土防尘网的方法，包括以下步骤：
(1)按配比，将建筑废料PVC、热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂按先固后液的顺序加入加热的高速混合机中进行混合搅拌，使固、液完全接触，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的物料冷却后加入密炼机中塑炼，通过两个辊轮之间的剪切压力将粉体加工成块状；
(3)将步骤(2)得到的物料加入开炼机中，进行两次开炼；
(4)将步骤(3)得到的物料过滤后加入单螺杆挤出机中高温熔化挤出成丝；
(5)将步骤(4)挤出的物料经冷却后通过针辊分丝，再通过热延伸板和牵引机运输到收卷机处进行收丝分卷，得到半成品；
(6)将步骤(5)分卷后的半成品放置于圆织机上相应的位置，进行织网；
(7)将步骤(6)编织好的盖土防尘网进行分卷。
步骤(1)中，高速混合机的温度控制在130～150℃，搅拌速度约500～900r/min，拌时间约3.5～4min。例如高速混合机的温度可以控制在150℃，搅拌速度约500r/min，拌时间约4min；或者高速混合机的温度控制在130℃，搅拌速度约900r/min，拌时间约3.5min；或者高速混合机的温度控制在140℃，搅拌速度约700r/min，搅拌时间约3.8min等等。步骤(2)中，辊压时间160～170s，电流220～240A。例如辊压时间为170s，电流220A；或者辊压时间160s，电流240A；或者辊压时间165s，电流230A等等。步骤(3)中，第一次开炼时辊筒温度约180～190℃，线速度35～40m/min；第二次开炼辊筒温度170～180℃，辊筒速度33～38m/min。例如第一次开炼时辊筒温度约190℃，线速度35m/min；第二次开炼辊筒温度180℃，辊筒速度33m/min；或者第一次开炼时辊筒温度约185℃，线速度37m/min；第二次开炼辊筒温度175℃，辊筒速度35m/min等等。步骤(4)中，挤出机温度为145～170℃，单螺杆长径比20～40:1，螺杆转速30～70r/min。例如挤出机温度为170℃，单螺杆长径比20:1，螺杆转速70r/min；或者挤出机温度为145℃，单螺杆长径比40:1，螺杆转速30r/min；或者挤出机温度为158℃，单螺杆长径比30:1，螺杆转速50r/min等等。步骤(6)中，编织折径300～750mm，梭子数3～5pcs；例如编织折径300mm，梭子数5pcs；或者编织折径750mm，梭子数3pcs；或者编织折径500mm，梭子数4pcs。
本发明中，高速混合机、密炼机、开炼机、挤出机、收卷机和圆织机的加工尺寸优选为4.5～8.5m。
所述的利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网的应用，其特征在于，将其用于各类储煤厂和建筑工地中，进行室外铺设，用于露天堆放的(土方、砂石等)易扬尘物料的扬尘污染防治。应用方法为：防尘网在架设的时候，必须是遵循里低外高的原则，支出部分的高低差一般在50cm左右，安装建筑工地防尘网低点与下方的物体表面距离要大于3m，立网面应与水平面垂直，并与作业边沿最大间缝不超过10cm，这样才不会影响我们在建筑工地、高速公路两侧、铁路、公路煤炭集运站储煤场等场所的使用，使用本发明的利用废旧PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网罩住建筑废弃物、煤矿等，防止粉尘飞扬，固定好防尘网，安装方式简便快捷。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，其特征在于，该盖土防尘网包括建筑废料PVC、热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂；其中，热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂分别为建筑废料PVC质量的3％、40％、1％和0.5％。
(1)按配比，将建筑废料PVC原料、热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和阻燃性增塑剂按先固后液的顺序加入高速混合机中进行混合搅拌，温度控制在140℃，搅拌时间约3.5min，搅拌速度约700r/min使固、液完全接触，混合均匀。
(2)将步骤(1)中物料冷却后加入密炼机中塑炼，通过两个辊轮之间的剪切压力将粉体加工成块状，辊压时间165s，电流230A。
(3)将步骤(2)中物料加入开炼机中，第一次开炼时辊筒温度约185℃，线速度35m/min；第二次开炼辊筒温度175℃，辊筒速度34m/min。
(4)将步骤(3)中得到的物料过滤后加入单螺杆挤出机中155℃高温熔化挤出成丝，单螺杆长径比30:1，螺杆转速50r/min。
(5)将步骤(4)中挤出的物料经冷却后通过针辊分丝，再通过热延伸板和牵引机运输到收卷机处进行收丝分卷。
(6)将步骤(5)中分卷后的半成品放置于圆织机上相应的位置，进行织网。编织折径400mm，梭子数4pcs。
(7)将步骤(6)中编织好的盖土防尘网分卷，最后供圆织机编织。
实施例1制得的高强度阻燃盖土防尘网的物理机械性能指标如表1所示，燃烧性能测试如表2所示。
表1
Figure BDA0002755944010000071
表2
Figure BDA0002755944010000072
实施例2
与实施例1相比，将步骤(1)中PVC原料、抗老化剂、阻燃性增塑剂等混合温度由140℃改为135℃，其他条件保持不变。
实施例3
与实施例1相比，将步骤(1)中PVC原料、抗老化剂、阻燃性增塑剂等搅拌时间由3.5min改为4min，其他条件保持不变。
实施例4
与实施例1相比，将步骤(2)中物料在密炼机中辊压时间由165s改为160s，电流由230A改为235A，其他条件保持不变。
实施例5
与实施例1相比，将步骤(2)中物料在密炼机中辊压时间由165s改为170s，电流由230A改为225A，其他条件保持不变。
实施例6
与实施例1相比，将步骤(3)中第一次开炼辊筒温度由185℃改为180℃，线速度由35m/min改为38m/min，其他条件保持不变。
实施例7
与实施例1相比，将步骤(3)中第一次开炼辊筒温度由185℃改为190℃，线速度由35m/min改为40m/min，其他条件保持不变。
实施例8
与实施例1相比，将步骤(3)中第二次开炼辊筒温度由175℃改为170℃，线速度由34m/min改为36m/min，其他条件保持不变。
实施例9
与实施例1相比，将步骤(3)中第二次开炼辊筒温度由175℃改为180℃，线速度由34m/min改为38m/min，其他条件保持不变。
实施例10
与实施例1相比，将步骤(4)中螺杆转速由50r/min改为40r/min，其他条件保持不变。
实施例11
与实施例1相比，将步骤(4)中螺杆转速由50r/min改为60r/min，其他条件保持不变。
实施例12
与实施例1相比，将步骤(4)中螺杆转速由50r/min改为70r/min，其他条件保持不变。
实施例13
与实施例1相比，将将步骤(6)中编织折径由400mm改为500mm，其他条件保持不变。
实施例14
与实施例1相比，将将步骤(6)中编织折径由400mm改为600mm，其他条件保持不变。
实施例15
与实施例1相比，将将步骤(6)中编织折径由400mm改为750mm，其他条件保持不变。
实施例16
与实施例1相比，将将步骤(6)中梭子数由4pcs改为5pcs，其他条件保持不变。
实施例2-16中获得的利用废旧PVC制备高强度阻燃盖土防尘网与实施例1的产品具有类似的性能。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，其特征在于，该盖土防尘网包括建筑废料PVC、热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂；其中，热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂分别为建筑废料PVC质量的2％～4％、30％～50％、0.05％～2％和0.1％～1％。
2.根据权利要求1所述的利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，其特征在于，所述的建筑废料PVC相对密度为1.4～1.6g/cm3，抗张强度60～65MPa，冲击强度6～10kJ/m2，阻燃值45以上，热容值为0.9kJ/(kg·K)。
3.根据权利要求1所述的利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，其特征在于，所述的热稳定剂为液体钙/锌复合稳定剂。
4.根据权利要求1所述的利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，其特征在于，所述的阻燃性增塑剂为磷酸甲苯二苯酯，无色透明液体，密度为1.2g/cm3，沸点为235～255℃，熔点为-38℃，闪点为232℃。
5.根据权利要求1所述的利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，其特征在于，所述的光稳定剂为2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑，淡黄色结晶粉末，熔点137～141℃。
6.根据权利要求1所述的利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，白色结晶粉末，熔点110.0～125.0℃，密度为1.15g/cm3。
7.如权利要求1所述的利用废弃PVC制备高强度阻燃盖土防尘网的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配比，将建筑废料PVC、热稳定剂、阻燃性增塑剂、光稳定剂和抗氧剂按先固后液的顺序加入加热的高速混合机中进行混合搅拌，使固、液完全接触，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的物料冷却后加入密炼机中塑炼，通过两个辊轮之间的剪切压力将粉体加工成块状；
(3)将步骤(2)得到的物料加入开炼机中，进行两次开炼；
(4)将步骤(3)得到的物料过滤后加入单螺杆挤出机中高温熔化挤出成丝；
(5)将步骤(4)挤出的物料经冷却后通过针辊分丝，再通过热延伸板和牵引机运输到收卷机处进行收丝分卷，得到半成品；
(6)将步骤(5)分卷后的半成品放置于圆织机上相应的位置，进行织网；
(7)将步骤(6)编织好的盖土防尘网进行分卷。
8.根据权利要求7所述的利用废弃PVC制备高强度阻燃盖土防尘网的方法，其特征在于，包括以下条件中的任一项或多项：
(i)步骤(1)中，高速混合机的温度控制在130～150℃，搅拌速度500～900r/min，搅拌时间3.5～4min；
(ii)步骤(2)中，辊压时间160～170s，电流220～240A；
(iii)步骤(3)中，第一次开炼时辊筒温度180～190℃，线速度35～40m/min；第二次开炼辊筒温度170～180℃，辊筒速度33～38m/min；
(iv)步骤(4)中，挤出机温度为145～170℃，单螺杆长径比20～40:1，螺杆转速30～70r/min；
(v)步骤(7)中，编织折径300～750mm，梭子数3～5pcs。
9.根据权利要求7所述的利用废弃PVC制备高强度阻燃盖土防尘网的方法，其特征在于，所述的高速混合机、密炼机、开炼机、挤出机、收卷机和圆织机的加工尺寸4.5～8.5m。
10.如权利要求1～6任一所述的利用废弃PVC制备的高强度阻燃盖土防尘网的应用，其特征在于，将其用于各类储煤厂和建筑工地中，进行室外铺设，用于露天堆放的易扬尘物料的扬尘污染防治。
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