CN114106441B - 一种利用废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯制备再生制品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯制备再生制品的方法，该方法通过磨盘型固相力化学反应器，先将废弃交联聚乙烯单独碾磨粉碎为超细粉体，再对废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯超细粉体进行共碾磨处理，最后将处理过的混合超细粉体作为基体，单独碾磨粉碎所得废弃交联聚乙烯超细粉体作为增塑剂，经过混合密炼、造粒、硫化压板加工，从而使得废弃磷石膏/废弃交联聚乙烯再生制品具有优良的加工流动性和力学性能。该制备方法具有显著更低的成本优势，具有较佳的市场前景。

Description

一种利用废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯制备再生制品的方法

技术领域

本发明属于废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏回收利用技术领域，具体涉及一种利用废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯制备再生制品的方法，特别是针对利用中国授权发明专利ZL95111258.9所公开的力化学反应器对上述废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯进行处理。

背景技术

聚乙烯(PE)是五大通用塑料之一，其产量和消费量位居各种合成树脂之首，在工业、农业和日常生活中得到广泛的应用。但是聚乙烯的耐高温性能较差。力学性能及耐化学性能有时也不能满足实际使用的要求。因此对聚乙烯进行改性一直是聚乙烯产品开发应用的关键，聚乙烯交联技术就是提高其材料性能的一种重要技术。经过交联改性的聚乙烯可使其性能得到大幅度的改善，不仅显著提高了聚乙烯的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性和电性能等综合性能。而且非常明显地提高了耐温等级，可使聚乙烯的耐热温度从70℃提高到100℃以上。从而大大拓宽了聚乙烯的应用范围。

目前，交联聚乙烯(XLPE)已经被广泛应用于管材、薄膜、电缆料以及泡沫制品等方面。

因其应用广泛，造成每年产生十分巨量的废弃交联聚乙烯。但现有研究成果表明，交联聚乙烯因其所具有的三维网状结构，无法直接再次热塑加工进行回收利用。

当前，针对废弃交联聚乙烯的主流处理方式包括填埋、焚烧和裂解等。这些处理方式对环境通常极为不友好，容易造成土壤污染、废气泄露，严重危害环境及周边居民的身体健康，并通过进一步分析发现其对生态环境造成了不可逆的伤害。

回收利用(Reuse，Recycle)是目前废弃交联聚乙烯最为提倡且富有前景的处理方式。现有报道中对于常规废弃高分子材料，可以采用包括溶剂分离回收、熔体加工回收和固相加工回收这三种方式进行回收利用，但由于废弃交联聚乙烯材料的三维网状结构特性使其具有难溶难熔的特征，致使其难以采用溶剂分离回收或熔体加工回收方式，因而只能通过固相加工方式进行回收。

为了提供一种更为清洁、高效、易于实施的废弃交联聚乙烯固相加工回收利用新技术，本发明申请人在先申请专利“一种废弃交联聚乙烯回收材料及其回收方法”(CN104385485A)中，公开了一种废弃交联聚乙烯回收材料及其回收方法，该方法是先将废弃交联聚乙烯粉碎成0.5-2cm的粒料，然后置于固相力化学反应器中进行碾磨，碾磨过程中控制冷却循环水温为5～30℃，碾磨压力为10～50MPa，碾磨转速10～1000rpm，碾磨次数为5-30次，其材料被碾磨成粉体，其粒度为100-500目，且通过索氏提取装置测试的凝胶含量<60％。

该本发明提供的方法能够选择性地切断废弃交联聚乙烯中的C—O键和Si—O键，将其三维交联结构的交联键断开，改变其原有的不溶不熔的特性，提高材料的热塑性和熔融流动性，重新赋予了废弃交联聚乙烯回收材料热塑加工性，使其获得的回收材料能够通过挤出、压延等常规的热塑加工方法制备性能优异的高值化回收材料及制品。

但是，本发明的发明人在对上述专利技术实际实施过程中发现，虽然利用固相力化学反应器对废弃交联聚乙烯进行了碾磨，实现了一定程度上废弃交联聚乙烯的解交联，但是经过碾磨所得粉体呈现出颗粒外表解交联，内部仍为交联状态，导致在粉体热塑加工时呈现颗粒流的状态。因此虽然其具有一定的热塑加工性，但是其流动性通常只有在高剪切力场的作用下才能勉强进行加工，而对于低剪切力场的单螺杆直接挤出成型以及无剪切力场的硫化压板技术，都表现出了较差的力学性能，因此在其应用例中也并未谈及直接挤出成型为片材的应用方式及产品性能。

并且上述专利技术在实施过程中还发现，即便按照其应用例公开先通过高剪切力场的双螺杆挤出机挤出造粒再热压成型，但是其加工的产品只能是不连续的小块片材，无法在实际生产中大量连续加工，极大的限制了其应用范围。

为了进一步解决上述问题，本发明的发明人在先授权专利“一种利用废弃交联聚乙烯和沥青制备再生制品的方法”(202110048332.7)中提供了通过利用固相力化学反应器对废弃交联聚乙烯进行碾磨处理，再利用沥青作为增塑剂进行增塑，从而使得经碾磨后所得部分解交联的废弃交联聚乙烯/沥青材料具备优良的加工流动性，适用于各类热塑性加工工艺制备具备高性能的再生制品。

但是，虽然上述专利解决了废弃交联聚乙烯类材料在加工流动性方面的问题，然而废弃交联聚乙烯在通过磨盘型固相力化学反应器利用力化学作用进行解交联的程度事实上具有一定的上限。因此虽然废弃交联聚乙烯通过力化学作用解交联后重新活化，但利用其制备的再生制品在各方面性能上难以达到市面上普通交联聚乙烯制品的水准，因而现已试生产的再生制品，受性能方面的制约，预估难以获得理想的市场销售空间。

因此，为了扩大废弃交联聚乙烯再生制品的工业价值及市场地位，亟需开发一种废弃交联聚乙烯类材料经回收利用后具有更高性能、高价值的新工艺、新技术。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的问题，提供一种利用废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯制备再生制品的方法，该方法通过利用固相力化学反应器对废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯共碾磨处理，再利用处理过的混合超细粉体作为基体，单独碾磨粉碎所得废弃交联聚乙烯超细粉体作为增塑剂，从而使得废弃磷石膏/废弃交联聚乙烯材料具有优良的加工流动性和力学性能。该制备方法具有显著更低的成本优势，具有较佳的市场前景。

为实现上述目的，本发明是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

一种利用废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯制备再生制品的方法，包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为5～8MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25～55℃，循环碾磨10～12次，磨盘转速50～120转/分；

(3)将废弃磷石膏粉体与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为2～3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为0～25℃，循环碾磨20～25次，磨盘转速100～120转/分，废弃磷石膏粉体与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为(0.2～0.5)：(0.8～0.5)；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼，得复合材料；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在180～200℃，转速控制在90～100rpm，时间控制在10～30min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加废弃磷石膏为20～40wt％比例进行计算；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

通常而言，步骤(1)中所述废弃交联聚乙烯材料或制品，包括电缆在合成和生产过程中废弃料、废旧电缆、液体输送管道、制冷系统管道、地暖系统用管等产生的废料等废弃量较大的工业废弃物，本领域技术人员可查询废弃交联聚乙烯材料或制品的规格确定是否符合将其作为本发明的原料选择。

其中，步骤(1)中所述包括洗净的预处理，其主要是将废弃交联聚乙烯材料或制品表面杂质进行清除，如有必要，还需将非交联聚乙烯的部分除去，本领域技术人员可根据其需要回收利用的废弃交联聚乙烯材料或制品的实际状况，根据现有技术进行具体的处理。

通常地，步骤(1)中所述处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体，可通过颚式破碎机，行星球磨机，冷冻球磨机等现有的常规粉碎设备进行处理。步骤(5)中所述粉碎处理也可采用同一工艺方式。

为了步骤(2)中得到效果更佳的废弃交联聚乙烯超细粉体，优选地，步骤(1)中所述处理粉碎至均粒径不高于500um的废弃交联聚乙烯粉体。

其中，步骤(2)、(3)中所述磨盘型固相力化学反应器为本发明申请人在先授权专利ZL 95111258.9所公开的力化学反应器。

通常地，上述循环碾磨的工艺实际操作为将混合物料经磨盘型力化学反应器碾磨后，收集出料端产物后再次置于磨盘型力化学反应器中进行碾磨处理，上述过程视为循环碾磨1次。

其中，步骤(2)、(3)中所述磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度，所述冷却液体为水、乙二醇或甘油。

其中，步骤(6)中所述将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，可参考常规聚乙烯类材料的硫化压板加工工艺方式及参数。为了更好地说明本发明，并提供一种可供参考的技术方案，所述硫化压板加工的工艺参数为：温度180～200℃、压力8～15MPa、排气5～10次，热压5～10分钟，压力10～15MPa下冷压至室温。

本发明的主要发明点在于，本发明的发明人在基于在先授权专利“一种利用废弃交联聚乙烯和沥青制备再生制品的方法”(202110048332.7)的基础上，因该在先授权专利采用固液混合密炼，而目前化工生产系统中市面上主流密炼机主要针对固固密炼，不太适合固液共混。因此，本发明的发明人在实际试生产过程中发现，因固液共混的特性，首先在密炼机部分尤其是进料方式需要特制的方式，无法通过传统的管道运输；同时与实验室条件不同，还需要保持天然液体沥青的温度维持在90～100℃才能流动，且很容易堵塞管道或挂在腔体壁上；其次，在大规模生产过程中，大型密炼机在密炼过程中强大的剪切产生高温，使得沥青中小分子迅速挥发，减弱了改性作用。因此为解决该缺陷并进一步优化工艺，在寻找同样能起到废弃交联聚乙烯类材料增强其加工流动性的增塑剂过程中，通过实验偶然发现废弃磷石膏粉体在经磨盘型固相力化学反应器共碾磨处理后所得废弃磷石膏/废弃交联聚乙烯混合超细粉体，对废弃交联聚乙烯超细粉体同样具备优秀的加工流动性能。并且因废弃磷石膏的主要成分为二水硫酸钙，常见用于水泥原料或作为填料使用，相较天然液体沥青具有更佳的再生制品机械性能提高期望。

进一步地，在经过梯度实验与对照实验后，发现在通过改变废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯的添加比例，并采用了废弃磷石膏与废弃交联聚乙烯的共碾磨后所得的混合超细粉体作为基体，并以单独碾磨、经过解交联的废弃交联聚乙烯超细粉体作为增塑剂，大幅提高了制备所得再生制品的机械性能。这里需要注意的是，虽然在步骤(3)共碾磨过程中，可直接将废弃磷石膏的添加量控制在20～40wt％，但若在密炼过程中不添加单独的废弃交联聚乙烯超细粉体作为增塑剂，直接将共碾磨所得混合超细粉体进行密炼，所得复合材料的机械强度明显差于添加增塑剂，且废弃磷石膏具有相同添加比例的方案，这是由于单独的废弃交联聚乙烯超细粉体经过了解交联后，在混合密炼中具备进一步增塑增强的交联活性。

为验证其强度提高原理，本发明的发明人采用了二水硫酸钙与废弃交联聚乙烯共碾磨作为对比例，发现本发明技术方案采用废弃磷石膏制备所得再生制品的机械性能明显优于二水硫酸钙的对照方案。但因废弃磷石膏的组成过于复杂，除二水硫酸钙以外，还有未完全分解的磷矿、残余的磷酸、氟化物、酸不溶物、有机质等，因此废弃磷石膏对于废弃交联聚乙烯再生制品的性能提升机制暂不明晰。

此外，通过市场调研可知，废弃磷石膏目前在市场上处于生产企业出钱处理阶段，每吨废弃磷石膏的处理价为30～50元，不仅免去了材料成本，还因此具有创收空间。因此相较天然液体沥青，选择废弃磷石膏不仅解决了废弃交联聚乙烯超细粉体/天然液体沥青在混炼工艺的缺陷，并同样具有提高废弃交联聚乙烯粉体流动性的优点，还能进一步增强废弃交联聚乙烯再生制品的机械性能，其抗拉强度性能达到或超过市面上交联聚乙烯制品的普遍标准，具有极佳的工业价值及市场前景，赋予这两种毫无价值的材料一种可加工成高值产品的能力，既大规模解决了废料的环境问题也可以提升产品价值获得意想不到的利润，并大幅降低了工业成本。

值得说明的是，步骤(4)中废弃磷石膏与总废弃交联聚乙烯的质量比对于步骤(6)中热塑加工的容易程度及加工所得再生制品性能具有重要影响。在共碾磨过程中废弃交联聚乙烯粉体逐渐解交联，废弃磷石膏粉体中各种组分因各自特性分离后又再次混杂复合为一体形成颗粒状结构，并随碾磨程度的进一步加深，废弃磷石膏粉体所形成的复合颗粒通过表面的活性位点与解交联后的废弃交联聚乙烯粉体之间产生了力化学接枝作用，使得废弃磷石膏复合颗粒与废弃交联聚乙烯超细粉体间有良好的相互作用，二者相容性优良，具有良好的增强效果并可作为增塑剂使用。经对照实验发现，虽然随着废弃磷石膏添加量的增加，密炼时转矩随之下降，混合超细粉体中的磷石膏组分主要起到了润滑作用，减弱了粉体间的相互作用，提高了加工性能，但因废弃磷石膏中主要成分为二水硫酸钙，过高的添加会导致再生制品的韧性显著下降，难以达到普通交联聚乙烯产品所需的标准。但是废弃磷石膏添加量过少会导致加工流动性能不佳，且增强效果不明显。因此本发明限定了废弃磷石膏占总比为20～40wt％比例时，将其作为增塑剂最终热塑加工所制得再生制品综合性能更佳。当废弃磷石膏占总比不高于10wt％时，强度提升不明显，且作为增塑剂时加工流动性非常差，无法通过硫化压板技术制备再生制品；当废弃磷石膏占总比不低于50wt％时，将其作为增塑剂再生制品韧性下降极其明显，无法达到使用要求。

通过上述的对照实验，表明由废弃磷石膏粉体与废弃交联聚乙烯共碾磨所得混合超细粉体有作为聚烯烃基体材料的增塑剂应用潜力，但是否其他聚烯烃基体经该混合超细粉体增塑后都具有增强的技术效果，目前暂未验证，因此本发明仅对经过实际验证的技术方案进行了限定。

采用本发明所提供的技术方案，在通过硫化压板加工后，所制得的板材形式的再生制品，经测试，其拉伸强度可达23.7MPa，断裂伸长率可达247％。

进一步地，通过梯度实验比对，为了进一步提高再生制品尤其板材的拉伸强度并保持优良的韧性，步骤(3)所述废弃磷石膏粉体与废弃交联聚乙烯粉体的质量比为(0.45～0.5)：(0.55～0.5)，步骤(4)所述混合密炼中所添加废弃磷石膏为40wt％比例进行计算。

进一步地，通过梯度实验比对，为了使得再生制品尤其板材的韧性更佳，并具有较为优秀的拉伸强度，步骤(4)所述混合密炼中所添加废弃磷石膏为20wt％比例进行计算。

注意的是，因废弃磷石膏的组分比较复杂，且含有有害物质组分，因此本发明再生制备产品推荐应用于建材领域，本领域技术人员可根据现有技术中磷石膏在建材领域应用的报道进行相同的无害化处理。例如张振环等人所发表的论文(张振环,马航,万邦隆,杨晓龙.磷石膏基建筑石膏粉的制备工艺及其缓凝性能研究[J].磷肥与复肥,2021,36(09):22-24.)中的处理方式。

本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明技术方案通过利用固相力化学反应器对废弃交联聚乙烯进行碾磨处理，再与废弃磷石膏通过固相力化学反应器共碾磨接枝，制得的混合粉体再用于增强废弃交联聚乙烯超细粉体，使得所得的废弃磷石膏/废弃交联聚乙烯材料具有优良加工流动性与力学性能。

(2)本发明技术方案以废弃交联聚乙烯作为主要原料，区别于现有回收利用技术中多将废弃交联聚乙烯粉碎后作为填料少量添加制备再生制品的方式，能够更为效率的对废弃交联聚乙烯进行回收利用；

(3)本发明技术方案限定选择无成本的磷石膏作为增强剂，并具有良好的技术效果，进一步降低了回收利用废弃交联聚乙烯的整体成本，并为将来回收利用废弃交联聚乙烯提供了启迪；

(4)本发明技术方案不仅操作简便，回收成本低廉，易于规模化生产，且回收过程中无任何废弃物产生，无二次污染，同时也为废弃磷石膏提供了一条新的回收途径。

附图说明

图1为本发明制备所得废弃磷石膏/废弃交联聚乙烯混合超细粉体的SEM图。可明显看出废弃磷石膏颗粒外表包覆着大量的废弃交联聚乙烯丝状物质，这有利于提升混合粉体与废弃交联聚乙烯二者间的相容性，并形成了力化学接枝，为再生制品提供更好的力学性能。

图2为实施例1～3、对比例1以及纯废弃交联聚乙烯超细粉体在步骤(3)混合密炼时的转矩流变曲线对比图。其中，XLPE为纯废弃交联聚乙烯粉体单独进行密炼，10％PG为对比例1方案，20％PG为实施例1方案，30％PG为实施例2方案，40％PG为实施例3方案。可明显看出，废弃磷石膏的加入使得废弃交联聚乙烯流动性能变好，密炼时转矩从30Nm降到了19Nm。在密炼加工转速一定的条件下，转矩反应了热塑加工的容易程度，转矩越低说明密炼混合所需要的剪切力越低，粉体越容易加工，颗粒流之间的作用力越小，充分体现了废弃磷石膏明显改善了材料的热塑流动性。

图3为本发明实施例1～3、对比例1～2制备所得再生制品随着废弃磷石膏总添加量变化进行梯度实验测试所得力学性能结果。其中，PG添加量为0％时为纯废弃交联聚乙烯超细粉体制备所得再生制品。

图4为对比例2～4在相同添加比例下，共碾磨处理的硫酸钙，普通粉碎的磷石膏，以及本方法共碾磨制备的混合超细粉体，最终制备所得再生制品的力学性能对比图。可以明显发现同样方法处理的硫酸钙无法达到磷石膏的增强效果，而未经共碾磨处理的磷石膏效果则不如二者。这说明了，磷石膏中虽然成分复杂，但是里面的有机物成分，有助于两种材料的相容性并提供力化学接枝位点，能更好的增强交联聚乙烯基体。且共碾磨处理更是使得二者之间可以很好的相容，进而达到良好的增强效果。

图5为本发明实施例3制备所得再生制品样品的照片。

图6为本发明实施例3制备所得再生制品样品在进行测试时照片。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。值得指出的是，给出的实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍应属于本发明保护范围。

下述实施例中，对实验样品按照测试标准为ASTM D638进行常规的拉伸实验测试，得到其拉伸强度、断裂伸长率。测试拉伸强度时拉伸速度50mm/min。

下述实施例中，废弃磷石膏来源自广西鑫益新磷化工有限公司所提供样品。

废弃交联聚乙烯来源于自特变电工(德阳)电缆股份有限公司所提供样品，交联聚乙烯占比为98％。

实施例1

本实施例利用废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为6MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨10次，磨盘转速100转/分；

(3)将废弃磷石膏粉体与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨25次，磨盘转速100转/分，废弃磷石膏与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为0.5：0.5；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在200℃，转速控制在100rpm，时间控制在10min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加废弃磷石膏为20wt％比例进行计算；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

将上述最终制备所得再生制品作为样品进行力学性能测试，其拉伸强度为18.6MPa，断裂伸长率为247％。

实施例2

本实施例利用废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为6MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨10次，磨盘转速100转/分；

(3)将废弃磷石膏粉体与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨25次，磨盘转速100转/分，废弃磷石膏与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为0.5：0.5；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在200℃，转速控制在100rpm，时间控制在10min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加废弃磷石膏为30wt％比例进行计算；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

将上述最终制备所得再生制品作为样品进行力学性能测试，其拉伸强度为20.5MPa，断裂伸长率为180％。

实施例3

本实施例利用废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为6MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨10次，磨盘转速100转/分；

(3)将废弃磷石膏粉体与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨25次，磨盘转速100转/分，废弃磷石膏与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为0.5：0.5；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在200℃，转速控制在100rpm，时间控制在10min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加废弃磷石膏为40wt％比例进行计算；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

将上述最终制备所得再生制品作为样品进行力学性能测试，其拉伸强度为23.7MPa，断裂伸长率为174％。

对比例1

本对比例利用废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为6MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨10次，磨盘转速100转/分；

(3)将废弃磷石膏粉体与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨25次，磨盘转速100转/分，废弃磷石膏与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为0.5：0.5；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在200℃，转速控制在100rpm，时间控制在10min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加废弃磷石膏为10wt％比例进行计算；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

将上述最终制备所得再生制品作为样品进行力学性能测试，其拉伸强度为16.2MPa，断裂伸长率为283％。

对比例2

本对比例利用废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为6MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨10次，磨盘转速100转/分；

(3)将废弃磷石膏粉体与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨25次，磨盘转速100转/分，废弃磷石膏与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为0.6：0.4；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在200℃，转速控制在100rpm，时间控制在10min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加废弃磷石膏为50wt％比例进行计算；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

将上述最终制备所得再生制品作为样品进行力学性能测试，其拉伸强度为24.9MPa，断裂伸长率为100％。

对比例3

本对比例利用废弃交联聚乙烯和硫酸钙制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为6MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨10次，磨盘转速100转/分；

(3)将硫酸钙与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨25次，磨盘转速100转/分，硫酸钙与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为0.6：0.4；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在200℃，转速控制在100rpm，时间控制在10min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加硫酸钙为50wt％比例进行计算；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

将上述最终制备所得再生制品作为样品进行力学性能测试，其拉伸强度为16.3MPa，断裂伸长率为45％。

对比例4

本对比例利用废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为6MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25℃，循环碾磨10次，磨盘转速100转/分；

(3)将废弃磷石膏利用常规强力粉碎机粉碎成粉体，收集得废弃磷石膏粉体；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)得到的废弃磷石膏粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在200℃，转速控制在100rpm，时间控制在10min，废弃磷石膏粉体与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为0.5：0.5；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

将上述最终制备所得再生制品作为样品进行力学性能测试，其拉伸强度为15.7MPa，断裂伸长率为37％。

实施例4

本实施例利用废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为5MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为30℃，循环碾磨12次，磨盘转速120转/分；

(3)将废弃磷石膏粉体与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为2MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为15℃，循环碾磨20次，磨盘转速120转/分，废弃磷石膏与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为0.2：0.8；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在180℃，转速控制在100rpm，时间控制在20min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加废弃磷石膏为25wt％比例进行计算；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

实施例5

本实施例利用废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为8MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为40℃，循环碾磨10次，磨盘转速60转/分；

(3)将废弃磷石膏粉体与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为5℃，循环碾磨20次，磨盘转速120转/分，废弃磷石膏与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为0.35：0.65；

(4)将步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤(3)共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在180℃，转速控制在90rpm，时间控制在25min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加废弃磷石膏为40wt％比例进行计算；

(5)将步骤(4)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；

(6)将步骤(5)所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

Claims (8)

1.一种利用废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）选取交联聚乙烯占比不低于98%的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；

（2）将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为5~8MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为 25~55℃，循环碾磨10~12次，磨盘转速50~120转/分；

（3）将废弃磷石膏粉体与步骤（2）所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨，待碾磨完成后，收集混合超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为2~3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为0~25℃，循环碾磨20~25次，磨盘转速100~120转/分，废弃磷石膏粉体与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为（0.2~0.5）：（0.8~0.5）；

（4）将步骤（2）所得废弃交联聚乙烯超细粉体与步骤（3）共碾磨后的混合超细粉体加入到密炼机中混合密炼，得复合材料；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在180~200℃，转速控制在90~100rpm，时间控制在10~30min；其中，混合超细粉体和废弃交联聚乙烯超细粉体的添加量，以混合密炼中所添加废弃磷石膏为20~40wt%比例进行计算；

（5）将步骤（4）密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5~1cm的复合粒料；

（6）将步骤（5）所得复合粒料进行硫化压板加工，即得再生制品。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤（1）中所述废弃交联聚乙烯材料或制品，包括电缆在合成和生产过程中废弃料、废旧电缆、液体输送管道、制冷系统管道、地暖系统用管其中任意一种或几种所产生的废料。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤（1）中所述处理粉碎至均粒径不高于500μm的废弃交联聚乙烯粉体。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤（6）中所述将步骤（5）所得复合粒料进行硫化压板加工，其中硫化压板加工的工艺参数为：温度180~200℃、压力8~15MPa、排气5~10次，热压5~10分钟，压力10~15MPa下冷压至室温。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤（3）所述废弃磷石膏粉体与废弃交联聚乙烯粉体的质量比为（0.45~0.5）：（0.55~0.5），步骤（4）所述混合密炼中所添加废弃磷石膏为40wt%比例进行计算。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤（4）所述混合密炼中所添加废弃磷石膏为20wt%比例进行计算。

7.权利要求1~6任一项所述利用废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯制备再生制品的方法制备所得的再生制品。

8.权利要求7所述再生制品在建材领域中的应用。

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