CN1180011C - 环保塑料用添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种环保塑料用添加剂，其包括1-40重量%的煤灰，20-80重量%的载体，1-60重量%的第一种氢氧化物及1-50重量%的第二种氢氧化物。此环保塑料用添加剂可添加于各类聚烯烃塑料及通用塑料中，经使用后于焚化炉中燃烧，其有降低焚化炉中产生的氯化氢气体量的环保效果。一种环保塑料用添加剂的制备方法。

Description

环保塑料用添加剂及其制备方法

本发明涉及一种环保塑料用添加剂及其制备方法。

在焚化炉中含氯物质的有机氯和无机氯解离释放出氯离子的能力，废弃垃圾中含水量所提供的氢量，以及废弃物中所含有碱性金属的浓度等等，均是影响垃圾焚化过程中形成氯化氢及重金属氯化物的主要因素。在焚化炉内不同含有氯成分的物质经燃烧后分解释放出的氯离子，极易和潮湿废弃物所提供大量的氢源结合反应生成氯化氢。

“戴奥辛”是一种有机氯化合物，其是由七十五种氯化合物所组成；从单氯戴奥辛到多氯戴奥辛，其中危害最大的、毒性最强的是2、3、7、8-四氯戴奥辛，这主要是由于氯原子排列的位置不同所致。

戴奥辛的结构式：

图1为环保塑料用添加剂的制造流程图。

图2为高密度聚乙烯塑料袋袋别图，图2a为购物袋，图2b为平口袋，图2c为点断袋，图2d为垃圾袋。

图3为高密度聚乙烯购物袋的制造流程图，流程中将原料与塑料用添加剂经计量、混料、吹膜、印刷等步骤而制成产物。

图4为各类塑料材料制品图，图4a为薄板制品(挤出成型)，图4b为薄膜制品(吹塑成型)，图4c为板材制品(挤出成型)，图4d为管状制品(挤出成型)，图4e为包装带制品(挤出成型)，图4f为桶瓶制品(注射成型)。

本发明主要着眼于火力发电厂高温燃烧后的细粉状煤灰的利用及利用氢氧化物的化学作用，使所添加的塑料制品另外赋有环保的作用，此塑料用添加剂可添加于聚烯烃等通用塑料中使其具有消除氯化氢并抑制结合成戴奥辛的环保效果。添加剂所具消除氯化氢的环保效果，在于每克添加剂可以吸收0.2克以上的氯化氢气体，例如每克添加剂可吸收0.2克至1克、优选吸收0.3至0.9克、更优选吸收0.45至0.8克氯化氢气体。

本发明涉及一种环保塑料用添加剂，其包含1-40重量％的煤灰，20-80重量％的载体，1-60重量％的第一种氢氧化物及1-50重量％的第二种氢氧化物。

本发明也涉及一种环保塑料用添加剂的制备方法，其是对含1-40重量％的煤灰，20-80重量％的载体，1-60重量％的第一种氢氧化物及1-50重量％的第二种氢氧化物的组合物进行包括搅拌、捏合、熔融、挤出、脱气及制粒步骤而制得该添加剂。

煤灰优选为经火力发电厂高温燃烧者。最优选为经火力发电厂高温燃烧所得的底灰。煤灰中所含镁、钾及钙等碱性金属于焚化炉中与氯化氢反应形成氯化物，氯化物被焚化称为沉淀残留物，该残留物很容易被处理，且不会扩散至大气而污染环境。煤灰的粒径为0.1至240微米，优选为0.1至120微米，最优选0.1至4微米。煤灰的用量优选为5至20重量％，更优选为5至10重量％。

载体是可以均匀地与煤灰和氢氧化物混合并包覆住煤灰与氢氧化物者。载体优选为分子量较低的聚烯烃。载体优选的分子量的范围为15,000至200,000，更优选的分子量范围为15,000至150,000，最优选的分子量范围为15,000至50,000。聚烯烃的实例为聚乙烯，聚丙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯及乙烯-醋酸乙烯酯，优选为聚乙烯。载体的用量优选为20至50重量％，更优选为35至50重量％。

第一种氢氧化物的实例为氢氧化钙。第一种氢氧化物的用量优选为10至60重量％，更优选为10至50重量％。

第二种氢氧化物为与第一种氢氧化物不同者，其实例为选自由氢氧化铝、氢氧化铁及氢氧化镁所组成的组的至少一种。最优选的第二种氢氧化物为氢氧化铝。第二种氢氧化物的用量优选为1至40重量％，更优选为1至30重量％。如果使用一种以上的第二种氢氧化物，熟悉此项技术人士可以选择合适用量的每一种氢氧化物，使所使用的第二种氢氧化物总量为1至50％重量。

本发明的环保塑料用添加剂尚可包括0.03至5重量％，优选0.03至2重量％的内润滑剂。内润滑剂的实例为蜡(如聚乙烯蜡)、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酰胺、乙烯-双硬脂酰胺。

上述关于搅拌、捏合、熔融、挤出、脱气、制粒的操作条件系为熟悉此项技术人士所熟知的，可选择合适的条件来实施本发明。

将此塑料用添加剂以不破坏原来所使用的塑料材料的物性为原则，以1-50％的添加量混合入聚烯烃塑料材料如通用塑料类材料内，上述混合步骤之后，对经合的添加剂及聚烯烃塑料材料进行混料及吹膜等熟知步骤而制成聚烯烃塑料制品。该聚烯烃塑料制成品即具有和焚化炉内有机氯和无机氯所释放解离出的氯离子产生化学结合的作用，消除焚化炉焚烧过程中反应生成的氯化氢。聚烯烃塑料材料的实例为高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，聚丙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯及乙烯-醋酸乙烯酯。

藉氢氧化物作用而减少形成氯化氢气体的机理如下：

本发明的目的是将环保塑料用添加剂用于高密度聚乙烯(HDPE)塑料袋中。高密度聚乙烯塑料本身不具毒性，因而其使用量日益增加，且因其容易吹制加工的特性而被大量用于制造成购物袋、垃圾袋，更因此被一般家庭再度当作垃圾袋使用，故于垃圾焚化炉中占有相当大的比率都是高密度聚乙烯塑料袋。将环保塑料用添加剂添加入高密度聚乙烯塑料袋中，使其在垃圾焚化过程中和氯离子产生结合作用，消除氯化氢的生成进而有效地减少戴奥辛的排放，因此使高密度聚乙烯塑料袋具有环保效果，而且使用量愈多环保效果就愈大。

实施例1-环保塑料用添加剂的制备

将45克聚乙烯，43克氢氧化钙、5克氢氧化铝、5克煤灰及2克蜡于搅拌机中高速搅拌5分钟，待温度达到95℃时，再将上述混合物定量加入至挤出机，加热熔融使其充分混炼分散，挤出机温度需控制在190℃以下，加热熔融流经出料孔后，用旋转切刀切成颗粒状的塑料用添加剂，以便掺配塑料加工之用。

实施例2-环保塑料用添加剂吸收氯化氢的效果。

取2克实施例1所制备的环保塑料用添加剂，经磨成粉末状，和2克聚氯乙烯均匀混合并置入可通氮气的三角锥瓶A中，此三角锥瓶经由U型玻璃管连接含90毫升的0.5N氢氧化钠水溶液的三角锥瓶B，将三角锥瓶A置于300至310℃的热板上先加热约10分钟，待无气泡自氢氧化钠水溶液中冒出，才开始通入氮气，其通入速率以氮气能冒出氢氧化钠水溶液中即可。再继续加热40至50分钟，最后分析含90毫升的0.5N氢氧化钠吸收液的氯含量，并换算成氯化氢量。所得数据如下表所示：

环保塑料用添加剂试样量(克)	产生氯化氢气体的PVC使用量(克)	环保塑料用添加剂吸收氯化氢气体量克)	NaOH溶液吸收氯化氢气体量(克)	氯化氢气体总产生量(克)	每克环保塑料用添加剂吸收氯化氢气体量(克)
						2(1)	2	1.04	0.06	1.10	0.52
2(2)	2	1.06	＜0.01	1.06	0.53

此试验系由中山科学研究院所进行。

(1)，(2)表示同一条件进行的试验次数

实施例3-含环保塑料用添加剂的聚乙烯袋吸收氯化氢的效果

取0.4克添加有实施例1所制备的塑料用添加剂的高密度聚乙烯薄膜，置于高温燃烧管内的试样皿中，燃烧温度需设定为800℃，并通入0.5毫升/分钟的空气，燃烧管内的温度需维持10分钟。充分燃烧后，搜集气体样品进行测试。经测试得知，每克环保塑料用添加剂可减少400毫克氯化氢。

由于“戴奥辛”的发生源HCL(氯化氢)可大量的减少，因此我们相信对“戴奥辛”的产生可以非常有效地抑制。

Claims (21)

1、一种环保塑料用添加剂，其包括1-40重量％的煤灰，20-80重量％的载体，1-60重量％的第一种氢氧化物及1-50重量％的第二种氢氧化物，其中所述载体为聚烯烃，所述第一种氢氧化物为氢氧化钙，所述第二种氢氧化物为选自由氢氧化铝，氢氧化铁及氢氧化镁所组成的组的至少一种。

2、根据权利要求1所述的环保塑料用添加剂，其中煤灰为经火力发电厂高温燃烧者。

3、根据权利要求1所述的环保塑料用添加剂，其中第二种氢氧化物为氢氧化铝。

4、根据权利要求1所述的环保塑料用添加剂，其中所述聚烯烃为低分子量聚烯烃。

5、根据权利要求4所述的环保塑料用添加剂，其中聚烯烃选自由聚乙烯，聚丙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯及乙烯-醋酸乙烯酯所组成的组。

6、根据权利要求5所述的环保塑料用添加剂，其中聚烯烃为聚乙烯。

7、根据权利要求1所述的环保塑料用添加剂，其还包括0.03至5重量％的内润滑剂。

8、根据权利要求7所述的环保塑料用添加剂，其中润滑剂选自由石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酰胺、乙烯-双硬脂酰胺所组成的组。

9、根据权利要求8所述的环保塑料用添加剂，其中石蜡为聚乙烯蜡。

10、根据权利要求1所述的环保塑料用添加剂，其是以1-50重量％添加至聚烯烃塑料原料中且不会破坏其物性。

11、根据权利要求10所述的环保塑料用添加剂，其中聚烯烃选自由高密度聚乙烯，聚丙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯及乙烯-醋酸乙烯酯所组成的组。

12、一种环保塑料用添加剂的制备方法，其是将含1-40重量％呈细粉的煤灰，20-80重量％的载体，1-60重量％的第一种氢氧化物及1-50重量％的第二种氢氧化物的组合物，进行包括搅拌、捏合、熔融、挤出、脱气及制粒步骤而制得添加剂，其中所述载体为聚烯烃，所述第一种氢氧化物为氢氧化钙，所述第二种氢氧化物为选自由氢氧化铝，氢氧化铁及氢氧化镁所组成的组的至少一种。

13、根据权利要求12所述的制备方法，其中煤灰为经火力发电厂高温燃烧者。

14、根据权利要求12所述的制备方法，其中第二种氢氧化物为氢氧化铝。

15、根据权利要求12所述的制备方法，其中聚烯烃为低分子量聚烯烃。

16、根据权利要求15所述的制备方法，其中聚烯烃选自由聚乙烯，聚丙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯及乙烯-醋酸乙烯酯所组成的组。

17、根据权利要求16所述的制备方法，其中聚烯烃为聚乙烯。

18、根据权利要求12所述的制备方法，其还包括0.03至5重量％的内润滑剂。

19、根据权利要求18所述的制备方法，其中润滑剂选自由石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酰胺、乙烯-双硬脂酰胺所组成的组。

20、根据权利要求19所述的制备方法，其中石蜡为聚乙烯蜡。

21、根据权利要求1所述的环保塑料用添加剂，其每克经燃烧的添加剂吸收0.2克以上的氯化氢气体。

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