CN1210118A - 从废弃合成树脂生产塑料型材的方法 - Google Patents

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Abstract

由废弃合成树脂生产产品的方法。含有重量比70—90%废弃合成树脂及重量比约10—30%粘合剂的混合物在约50—70rpm下搅拌的情况下,在约150—300℃下熔化,并进行挤压成型。在熔化前,将废弃合成树脂压碎成小于100目尺寸的颗粒。

Description

从废弃合成树脂生产塑料型材的方法
本发明涉及由废弃合成树脂生产塑料型材的方法。特别地，本发明涉及通过使用粘合剂再生废弃合成树脂，从而生产出性能均一和高强度的有用塑料型材的方法。同样，本发明也涉及从废弃再生树脂再生得到的塑料产品。
通常，废弃合成树脂的数量随着一个国家生活水平提高而增加。在全世界，每年产生大量的废弃合成树脂，但是它们的回收率却非常低：它们中的绝大多数是通过掩埋入土和焚烧加以处置的。
造成合成树脂废弃物低回收百分比的原因部分，但却很关键地，归于它们能够按照它们的组成和颜色进行分类后进行处理和清洗。例如，当组成和物理性能等都不同的废弃合成树脂的混合物不进行分类和/或清洗而进行集中熔化回收时，由于多种基树脂和废弃合成树脂的添加剂的熔点各不相同，废弃混合物的熔点难以确定。另外，即使它们熔化后，由于其不同的性能，它们之间不能很好地混合。这样，不仅难以揉和废弃合成树脂的混合物，由该混合物通过挤压成型得到的产品也不能表现出整体的均一性能。结果，例如，多种基树脂的非均一揉和导致最终产物易变形，并且这种不均一性也使得终产品表面不平且强度差。
因此，分类和清洗对于回收废弃合成树脂是必需的。但是，事实上由于其种类和组份的极端多样性，对它们进行分类是不可能的，并且清洗还有导致二次水污染之虞。
韩国专利公开号96-11322公开了再生废弃合成树脂以得到建筑用的产品，例如枕木和模制品。但是，该现有技术使用了单一类型的废弃合成树脂从而不用将各种不同的废弃树脂熔化和挤压在一起。
因此，本发明的一个目的是克服现有技术中遇到的上述的问题，并且提供从各种废弃合成树脂中生产出产品的方法，所述产品在整体上表现出均一的物理性能并且具有较高的强度。
本发明的另一目的是提供一种无须对废弃树脂进行分类和清洗而使废弃合成树脂再生成为有用产品的方法。
本发明的再一个目的是提供由各种废弃合成树脂制备得的物理性能优越的产品。
按照本发明的一个方面，提供了由废弃合成树脂生产出产品的，其中，将废弃合成树脂磨成小于100目的尺寸，在以50-70rpm的速度搅拌下与粘合剂混合，在约150-300℃下熔化，然后进行挤压成型，粘合剂的总量为约10-30％重量比，所述粘合剂选自煤灰，滑石，浅英斑岩，熟石灰，白粘土，黄土，粘土以及这些物质的混合物。按照本发明的另一方面，提供了本方法生产出的产品。
参照附图通过对以下实施方案的描述，本发明的上述及其它目的将会很清楚，附图中：
图1A是显示本发明实施例Ⅱ生产出的片材表面的扫描电子显微照片，放大了20倍；
图1B是显示本发明实施例Ⅲ生产出的片材表面的扫描电子显微照片，放大了20倍；以及
图1C是显示本发明实施例Ⅳ生产出的片材表面的扫描电子显微照片，放大了20倍。
在本发明中，废弃的合成树脂，不管其种类，无须选择，清洗或分类即可使用。可用于本发明的废弃合成树脂的具体实例包括热塑性废弃合成树脂，例如聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，丙烯腈/苯乙烯(AS)，丙烯腈-丁苯橡胶(ABS)，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚酰胺，聚缩醛，聚碳酸酯，聚苯酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚砜，聚醚砜，多芳基化合物，聚酰亚胺，聚酰胺-酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚醚酮醚，聚四氟乙烯等，以及热固性废弃树脂，例如酚树脂，环氧树脂，二芳基邻苯二甲酸树脂，不饱和聚酯树脂，密胺树脂，尿素树脂等。
这里所用的术语“废弃合成树脂”指的是无论污染与否的所有类型的废弃合成树脂。因此，既不需要从废弃合成树脂中选择同种树脂的附加步骤，也不需要清洗步骤，因此本发明在经济方面以及生产时间方面都是有利的。
按照本发明，基于产品的总重量废弃合成树脂优选以重量比70-90％使用。例如，如果使用了太多的废弃合成树脂，所得到的终产品将不稳定易变形。另一方面，如果使用的废弃合成树脂少于重量比70％，产量的机械性能，例如硬度和强度，将很差。
对于可用于本发明的粘合剂，将其加入以使各种树脂在揉和和模塑过程中互相混合均匀，从而防止变形并且提高了产品的稳定性和机械性能。
按照本发明，粘合剂选自煤灰，浅英斑岩，熟石灰，白粘土，黄土，粘土以及它们的混合物，对它们的选择必须基于经济方面的考虑以及产品的使用。例如，煤灰是经济上最有利的。对于用于内部装饰的产品，例如，覆盖房间底部或地板的板材，选择粉末状的浅英斑岩和黄土是有利的，因为它们放射对人体健康有利的远红外线。
基于最终产品的总重量，粘合剂优选使用的量为约10至30％。例如，如果加入少于重量比10％量的粘合剂，终产品的稳定性差易发生变形。另一方面，如果粘合剂的量超过重量比30％，产品的机械性能例如硬度和强度则差。
与考虑混和和熔化过程的可处理性时，将废弃合成树脂和粘合剂磨成100目或更小，优选200目的尺寸的颗粒。
依据终产品的使用，可使用添加剂。与废弃合成树脂和粘合剂相同，添加剂优选以粉状加入但并不限于此。优选地，基于100份重量的产品，加入添加剂的量为30份重量或更少。
添加剂的实例包括交联剂，修饰剂，阻燃剂，抗氧化剂，颜料和/或UV保护剂。这些添加剂在模塑前加入组合物中，目的是提高终产品的物理性能，例如强度，硬度，比重，抗氧化性，阻燃性及抗衰老性。例如，对于用于铺地块材的产品使用颜料，对于用于内部装饰，例如覆盖地板或房间底部的板材，使用阻燃剂。
下面将给出对从废弃合成树脂生产出产品的方法的描述。
首先，压碎并研磨各种废弃合成树脂，并且也研磨粘合剂。将磨碎的树脂和粘合剂与必要的添加剂进行混合。在搅拌下将混合物加热熔化，然后在挤压机中挤压成型。混和和熔化优选在挤出机按序进行，而不使用单独的加热器或搅拌器。
优选地，加热温度范围为约150℃到300℃。例如，当混合的的加热温度低于150℃时，部分树脂可能还未熔化，对终产品的物理性能会产生有害的影响。另一方面，因为几乎所有热塑性的废弃树脂在约300℃下都可以熔化，如果使用更高的温度在经济上是不利的。
热固性的废弃树脂可用作粘合剂和添加剂，这样，热塑性树脂和热固性树脂优选使用比例为9∶1。
搅拌在速度范围为约50-70rpm下进行，使其混和均匀并且分散熔化的混合物。在考虑了树脂及添加剂的数量和熔点之后，就可确定搅拌速率。
优选使用挤压成型但不限于此。按照终产品所需的形状或用途也可用注入成型成气吹成型。终产品具有适宜于其用途的各自的形状。例如，当它们用于运输污水时，将它们制成管材。当用作建筑模块或地板或房间建筑材料，将它们制成板材。
通过下面说明，但不应理解为限制，本发明的实施例，可以得到对本发明的更好的理解。
实施例Ⅰ
将900kg废弃合成树脂的混合物(聚乙烯150kg，聚丙烯150kg，聚苯乙烯150kg，聚氯乙烯150kg，聚酰胺150kg，丙烯腈-丁苯橡胶150kg)切成3mm长的颗粒并研磨成100目。将研磨成100目的25kg密胺树脂和25kgFRP加入混合物中，然后加入研磨成100目50kg的熟石灰。向所得到的混合物(1吨)中加入1kg的黑色颜料并且在挤压机中在60rpm下搅拌。将挤压机的温度升至约250℃以完全熔化混合物。然后，将熔化的液体挤压成宽30cm和厚3mm的连续的片材，然后，将其倾斜滚动以形成直径150mm厚15mm的管材。测试管材的拉伸强度和拉压负荷。对管材也作了密贴压扁试验。结果示于下表1中。对于抗压负荷，在两板之间插入样本并且在10mm/分钟的速度下进行挤压直到管子的内径和外径减少的量分别为5％或10％。进行3次抗压负荷试验并将测定值取平均。
                                  表1
性能   实施例Ⅰ(管子)
拉伸强度(kgf/cm2)抗压负荷内径5％压缩(kgf)外径10％压缩(kgf)密贴压扁试验(内径50％)        54.751.250.3通过
从表1的数据可明显看出，实施例1制得的管子所具有的优越物理性能使其可用作污水管。
实施例Ⅱ
将850kg废弃合成树脂的混合物(聚乙烯170kg，聚丙烯170kg，聚氯乙烯170kg，聚酰胺170kg，丙烯腈-丁苯橡胶170kg)切成3mm长的颗粒并研磨成100目。将研磨成约100目25kg的密胺树脂和25kg FRP加入到混合物中，然后加入研磨成100目30kg的熟石灰和50kg的黄土，将30g黑颜料加入所得到的混合物(1吨)中并且在挤压机中在60rpm下搅拌。将挤压机的温度升至约250℃以完全熔化混合物。然后，通过一滚轴将熔化的液体挤压成型形成宽50cm厚12mm的连续的板材，然后用18℃的水将其进行冷却。
用肉眼观察，板材的表面显得很光滑。对表面作了放大20倍的扫描电子显微(SEM)照相并示于图1(a)中。测定了模制板材的物理性能，包括比重，拉伸强度，弯曲强度，冲击强度和线性热膨胀系数，并示于下面的表2中。
实施例Ⅲ
将800kg废弃合成树脂的混合物(聚碳酸酯100kg，聚缩醛100kg，聚氯乙烯100kg，聚酰胺100kg，丙烯腈/丁苯橡胶100kg，聚苯乙烯100kg，聚丙烯100kg，聚乙烯100kg)切成约3mm长的颗粒并研磨成100目。将磨成约100目的50kg的密酰胺树脂和50kg的FRP加入到混合物中，然后再加入研磨成100目的50kg的煤灰和50kg的粉状elvan。再所得到的混合物中加入50g黑色的颜料并且在挤压机中在60rpm下进行搅拌。将该挤压机的温度升至约250℃以完全熔化混合物。然后，通过一辊轴将熔化的液体挤压成型形成宽50cm厚12mm的连续板材，然后用18℃的水将其进行冷却。
肉眼观察时，板材的表面显得很光滑。对表面作了放大20倍的SEM照相并示于图1(b)中。测试了模制板材的物理性能，包括比重，拉伸强度，弯曲强度，冲击理度以及线性热膨胀系数，并且示于下面的表2中。
实施例Ⅳ
将800kg废弃合成树脂的混合物(聚氯乙烯200kg，聚酰胺200kg，聚丙烯200kg，聚乙烯200kg)切成约3mm长的颗粒研磨成100目。将研磨成100目的30kg的酚树脂，30kg的环氧树脂和30kg的密胺树脂加入到混合物中，然后再加入研磨成100目的30kg的滑石粉，30kg白粘土和40kg煤灰。向所得到的混合物(1吨)中加入50g的黑颜料并在挤压机中在60rpm下搅拌。将该挤压机的温度升至约250℃以完全熔化混合物。此后，通过一辊轴将熔化的液体挤压成型形成宽50cm厚12mm的连续板材，然后，用18℃的水进行冷却。
用肉眼观察，板材的表面显得很光滑。对表面作了放大20倍的扫描电子显微(SEM)照相并示于图1(c)中。测试了模制板材的物理性能，包括比重，拉伸强度，弯曲强度，冲击强度以及线性热膨胀系数，并示于下面的表2中。
                                 表2
性能   实施例Ⅱ(板材)   实施例Ⅲ(板材)   实施例Ⅳ(板材)
拉伸强度(kgf/cm2)弯曲强度(kgf/mm2)冲击强度(kgf·cm/cm2)线性膨胀系数(μm/m·℃)     97.61.441.4129     1141.712.3152     91.11.246.0196
*测试线性膨胀系数的温度范围：-30～30℃
表2的数据表明按照本发明的板材在强度上很优越并且具有良好的抗热性和抗温性，从而可用作建筑材料，例如，用于覆盖地板或房间底部的建筑模制件和板材。
如前所述，按照本发明方法生产出的产品与常规产品，例如污水管和建筑板材，相比在强度上要优越或至少相当，并且由于废弃合成树脂能完全混合和熔化，它们的表面光滑不易变形。
另外，由于几乎所有废弃合成树脂不论其种类均无须分类，选择或清洗即可进行再使用，本发明的方法非常简单，经济并且对于环境保护很有用。
本发明已用说明的方式进行了描述，应该理解为所用的术语是为了说明而并非限制。
根据前面的引导对本发明作些修饰和变化是可能的。因此，应该理解为在所附的权利要求的范围之内，本发明均可实施，而不限于所特别描述的内容。

Claims (4)

1．由废弃合成树脂生产型材的方法，其中将废弃合成树脂研磨成小于100目的尺寸，在以约50-70rpm下搅拌与粘合剂混合，在约150-300℃下熔化，然后进行挤压成型，所述粘合剂的总量约占重量的10-30％，并选自煤灰，滑石，浅英斑岩，熟石灰，白粘土，黄土，粘土及其混合物。
2．按照权利要求1的方法，其中所述废弃合成树脂进一步与至少一种粉状添加剂在搅拌步骤中混合，所述添加剂选自交联剂，修饰剂，阻燃剂，抗氧化剂，颜料及UV保护剂。
3．由下述方法生产的产品，所述方法包括将废弃合成树指研磨成小于100目的尺寸，在以约50-70rpm下搅拌与粘合剂混合，在约150-300℃下熔化，然后进行挤压成型，所述粘合剂的总量约占重量的10-30％，并选自煤灰，滑石，浅英斑岩，熟石灰，白粘土，黄土，粘土及其混合物。
4．按照权利要求3的型材，其中所述废弃合成树脂进一步与至少一种粉状添加剂在搅拌步骤中混合，所述添加剂选自交联剂，修饰剂，阻燃剂，抗氧化剂，颜料及UV保护剂。
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