專利名稱：一種廢舊塑料改性供排水管道專用料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物成型加工領(lǐng)域，涉及廢舊塑料改性造粒，然后用作生產(chǎn)管道的 原料技術(shù)。
背景技術(shù)：
背景技術(shù)：
根據(jù)《國(guó)家化學(xué)建材產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和規(guī)劃綱要》，塑料管材的推廣應(yīng) 用，主要以UPVC和PE塑料管為主，并大力發(fā)展其它新型塑料管材。2005年在全國(guó)新建、 改建、擴(kuò)建工程中，建筑排水管道70%采用塑料管，建筑給水和熱水供應(yīng)管道60%采用塑 料管，建筑雨水排水管道50%采用塑料管，城市供水管道50%采用塑料管。村鎮(zhèn)供水管道 70%采用塑料管，城市排水管30%采用塑料管。我國(guó)是一個(gè)人均資源比較匱乏的國(guó)家，主要45種資源的人均占有量不足世界平 均值的一半，廢舊塑料資源被現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)家稱之為“城市的寶藏”。眾所周知，塑料原料是 從天然石油中提煉的化工產(chǎn)品，石油是現(xiàn)代工業(yè)的命脈，關(guān)系到國(guó)家的能源，據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng) 計(jì)，一個(gè)中等城市每年產(chǎn)生的塑料廢物，可滿足20家中小塑料企業(yè)的原料需求，因此，再生 塑料就是石油再生。近年來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家十分注重資源的回收和再利用，并將其發(fā)展成一個(gè)集 “回收”和“再制造”為一體的獨(dú)立產(chǎn)業(yè)資源再生產(chǎn)業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，能源資 源緊缺壓力不斷加大，以經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸制約日益突出?！吨泄仓醒腙P(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì) 和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃的建設(shè)》明確提出，要把節(jié)約資源作為基本國(guó)策、發(fā)展循環(huán)經(jīng) 濟(jì)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。開(kāi)展資源綜合利用是實(shí)施節(jié)約 資源基本國(guó)策，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的重 要途徑和緊迫任務(wù)。要加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口、資源、 環(huán)境相協(xié)調(diào)。大力發(fā)展資源再生產(chǎn)業(yè)是解決我國(guó)資源短缺問(wèn)題的有效途徑，也是發(fā)展循環(huán) 經(jīng)濟(jì)，建立節(jié)約型社會(huì)的必然選擇。為促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。近日，國(guó)家發(fā)展改 革委發(fā)布了《十一五資源綜合利用指導(dǎo)意見(jiàn)》，這是我國(guó)“十一五”期間資源綜合利用工作 的指導(dǎo)性文件，也是引導(dǎo)投資及決策重大項(xiàng)目的依據(jù)。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增 長(zhǎng)，但粗放的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染。塑料具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕 性、電絕緣性、絕熱性，并且具有很好的彈性，易加工成型。因此在四大工業(yè)材料中，塑料的 數(shù)量、作用、地位、應(yīng)用范圍急劇擴(kuò)張，節(jié)節(jié)領(lǐng)先，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。然而，正 是由于塑料的某些優(yōu)異性能導(dǎo)致其在使用或消費(fèi)后不易腐爛，日積月累，嚴(yán)重影響了地球 的生態(tài)環(huán)境，引起了世界各國(guó)的極大關(guān)注。目前，我國(guó)對(duì)塑料廢棄物的處理方發(fā)主要是填埋 和簡(jiǎn)單的焚燒，填埋需要占用很多寶貴的土地，而且會(huì)污染周邊環(huán)境和地下水資源，簡(jiǎn)單焚 燒也會(huì)排放有害氣體和殘?jiān)?，兩者均非良策。高禮華(03118432.4)發(fā)明涉及一種利用廢 舊塑料薄膜制造繩索的方法，本發(fā)明制造繩索的方法是將廢舊塑料薄膜直接加工成塑料繩 索，其方法是將塑料袋(薄膜)整體折疊或切片后，形成對(duì)稱雙三角形片料，然后以互補(bǔ)扭 轉(zhuǎn)對(duì)接的方式制繩，不需配料或制劑。其制造方法為，將廢舊塑料袋(薄膜)清理分類一整體連接一機(jī)械搓繩一產(chǎn)品成形，但塑料強(qiáng)度不易保證。韓修智(CN1445285)發(fā)明涉及一種 改性木塑復(fù)合材料其用途及其制造方法，其利用木粉及塑料或廢舊塑料為主要原料，配以 少量助劑，用專用接技劑對(duì)木粉及塑料表面進(jìn)行接枝改性處理，有效增強(qiáng)木粉和塑料間的 界面強(qiáng)度，采用連續(xù)擠出工藝，利用各種斷面形狀的模具，擠出生產(chǎn)各種高性能復(fù)合材料。 其中木粉成分含量超過(guò)50%，但廢舊塑料用量有限。本發(fā)明開(kāi)發(fā)利用廢舊塑料資源，采用共 混微交聯(lián)及晶粒尺寸控制技術(shù)，生產(chǎn)改性塑料顆粒，并能進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈條生產(chǎn)塑料管 材，即可有效治理污染，又可創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，可謂利國(guó)利民的環(huán)保發(fā)明。由上可見(jiàn)，本研究發(fā)明以循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念為指導(dǎo)，大力開(kāi)展再生資源回收綜合 利用，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)廢物資源化。符合《十一五資源綜合利用指導(dǎo)意見(jiàn)》。本發(fā)明針對(duì)廢舊塑料材料，提出了一種采用共混微交聯(lián)及晶粒尺寸控制技術(shù)，生 產(chǎn)改性塑料顆粒的方法。一方面，微交聯(lián)可以控制聚乙烯的交聯(lián)程度，降低聚乙烯改性顆粒 的流動(dòng)性，利于管材的擠出。另一方面，成核劑在加工過(guò)程中，起到控制晶粒尺寸和分布的 作用，從而進(jìn)一步提高廢舊聚乙烯改性料的物理機(jī)械性能。本發(fā)明同時(shí)進(jìn)行微交聯(lián)改性及 成核控制，方法簡(jiǎn)便，易于工業(yè)化及大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決控制廢舊塑料的微觀結(jié)構(gòu)，提高廢舊聚乙烯改性料的物理機(jī)械性能，一 種采用共混微交聯(lián)及晶粒尺寸控制技術(shù)，生產(chǎn)改性塑料顆粒的方法。。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)解決方案如下本發(fā)明經(jīng)過(guò)大量的摸索試驗(yàn)得出的，其主要設(shè)備如下清洗設(shè)備、破碎機(jī)械、烘干 機(jī)械、高速混合機(jī)、雙平行雙螺桿擠出機(jī)、切粒機(jī)、集料倉(cāng)。使用交聯(lián)助劑過(guò)氧化二異丙苯 (DCP)、過(guò)氧化苯甲酰(BPO)，增韌改性劑乙烯辛烯共聚物(POE)、黑色顏料。本發(fā)明的制備工藝如下1、機(jī)械破碎廢舊塑料將人工分揀好的一些牛奶瓶、洗發(fā)水瓶、機(jī)油壺等小中空材 料進(jìn)行粉碎；2、清洗設(shè)備將粉碎好的材料在清洗設(shè)備內(nèi)進(jìn)行加水清洗，洗到表面干凈為止；3、烘干設(shè)備將洗好的材料放入烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行烘干處理；4、高速混合機(jī)將烘干處理好的材料放入混合機(jī)內(nèi)，按照一定比利加入多種助劑 材料進(jìn)行混合；5、平行雙螺桿擠出機(jī)將混合好的材料放入擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒；6、切粒機(jī)將擠出機(jī)擠出的條狀物放入切粒機(jī)進(jìn)行切粒成型，成顆粒狀；7、集料倉(cāng)將切粒成型的顆粒經(jīng)風(fēng)送系統(tǒng)送進(jìn)集料倉(cāng)，進(jìn)行裝袋、包裝。一種改性塑料顆粒，按質(zhì)量份數(shù)其組成成分包括廢舊塑料片100份，過(guò)氧化物交 聯(lián)劑0 0. 8份，成核劑0 0. 9份，增韌劑1 20份，黑色顏料3 10份。上述的廢舊塑料片選自牛奶瓶、洗發(fā)水瓶、機(jī)油壺等小中空材料進(jìn)行粉碎中的一 種。上述交聯(lián)助劑是指過(guò)氧化二異丙苯(DCP)、過(guò)氧化苯甲酰(BPO)。上述其中有機(jī)成核劑包括山梨醇縮醛類(DBS、MDBS和DMDBS)、山梨醇、對(duì)羥基苯 甲酸、聚4-甲氧基-4’ -丙烯酰氧苯甲酸苯酯(PMAPAB)、硬脂酸鹽(KSt、CaSt2及ZnSt2)；無(wú)機(jī)成核劑為滑石粉和云母粉。上述增韌劑是乙烯辛烯共聚物(POE)。上述黑色顏料是指炭黑色母粒。一種廢舊塑料改性料的制備方法包含以下步驟(1)機(jī)械破碎廢舊塑料，破碎成20mmX 20mm規(guī)格的小片料。(2)將上述步驟(1)中的小片料在清洗設(shè)備內(nèi)進(jìn)行加水清洗，洗滌時(shí)間5-lOmin。(3)將上述步驟(2)中材料放入烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行烘干處理，預(yù)熱干燥，溫度100 110°C，恒溫時(shí)間1 2h ；(4)將上述步驟(3)預(yù)熱干燥后的小片材與交聯(lián)劑，成核劑、增韌劑及色母粒等一 起置于高速混合機(jī)中，其中交聯(lián)劑采用丙酮溶解稀釋，噴霧的方法加入，以保證混合分散的 均勻性。在一定溫度下攪拌15 30min，充分均勻后出料；(5)將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中微交聯(lián)熔融擠出，造粒，料筒溫度控制在 130 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速在80 250r/min。與現(xiàn)有的廢舊塑料改性技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明中的 微交聯(lián)技術(shù)，可以控制改性料的凝膠含量和流動(dòng)性，操作工藝簡(jiǎn)單；(2)另一方面，成核劑 在加工過(guò)程中，起到控制晶粒尺寸和分布的作用，從而進(jìn)一步提高廢舊聚乙烯改性料的物 理機(jī)械性能。本發(fā)明同時(shí)進(jìn)行微交聯(lián)改性及成核控制，方法簡(jiǎn)便，易于工業(yè)化及大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。實(shí)施例1稱量預(yù)熱干燥后的小片材100kg，0. IkgDCP溶于500g丙酮溶劑中，0.2kgDBS， 2kgP0E, 3kg黑色母，將上述各物質(zhì)投高速混合機(jī)中。在高速混合機(jī)共混lOmin，然后投入擠 出機(jī)擠出、造粒。其中，擠出機(jī)的各段溫度分別為一區(qū)溫度130°C、二區(qū)溫度140°C、三區(qū)溫 度150°C、四區(qū)溫度180°C、五區(qū)溫度200°C、機(jī)頭溫度200°C。所得改性料適合于排水管專 用料，其主要技術(shù)指標(biāo)為熔體流動(dòng)速率0. 7g/10min，拉伸強(qiáng)度22MPa，彎曲模量900MPa。實(shí)施例2稱量預(yù)熱干燥后的小片材100kg，0. IkgBPO溶于500g丙酮溶劑中，0. 2kg滑石粉， 3kgP0E, 3kg黑色母，將上述各物質(zhì)投高速混合機(jī)中。在高速混合機(jī)共混lOmin，然后投入擠 出機(jī)擠出、造粒。其中，擠出機(jī)的各段溫度分別為一區(qū)溫度130°C、二區(qū)溫度140°C、三區(qū)溫 度150°C、四區(qū)溫度170°C、五區(qū)溫度190°C、機(jī)頭溫度190°C。所得改性料適合于供水管專 用料，其主要技術(shù)指標(biāo)為熔體流動(dòng)速率0. 6g/10min,拉伸強(qiáng)度23MPa，斷裂伸長(zhǎng)率300 %，彎 曲模量900MPa。本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅僅局限于實(shí)施例，該領(lǐng)域?qū)I(yè)人員對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案所作 的改變，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種改性塑料顆粒，其特征在于其組成成分的質(zhì)量份數(shù)為廢舊塑料片100份，過(guò)氧化物交聯(lián)劑0～0.8份，成核劑0～0.9份，增韌劑1～20份，黑色顏料3～10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性塑料顆粒，其特征在于所述的廢舊塑料片選自牛奶瓶、 洗發(fā)水瓶、機(jī)油壺等小中空PE材料中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性塑料顆粒，其特征在于所述的交聯(lián)助劑選自過(guò)氧化二 異丙苯(DCP)、過(guò)氧化苯甲酰(BPO)中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性塑料顆粒，其特征在于所述的成核劑包括有機(jī)成核劑 和無(wú)機(jī)成核劑，所述的有機(jī)成核劑選自山梨醇縮醛類(DBS、MDBS和DMDBS)、山梨醇、對(duì)羥基 苯甲酸、聚4-甲氧基-4’-丙烯酰氧苯甲酸苯酯(PMAPAB)、硬脂酸鹽(KSt、CaSt2及ZnSt2) 中的一種或多種；所述的無(wú)機(jī)成核劑選自滑石粉、云母粉中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性塑料顆粒，其特征在于所述的增韌劑是乙烯辛烯共聚 物(POE)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性塑料顆粒，其特征在于所述的黑色顏料是指炭黑色母粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性塑料顆粒的制備方法，其特征在于包含以下步驟(1)機(jī)械破碎廢舊塑料，破碎成20mmX20mm規(guī)格的小片料。(2)將上述步驟(1)中的小片料在清洗設(shè)備內(nèi)進(jìn)行加水清洗，洗滌時(shí)間5-lOmin。(3)將上述步驟(2)中材料放入烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行烘干處理，預(yù)熱干燥，溫度100 110°C， 恒溫時(shí)間1 2h ；(4)將上述步驟(3)預(yù)熱干燥后的小片材與交聯(lián)劑，成核劑、增韌劑及色母粒等一起置 于高速混合機(jī)中，其中交聯(lián)劑采用丙酮溶解稀釋，噴霧的方法加入，以保證混合分散的均勻 性。在一定溫度下攪拌15 30min，充分均勻后出料；(5)將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中微交聯(lián)熔融擠出，造粒，料筒溫度控制在 130 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速在80 250r/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢舊塑料改性供排水管道專用料及制備方法，按重量份數(shù)其組成成分包括尼龍100份，石墨0～20份，二硫化鉬0～20份，有機(jī)改性劑0.5～2份，增韌劑1～20份，添加劑3～10份。以上配方中各組分在一定含量及一定工藝條件下，經(jīng)過(guò)固體潤(rùn)滑劑的表面有機(jī)化改性、混料、造粒等工序而制得尼龍改性料。以上配方中的有機(jī)改性劑兼具有機(jī)改性及尼龍擴(kuò)鏈的雙重功效，所得尼龍改性料制備的產(chǎn)品減摩耐磨性能、強(qiáng)度、韌性及使用壽命均有明顯提高。本發(fā)明拓展了尼龍的使用范圍，且改性成本較低，制備的尼龍改性料可廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械等領(lǐng)域的機(jī)械傳動(dòng)及運(yùn)動(dòng)部件。
文檔編號(hào)F16L9/12GK101899178SQ201010172980
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者申凱 申請(qǐng)人:申凱