粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，属于高分子复合材料【技术领域】，将粉煤灰、废弃塑料、粘结剂、润滑剂、光稳定剂及玻璃纤维按一定配比混合后在开炼机中熔融共混，得到复合材料。本发明采用粘结剂增强复合材料中组分键合能力，节能环保、方法简单易操作，适合大规模工业化生产；生产的复合材料具有较好的弯曲性能和拉伸性能，适合制造一般工程塑料应用于建材、管材和板材领域；且生产成本相比聚乙烯或聚丙烯成本能降低45-60％，具有较好的市场竞争和使用前景。
【专利说明】粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种回收塑料而制备复合材料的制备方法，尤其涉及一种粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，属于高分子复合材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收集到的细灰，是燃煤电厂排出的主要工业废渣。截止2010年，我国历年累积堆放粉煤灰总量已达到10亿吨以上，目前对粉煤灰的利用率仅达到其排放总量的30%左右，而其利用领域对应的是一些较为低端的建筑产品如保温砖等。通过对粉煤灰做元素分析得其主要化学成分为49.5% S12,25.3% Al203、6.9% Fe2O3 ；做扫描电镜测试得其颗粒形态和表面结构同活性炭相似，具有较大的比表面积，表面能较高；因此分析得出粉煤灰和聚烯烃基复合材料具有较好物理缠结或化学键合作用。
[0003]据相关公开文献和专利，如CN102532955A报道，在利用粉煤灰改性废弃塑料复合材料的性质时，需要对其进行研磨粉碎、超声分散等物理处理和使用偶联剂化学处理，处理过程繁琐、偶联剂的使用对环境有污染、对操作者身体有伤害且增加了对应改性复合材料的生产成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，所述方法简单易操作，不使用偶联剂，对环境无污染、对操作者身体无伤害。
[0005]本发明所述的粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，包括以下制备步骤:
[0006](I)将电厂粉煤灰工业废渣直接过筛子，收集颗粒尺寸在200目以上的粉煤灰备用；
[0007](2)将废弃塑料、光稳定剂、润滑剂、粘结剂、玻璃纤维、粉煤灰按重量比60:(0.001-0.003):(1-10): (5-20):(10-25):(120-180)混合均匀后得到混合料；
[0008](3)将步骤(2)中得到的混合料熔融共混，得到粉煤灰改性废弃塑料复合材料。
[0009]进一步地，所述步骤(I)中的粉煤灰是未经化学方法和物理方法处理的粉煤灰。
[0010]进一步地，所述步骤(2)中的废弃塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或特高分子量聚乙烯、聚丙烯中的一种或几种按任意比例复合。
[0011]进一步地，所述步骤(2)中的光稳定剂为双(2.2.6.6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1.2.2.6.6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或1-甲基-8- (1.2.2.6.6-五甲基_4_哌啶基)癸二酸酯中的一种。
[0012]进一步地，所述步骤⑵中的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种按任意比例复合。
[0013]进一步地，所述步骤(2)中的粘结剂优选聚酰胺树脂。
[0014]进一步地，所述步骤(2)中的玻璃纤维优选无碱短切丝玻璃纤维。
[0015]进一步地，所述步骤(3)中混合料熔融温度为170-210°C。
[0016]进一步地，所述步骤(3)中的熔融共混最佳时间为20-45分钟。
[0017]测试废弃塑料复合材料的力学性能包括以下步骤:
[0018](I)调节平板硫化机温度为190°C _220°C，将制成的粉煤灰改性废弃塑料复合材料压片，压片最佳时间为3-6分钟，制成国标GB/T1040-92、GB/T9341-2000相关规定模型，测试复合材料的力学性能。
[0019](2)通过电子万能力学试验机测试粉煤灰改性废弃塑料复合材料的弯曲性能和拉伸性能。
[0020]本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0021](I)本发明摒弃了用偶联剂对粉煤灰的处理，采用粘结剂增强复合材料中组分键合能力，节能环保、方法简单易操作，适合大规模工业化生产。
[0022](2)采用本发明所述方法制备得到的粉煤灰改性废弃塑料复合材料，一方面提高了废弃塑料和燃煤电厂工业废渣粉煤灰的附加值；另一方面得到的改性废弃塑料复合材料通过力学性能测试，其具有较好的弯曲性能和拉伸性能，适合制造一般工程塑料应用于建材、管材和板材领域。
[0023](3)采用本发明所述方法制备得到的粉煤灰改性废弃塑料复合材料，其成本相比聚乙烯或聚丙烯成本能降低45-60%，具有较好的市场竞争和使用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是实施例1的弯曲强度曲线图。
[0025]图2是实施例1的拉伸强度曲线图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
[0027]实施例1
[0028](I)将电厂粉煤灰工业废渣直接过筛子，收集颗粒尺寸在200目以上的粉煤灰备用；
[0029](2)将废弃塑料、光稳定剂、润滑剂、粘结剂、玻璃纤维、粉煤灰按重量比60:0.001:3:10:12:150混合均匀得到混合料；
[0030](3)调节开炼机温度为170°C，将步骤⑵中的混合料熔融共混25分钟，得到粉煤灰改性废弃塑料复合材料。
[0031]其中废弃塑料选择高密度聚乙烯，光稳定剂选择双(2.2.6.6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，润滑剂选择聚乙烯蜡，粘结剂为聚酰胺树脂，玻璃纤维为无碱短切丝玻璃纤维。
[0032]调节平板硫化机温度为200°C，将制成的粉煤灰改性废弃塑料复合材料压片5分钟，制成国标GB/T1040-92、GB/T9341-2000相关规定模型，测试复合材料的力学性能；通过电子万能力学试验机测试粉煤灰改性废弃塑料复合材料的弯曲性能和拉伸性能。
[0033]弯曲强度和拉伸强度结果分别为133MP、106MP，如图1，图2所示。
[0034]实施例2
[0035](I)将电厂粉煤灰工业废渣直接过筛子，收集颗粒尺寸在200目以上的粉煤灰备用；
[0036](2)将废弃塑料、光稳定剂、润滑剂、粘结剂、玻璃纤维、粉煤灰按重量比60:0.002:5:12:15:160混合均匀得到混合料；
[0037](3)调节开炼机温度为190°C，将步骤⑵中的混合料熔融共混35分钟，得到粉煤灰改性废弃塑料复合材料。
[0038]其中废弃塑料选择低密度聚乙烯和聚丙烯按1:1质量比混合，光稳定剂选择双(1.2.2.6.6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，润滑剂选择聚乙烯蜡、硬脂酸和硬脂酸丁酯按1:2:5质量比混合，粘结剂为聚酰胺树脂，玻璃纤维为无碱短切丝玻璃纤维。
[0039]采用实施例1的方法测量复合材料的弯曲和拉伸强度，弯曲强度和拉伸强度测试结果分别为125MP、97MP。
[0040]实施例3
[0041](I)将电厂粉煤灰工业废渣直接过筛子，收集颗粒尺寸在200目以上的粉煤灰备用；
[0042](2)将废弃塑料、光稳定剂、润滑剂、粘结剂、玻璃纤维、粉煤灰按重量比60:
0.001:8:10:13:160混合均匀得到混合料；
[0043](3)调节开炼机温度为210°C，将步骤(2)中的混合料熔融共混40分钟，得到粉煤灰改性废弃塑料复合材料。
[0044]其中废弃塑料选择高密度聚乙烯和低密度聚乙烯按3:5质量比混合，光稳定剂选择1-甲基-8-(1.2.2.6.6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，润滑剂选择硬脂酸丁酯和乙撑双硬脂酰胺按5:3质量比混合，粘结剂为聚酰胺树脂，玻璃纤维为无碱短切丝玻璃纤维。
[0045]采用实施例1的方法测量复合材料的弯曲和拉伸强度，弯曲强度和拉伸强度测试结果分别为142MP、116MP。
【权利要求】
1.一种粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)收集粉煤灰备用； (2)将废弃塑料、光稳定剂、润滑剂、粘结剂、玻璃纤维、粉煤灰按重量比60:(0.001-0.003):(1-10): (5-20):(10-25):(120-180)混合均匀后得到混合料； (3)将步骤(2)中的混合料熔融共混，得到粉煤灰改性废弃塑料复合材料。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的粉煤灰颗粒尺寸选取200目以上。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的废弃塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或特高分子量聚乙烯、聚丙烯中的一种或几种按任意比例复合。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的光稳定剂为双(2.2.6.6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1.2.2.6.6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或1-甲基-8-(1.2.2.6.6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种按任意比例复合。
6.根据权利要求1所述的粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的粘结剂选取聚酰胺树脂。
7.根据权利要求1所述的粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的玻璃纤维选取无碱短切丝玻璃纤维。
8.根据权利要求1所述的粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中混合料熔融温度为170-210°C。
9.根据权利要求1所述的粉煤灰改性废弃塑料复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的熔融共混时间为20-45分钟。
【文档编号】C08K7/14GK104356488SQ201410704707
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】沈智, 陈唐建, 翟志强, 侯永正, 翟少华 申请人:淄博正华助剂股份有限公司