[發(fā)明專利]廢棄熱固塑料(環(huán)氧樹脂)的循環(huán)利用和循環(huán)再塑技術(shù)和工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810037272.3
• 申請日: 2008-05-12
• 公開（公告）號: CN101580625A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸書玉;施舒
• 申請（專利權(quán)）人: 陸書玉;施舒
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L27/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種廢棄熱固塑料(環(huán)氧樹脂)的循環(huán)利用和循環(huán)再塑技術(shù)和工藝的發(fā)明。

背景技術(shù)

塑料均由高分子組成，分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。所謂熱固性塑料(亦稱熱固塑料)，顧名思義，具有加熱硬化成形(亦稱熱固成形)的特點(diǎn)。與此相反，熱塑性塑料則具有加熱軟化(亦稱熱塑)特點(diǎn)。加熱軟化后的塑料須經(jīng)過冷卻才能固化成形。

熱固性塑料與熱塑性塑料乃至金屬不同。能夠熱固成型的根本原因在于熱固性塑料在其加工成型的過程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成了堅固的3-維網(wǎng)狀微觀結(jié)構(gòu)。這種3-維網(wǎng)狀微觀結(jié)構(gòu)使得其制品硬度高、剛性好、尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變能力強(qiáng)、抗壓縮強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度高、具有不溶不熔的特點(diǎn)，因而廣泛用于電子工業(yè)、電氣工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、汽車工業(yè)等。常見的有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和聚氨酯等。¹

也正是由于熱固塑料一旦加熱成形后硬度極高，無法再次溶解或加熱軟化，熱固塑料的循環(huán)再塑和循環(huán)利用便成了一個全球性的問題。²通觀世界各國熱固塑料(包括環(huán)氧樹脂)的生產(chǎn)及其在電子、電器、儀表、辦公用品、運(yùn)載工具等領(lǐng)域的應(yīng)用，各國現(xiàn)有的技術(shù)和工藝均以一次成形和一次性使用為特征。在學(xué)術(shù)界，熱固塑料無法再塑也早成定論。³

據(jù)估計，全球每年報廢的熱固塑料有1,000,000噸之多。⁴絕大多數(shù)報廢的熱固塑料都進(jìn)了填埋場。這不僅對環(huán)境造成威脅，更是對資源的巨大浪費(fèi)(熱固塑料作為石化產(chǎn)品源自于石油)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)了在通用熱塑加工設(shè)備上再生利用廢舊熱固塑料(例如廢舊環(huán)氧樹脂)的設(shè)想。本發(fā)明的工藝過程為：

(1)將廢舊環(huán)氧樹脂的外表洗凈，

(2)然后將其粉碎至100～150目，

(3)充分烘干(通用真空烘箱，120℃，5～15分鐘即可)，

(4)與聚氯乙烯(或洗凈粉碎后的廢舊聚氯乙烯)按如下重量比例混合

均勻：100份廢舊環(huán)氧樹脂：20～400份聚氯乙烯(或廢舊聚氯乙烯)，

(5)加入適量(通常為配方總量的0.5～6％)的加工助劑(如穩(wěn)定劑、潤滑劑等)，

(6)通過擠出機(jī)或液壓機(jī)加工成形。

按本發(fā)明的工藝過程生產(chǎn)出來的是一種環(huán)氧樹脂與聚氯乙烯的復(fù)合材料。這種復(fù)合材料的計量化學(xué)特征為：環(huán)氧樹脂含量為20-80％(重量百分比)、聚氯乙烯含量為79-16％(重量百分比)。另含少量(重量百分比＜10％)的加工助劑如穩(wěn)定劑、潤滑劑等(通常重量百分含量為配方總量的0.5-6％)。這種復(fù)合材料的材料結(jié)構(gòu)特征為島狀的環(huán)氧樹脂顆粒包覆于聚氯乙烯的連續(xù)相之中。環(huán)氧樹脂顆粒與連續(xù)相的聚氯乙烯之間經(jīng)表面化學(xué)反應(yīng)牢固地結(jié)合在一起。

因此，按本發(fā)明的工藝過程制作的產(chǎn)品具有抗壓強(qiáng)度高、抗拉強(qiáng)度高、抗撓曲能力強(qiáng)、抗蠕變能力強(qiáng)的特點(diǎn)。其單位強(qiáng)度指標(biāo)雖不及相應(yīng)的熱固塑料-交聯(lián)后的環(huán)氧樹脂，卻在相應(yīng)的熱塑型塑料(例如聚氯乙烯)之上。

本發(fā)明是針對循環(huán)利用廢棄熱固性環(huán)氧樹脂提出的。按本發(fā)明的工藝過程制作的產(chǎn)品亦可再次循環(huán)再生使用。

配方對再生產(chǎn)品性能的影響

(7)廢舊環(huán)氧樹脂的百分含量??再生產(chǎn)品的機(jī)械性能(例如抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗撓曲強(qiáng)度等)隨著廢舊環(huán)氧樹脂在配方中含量的增加而逐漸強(qiáng)化。具體性能數(shù)據(jù)亦受廢舊環(huán)氧樹脂粉碎后的顆粒度、以及配方中其它組份的品種和用量的影響。一般而言，當(dāng)廢舊環(huán)氧樹脂的百分含量在配方中超過15％后硬度和抗壓強(qiáng)度首先增強(qiáng)。當(dāng)廢舊環(huán)氧樹脂的百分含量超過60％以后，硬度、抗壓強(qiáng)度和抗撓曲強(qiáng)度均開始明顯提高。以廢舊環(huán)氧樹脂的粒度為120目為例，當(dāng)廢舊環(huán)氧樹脂的百分含量到達(dá)80～85％時，抗壓強(qiáng)度和抗撓曲強(qiáng)度均增至最大值。繼續(xù)增加廢舊環(huán)氧樹脂的百分含量，則各有關(guān)機(jī)械性能均開始明顯下降。

(8)廢舊環(huán)氧樹脂的顆粒度??一般情況下，廢舊環(huán)氧樹脂粉碎后的顆粒度越細(xì)，再生產(chǎn)品的機(jī)械性能越優(yōu)越。但由于廢舊環(huán)氧樹脂的粉碎需要消耗能量，要求的顆粒度越細(xì)，粉碎過程中需要消耗的能量就越多。實(shí)踐中較為可取的顆粒度為100～150目。