[發(fā)明專利]一種灰塑復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011475535.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112521677A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張利森;張曉年;林宏時(shí);朱發(fā)軍;何建波;張鵬;林瑜;涂婕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北聲榮再生資源利用有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L23/06
• 分類(lèi)號(hào): C08L23/06;C08L91/06;C08K7/26;C08K5/09;B29C48/92;B29B17/02
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 馬麗娜

本發(fā)明公開(kāi)了一種灰塑復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，先除去粉煤灰中的殘?zhí)亢椭亟饘伲狗勖夯业奈鼭衤式档停辉賹⒃牧霞尤敫邷鼗旌蠙C(jī)中，利用螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量自動(dòng)升溫使水分大量蒸發(fā)；最后采用擠壓成型技術(shù)，在擠壓過(guò)程中原材料按螺桿的方向旋轉(zhuǎn)前行，通過(guò)螺桿的剪切、擠壓和摩擦力，使原材料塑化更好，各種材料混合更均勻，分子結(jié)構(gòu)結(jié)合更密實(shí)。通過(guò)上述方法制備得到的灰塑復(fù)合材料吸水率低、防腐爛、防蟲(chóng)蛀、韌性好、無(wú)污染、抗老化、不退色、無(wú)裂縫、無(wú)木材節(jié)疤、無(wú)邊角料、顏色可任意調(diào)配、木紋逼真并可刨、可釘、可鋸，還可循環(huán)再利用，經(jīng)濟(jì)效益好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體廢棄物處理領(lǐng)域，特別涉及一種灰塑復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

粉煤灰是火力發(fā)電站等燃煤工業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)品。粉煤灰的堆積會(huì)占用大量的土地，粉煤灰的揚(yáng)塵會(huì)造成PM2.5的空氣污染，給環(huán)境保護(hù)帶來(lái)巨大的壓力。為了減少粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染，不少學(xué)者對(duì)粉煤灰的綜合回收利用進(jìn)行了廣泛深入的研究。

將粉煤灰進(jìn)行改性并作為填料應(yīng)用于塑料是粉煤灰再利用的一種方法，然而，PE內(nèi)填充粉煤灰后強(qiáng)化效果不明顯，甚至有所降低，即使是將粉煤灰細(xì)化至納米級(jí)，粉煤灰對(duì)PE/ABS還是幾乎沒(méi)有強(qiáng)化效果，且粉煤灰越多，強(qiáng)度越低；同樣，PVC填充內(nèi)粉煤灰填充越多，復(fù)合材料性能也越差；PA中添加粉煤灰時(shí)，隨著粉煤灰含量的增加，雖然復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、剛度、介電強(qiáng)度、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性有所提升，但其拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、沖擊強(qiáng)度明顯降低，且采用粗粉煤灰降低得更加顯著。因此，如何實(shí)現(xiàn)粉煤灰在塑料中高填充量的高效強(qiáng)化填充，是未來(lái)的研究重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種灰塑復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，以解決相關(guān)技術(shù)中廢塑料中不能大量填充粉煤灰的問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種利用粉煤灰制備灰塑復(fù)合材料的方法，包括以下步驟：

(1)除去粉煤灰中80wt％以上的殘?zhí)亢椭亟饘伲玫綗o(wú)害化粉煤灰；

(2)將原材料加入高速混合機(jī)中，以800～1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速混合原材料，待原材料因摩擦起熱升溫至115℃～140℃時(shí)，將原材料轉(zhuǎn)移至設(shè)備的冷卻筒中，冷卻至常溫；原材料包括65重量份無(wú)害化粉煤灰、27.7重量份廢聚乙烯塑料、2.2重量份增塑劑、2.3重量份相容劑、1.8重量份潤(rùn)滑劑和1重量份顏色粉；潤(rùn)滑劑為重量比為30:30:40的石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸的混合物；

(3)將原材料加入平行雙螺桿造粒機(jī)中，按物料流動(dòng)去向依次設(shè)定各段溫度：200℃、195℃、190℃、185℃、180℃、175℃、170℃、165℃，擠出直徑為6～8mm的灰塑母粒；

(4)將灰塑母粒加入錐雙擠出機(jī)中，按物料流動(dòng)去向依次設(shè)定各段溫度：190℃、185℃、180℃、175℃、170℃、165℃，二次塑化，擠出灰塑復(fù)合材料。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，無(wú)害化粉煤灰通過(guò)以下方式得到：利用聯(lián)合分選方式將粉煤灰中含有的重金屬分離出來(lái)，使粉煤灰中的重金屬含量降低80～100wt％；聯(lián)合分選方式包括磁選、重選、電選中一種或多種的組合。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，重金屬為鐵、鈦、銅、鉛、鋅、鉻、鎘中的一種或多種。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，無(wú)害化粉煤灰的粒度為50-500目，廢聚乙烯塑料的粒徑≤6mm。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，增塑劑為鄰苯二甲酸二辛脂，潤(rùn)滑劑為重量比為30:30:40的石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸混合物；顏色粉為氧化鐵類(lèi)無(wú)機(jī)色粉。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，廢聚乙烯塑料的溶脂度為1.0，灰分含量＜3wt％。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，上述方法還包括壓花步驟：將壓花機(jī)溫度設(shè)定為100±5℃，待溫度達(dá)到設(shè)定各段溫度后，輥輪轉(zhuǎn)動(dòng)，把灰塑復(fù)合材料放入高溫滾筒壓花機(jī)中，壓花。