一种阻燃纳米再生塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃纳米再生塑料及其制备方法，该种阻燃纳米再生塑料，包括如下述重量份原料：废旧塑料50‑60份、相容剂40‑55份、阻燃剂4‑6份、纳米阻燃复合剂100‑120份、1,4‑丁烯二醇5‑10份、偶联剂1‑2份、抗氧剂1.0‑1.5份、润滑剂1.5‑2份；由如下步骤制备而成：步骤S1、制备再生塑料原料；步骤S2、使用挤出造粒设备制备阻燃纳米再生塑料；本发明专利技术属于再生塑料技术领域，本发明专利技术通过对废旧塑料进行再利用，解决了现有技术中存在的废旧塑料燃烧、掩埋对环境造成污染的问题，通过对废旧塑料原料进行改性处理，解决了废旧塑料阻燃性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃纳米再生塑料及其制备方法
本专利技术属于再生塑料
，具体地，涉及一种阻燃纳米再生塑料及其制备方法。
技术介绍
塑料作为人工合成的高分子材料，由于它具有良好的成型、刚性、绝缘性、耐酸碱耐腐蚀性，以及易于着色、外观鲜艳等特点，广泛用于家电、汽车、军工、包装等领域，成为一种与生活息息相关的材料。但随着塑料工业的迅猛发展，也带来了人们不愿意看到的，由于废弃塑料引起的一系列社会问题。废旧塑料难以自然降解的特性，如果利用不得当，将会给人类赖以生存的环境造成不可挽救的灾难。废旧塑料的处理途径通常有填埋焚烧、降解、分解利用及再生利用等，但填埋、焚烧、降解等都会形成二次污染，而且经济效益不大。综合起来看，将废旧塑料加工成再生塑料是废弃塑料最好的处理手段。通过将废弃塑料转化为工程阻燃塑料，使得废弃物重复利用，然而，工程塑料中，废弃的塑料由于长期使用和老化等因素，在回收废弃塑料重复使用时会对制造的阻燃塑料产生影响。纳米塑料是指基体为高分子聚合物，通过纳米粒子在塑料树脂中的充分分散，有效地提高了塑料的耐热、耐候、耐磨等性能。纳米塑料能使普通塑料具有象陶瓷材料一样的刚性和耐热性，同时又保留了塑料本身所具备的韧性、耐冲击性和易加工性，纳米塑料是一种高科技的新材料，具有很好的发展前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阻燃纳米再生塑料及其制备方法，通过对废旧塑料进行再利用，解决了现有技术中存在的废旧塑料燃烧、掩埋对环境造成污染的问题，通过对废旧塑料原料进行改性处理，解决了废旧塑料阻燃性差的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种阻燃纳米再生塑料，包括下述重量组份的原料：废旧塑料50-60份、相容剂40-55份、阻燃剂4-6份、纳米阻燃复合剂100-120份、1,4-丁烯二醇5-10份、偶联剂1-2份、抗氧剂1.0-1.5份、润滑剂1.5-2份；该种阻燃纳米再生塑料由如下步骤制备而成：步骤S1、将配方重量份废旧塑料筛选、分拣后收集，然后进行清洗、破碎和干燥，制得粒径为40-60目的废旧塑料颗粒，然后将废旧塑料颗粒加入高速混合机中，再向高速混合机中加入配方重量份的相容剂、阻燃剂、一半配方重量份的抗氧剂和润滑剂，在转速为1500-1800r/min条件下混合6-8min，混合均匀后进入挤出造粒机，在温度为110-145℃条件下挤出造粒，制得再生塑料原料；步骤S2、将再生塑料原料、纳米阻燃复合剂、1,4-丁烯二醇、偶联剂以及另一半抗氧剂和润滑剂加入密炼机中，在温度为100-120℃条件下混炼12-15min，将混炼后材料加入挤出造粒设备的进料斗中，打开加热器，控制料筒温度为110-145℃，启动主电机，使螺旋轴旋转，混炼后材料在料筒内进一步混合并被熔融，熔融料从造粒头挤出，启动切粒电机，使切粒刀旋转，将熔融料切割成大小均匀的颗粒料，颗粒料在切料箱内先下落至接料斗内，再下落到输料管内，启动鼓风机，鼓风机输出端将颗粒料塑化冷却，并从输料管出料端流出，即得到阻燃纳米再生塑料。进一步，所述的废旧塑料为回收再利用的废旧聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的至少一种。进一步，所述的阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌中的一种或者几种以任意比例混合组成。进一步，所述的相容剂为马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述的偶联剂为硅烷偶联剂A-172或硅烷偶联剂A-171；所述的抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂300、抗氧剂B215中的一种；所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂酸丁酯中的一种。进一步，所述的纳米阻燃复合剂具体由以下步骤制备：步骤A1、将15-20重量份红磷、10-15重量份水滑石、8-10重量份蒙脱土、8-10重量份钛白粉、7-8重量份方解石、5-7重量份高岭土加入搅拌机中，在转速为600-800r/min搅拌混合10-15min，得混合粉料，然后将混合粉料加入到160重量份N-甲基吡咯烷酮和40重量份甲醇的混合溶液中，加热温度至65℃，搅拌混合24h，过滤，将滤饼用温度为60℃的热乙醇清洗3-4次，除去过量的N-甲基吡咯烷酮，再将滤饼放入真空干燥箱中，在温度为60℃条件下，干燥20h，然后将滤饼研磨过筛，得一次改性阻燃复合物；步骤A2、将一次改性阻燃复合物、8重量份醋酸钾和20-25重量份蒸馏水混合，在温度为50℃条件下，搅拌混合10h，然后冷却至温度为30℃，先在超声电功率330W条件下分散2h，然后再在超声电功率220W条件下分散3小时，过滤，用蒸馏水清洗滤渣3次，在温度为80℃条件下，真空干燥18h，然后将滤渣研磨过筛，得二次改性阻燃复合物；步骤A3、将二次改性阻燃复合物在超声功率500W条件下分散40-60min，用恒温加热装置加热到90℃，使用机械搅拌器，在1200r/min转速下搅拌60min，得纳米阻燃复合物。步骤S2中所述挤出造粒设备，包括机架、传动机构、连接机构、料筒、加热器、切粒机构和风冷送料机构，所述传动机构安装于机架的一端，切粒机构安装于机架的另一端，所述风冷送料机构位于切粒机构下方，所述连接机构和料筒位于传动机构和切粒机构之间，连接机构位于靠近传动机构的一侧，所述加热器套接固定在料筒外壁；所述传动机构包括主电机、主动带轮、减速机、从动带轮和传动带，所述主电机安装固定于机架内部，主电机输出端安装固定有主动带轮，所述减速机安装固定于机架上表面，减速机输入端安装固定有从动带轮，所述从动带轮与主动带轮通过传动带传动连接，所述传动带贯穿机架上表面，机架被传动带贯穿处开有让位孔，从动带轮远离减速机的一侧设有水管支架，所述水管支架底端与机架上表面固定连接；所述料筒与机架之间设有两个对立设置的支撑架，所述支撑架底端与机架上表面固定连接，所述支撑架顶端与料筒外壁固定连接，所述加热器位于两个支撑架之间，所述连接机构包括密封壳和联轴器，所述密封壳一端与减速机输出端转动连接，密封壳另一端与料筒固定连接，料筒内部设有螺旋轴，所述螺旋轴与料筒转动连接，螺旋轴靠近减速机的一端与减速机输出端通过联轴器固定连接，料筒靠近连接机构的一侧安装有进料斗，所述进料斗内部与料筒内部连通，料筒靠近切粒机构的一端安装固定有造粒头，螺旋轴靠近切粒机构的一端与造粒头转动连接；所述水管支架顶端固定连接有冷却管组件，所述冷却管组件分别贯穿减速机主轴和联轴器位于螺旋轴内部，冷却管组件分别与减速机主轴、联轴器和螺旋轴转动连接；所述切粒机构包括切粒电机、电机支架、切粒箱和切粒刀，所述切粒电机与电机支架远离料筒的一侧上方固定连接，所述电机支架底端与机架上表面固定连接，电机支架与造粒头之间设有切粒箱，所述切粒箱为底部贯通的中空箱体结构，所述造粒头贯穿切粒箱一侧侧壁，切粒箱与造粒头固定连接，所述切粒电机输出端贯穿切粒箱另一侧侧壁，切粒电机输出端与切粒箱转动连接，所述切粒刀位于切粒箱内部，切粒刀与切粒电机输出端固定连接，切粒刀与造粒头端面相配合；所述机架靠近切粒机构一侧上表面开有落料孔，所述落料孔位于切粒箱正下方，切粒箱底端穿过落料孔。进一步，所述风冷送料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃纳米再生塑料，其特征在于：包括下述重量组份的原料：废旧塑料50-60份、相容剂40-55份、阻燃剂4-6份、纳米阻燃复合剂100-120份、1,4-丁烯二醇5-10份、偶联剂1-2份、抗氧剂1.0-1.5份、润滑剂1.5-2份；/n该种阻燃纳米再生塑料由如下步骤制备而成：/n步骤S1、将配方重量份废旧塑料筛选、分拣后收集，然后进行清洗、破碎和干燥，制得粒径为40-60目的废旧塑料颗粒，然后将废旧塑料颗粒加入高速混合机中，再向高速混合机中加入配方重量份的相容剂、阻燃剂、一半配方重量份的抗氧剂和润滑剂，在转速为1500-1800r/min条件下混合6-8min，混合均匀后进入挤出造粒机，在温度为110-145℃条件下挤出造粒，制得再生塑料原料；/n步骤S2、将再生塑料原料、纳米阻燃复合剂、1,4-丁烯二醇、偶联剂以及另一半抗氧剂和润滑剂加入密炼机中，在温度为100-120℃条件下混炼12-15min，将混炼后材料加入挤出造粒设备的进料斗(403)中，打开加热器(5)，控制料筒(4)温度为110-145℃，启动主电机(201)，使螺旋轴(401)旋转，混炼后材料在料筒(4)内进一步混合并被熔融，熔融料从造粒头(404)挤出，启动切粒电机(601)，使切粒刀(604)旋转，将熔融料切割成大小均匀的颗粒料，颗粒料在切料箱内先下落至接料斗(702)内，再下落到输料管(703)内，启动鼓风机(701)，鼓风机(701)输出端将颗粒料塑化冷却，并从输料管(703)出料端流出，即得到阻燃纳米再生塑料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种阻燃纳米再生塑料，其特征在于：包括下述重量组份的原料：废旧塑料50-60份、相容剂40-55份、阻燃剂4-6份、纳米阻燃复合剂100-120份、1,4-丁烯二醇5-10份、偶联剂1-2份、抗氧剂1.0-1.5份、润滑剂1.5-2份；
该种阻燃纳米再生塑料由如下步骤制备而成：
步骤S1、将配方重量份废旧塑料筛选、分拣后收集，然后进行清洗、破碎和干燥，制得粒径为40-60目的废旧塑料颗粒，然后将废旧塑料颗粒加入高速混合机中，再向高速混合机中加入配方重量份的相容剂、阻燃剂、一半配方重量份的抗氧剂和润滑剂，在转速为1500-1800r/min条件下混合6-8min，混合均匀后进入挤出造粒机，在温度为110-145℃条件下挤出造粒，制得再生塑料原料；
步骤S2、将再生塑料原料、纳米阻燃复合剂、1,4-丁烯二醇、偶联剂以及另一半抗氧剂和润滑剂加入密炼机中，在温度为100-120℃条件下混炼12-15min，将混炼后材料加入挤出造粒设备的进料斗(403)中，打开加热器(5)，控制料筒(4)温度为110-145℃，启动主电机(201)，使螺旋轴(401)旋转，混炼后材料在料筒(4)内进一步混合并被熔融，熔融料从造粒头(404)挤出，启动切粒电机(601)，使切粒刀(604)旋转，将熔融料切割成大小均匀的颗粒料，颗粒料在切料箱内先下落至接料斗(702)内，再下落到输料管(703)内，启动鼓风机(701)，鼓风机(701)输出端将颗粒料塑化冷却，并从输料管(703)出料端流出，即得到阻燃纳米再生塑料。


2.根据权利要求1所述的一种阻燃纳米再生塑料，其特征在于：所述的废旧塑料为回收再利用的废旧聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种阻燃纳米再生塑料，其特征在于：所述的阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌中的一种或者几种以任意比例混合组成。


4.根据权利要求1所述的一种阻燃纳米再生塑料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述的偶联剂为硅烷偶联剂A-172或硅烷偶联剂A-171；所述的抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂300、抗氧剂B215中的一种；所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂酸丁酯中的一种。


5.根据权利要求1所述的一种阻燃纳米再生塑料，其特征在于：所述的纳米阻燃复合剂具体由以下步骤制备：
步骤A1、将15-20重量份红磷、10-15重量份水滑石、8-10重量份蒙脱土、8-10重量份钛白粉、7-8重量份方解石、5-7重量份高岭土加入搅拌机中，在转速为600-800r/min搅拌混合10-15min，得混合粉料，然后将混合粉料加入到160重量份N-甲基吡咯烷酮和40重量份甲醇的混合溶液中，加热温度至65℃，搅拌混合24h，过滤，将滤饼用温度为60℃的热乙醇清洗3-4次，除去过量的N-甲基吡咯烷酮，再将滤饼放入真空干燥箱中，在温度为60℃条件下，干燥20h，然后将滤饼研磨过筛，得一次改性阻燃复合物；
步骤A2、将一次改性阻燃复合物、8重量份醋酸钾和20-25重量份蒸馏水混合，在温度为50℃条件下，搅拌混合10h，然后冷却至温度为30℃，先在超声电功率330W条件下分散2h，然后再在超声电功率220W条件下分散3小时，过滤，用蒸馏水清洗滤渣3次，在温度为80℃条件下，真空干燥18h，然后将滤渣研磨过筛，得二次改性阻燃复合物；
步骤A3、将二次改性阻燃复合物在超声功率500W条件下分散40-60min，用恒温加热装置加热到90℃，使用机械搅拌器，在1200r/min转速下搅拌60min，得纳米阻燃复合物。


6.根据权利要求1所述的一种阻燃纳米再生塑料，其特征在于：步骤S2中所述挤出造粒设备，包括机架(1)、传动机构(2)、连接机构(3)、料筒(4)、加热器(5)、切粒机构(6)和风冷送料机构(7)，所述传动机构(2)安装于机架(1)的一端，切粒机构(6)安装于机架(1)的另一端，所述风冷送料机构(7)位于切粒机构(6)下方，所述连接机构(3)和料筒(4)位于传动机构(2)和切粒机构(6)之间，连接机构(3)位于靠近传动机构(2)的一侧，所述加热器(5)套接固定在料筒(4)外壁；
所述传动机构(2)包括主电机(201)、主动带轮(202)、减速机(204)、从动带轮(205)和传动带(206)，所述主电机(201)安装固定于机架(1)内部，主电机(201)输出端安装固定有主动带轮(202)，所述减速机(204)安装固定于机架(1)上表面，减速机(204)输入端安装固定有从动带轮(205)，所述从动带轮(205)与主动带轮(202)通过传动带(206)传动连接，所述传动带(206)贯穿机架(1)上表面，机架(1)被传动带(206)贯穿处开有让位孔(101)，从动带轮(205)远离减速机(204)的一侧设有水管支架(203)，所述水管支架(203)底端与机架(1)上表面固定连接；
所述料筒(4)与机架(1)之...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨传荣，董豪，杨雪亮，
申请(专利权)人：安徽环嘉天一再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34