一种利用废弃交联聚乙烯和沥青制备再生制品的方法技术

本发明专利技术提供一种利用废弃交联聚乙烯和沥青制备再生制品的方法，该方法通过利用固相力化学反应器对废弃交联聚乙烯进行碾磨处理，再利用沥青作为增塑剂进行增塑，从而使得经碾磨后所得部分解交联的废弃交联聚乙烯/沥青材料具备优良的加工流动性，适用于各类热塑加工工艺制备具备高性能的再生制品。经过沥青增塑后的废弃交联聚乙烯超细粉体，不仅可以在具有高压力的压缩力场中成型，也可适用于低剪切力场的热塑性挤出加工，制备所得再生制品都具备良好的力学性能。好的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种利用废弃交联聚乙烯和沥青制备再生制品的方法


[0001]本专利技术属于废弃交联聚乙烯回收利用
，具体涉及一种利用废弃交联聚乙烯和沥青制备再生制品的方法，特别是针对利用中国授权专利技术专利ZL95111258.9所公开的力化学反应器对上述废弃交联聚乙烯进行处理。

技术介绍

[0002]交联聚乙烯是聚乙烯通过辐照交联、过氧化物交联和硅烷交联等方法，利用分子间共价键作用形成了三维网状结构，具有不溶不熔的特点，交联过后的聚乙烯获得了优异的耐热性、耐应力开裂性、耐化学腐蚀性、耐磨损性、抗蠕变性能及出色的力学等性能，广泛应用于化工、建筑、汽车、机械、电力、包装、农业等行业，尤其被用于制备管道和绝缘电线电缆。
[0003]显然，废弃交联聚乙烯的产生来自于上述
，例如在电缆料领域中的来源主要有两个，第一个就是合成和生产过程中废弃料，由于电缆线生产的特殊性，在工艺调试过程中不可避免的会产生废料，约有产品生产的5％；第二个就是使用过后的电缆料，在达到使用年限后替换下的旧电缆，这一部分是非常大量且完全无法减少的废料。并且由于交联聚乙烯的三维网状结构更是无法再次热塑加工，致使废料十分难以进行回收利用。
[0004]废弃交联聚乙烯应是极具回收利用价值的资源，根据测算，回收利用1吨废弃交联聚乙烯相当于少用3
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5吨石油，这对缺乏原生资源，原油大量依赖进口，据国家统计局数据显示，2019年，中国原油进口量为50572万吨，同比增长9.5％，对于我国国民经济无疑具有十分重要的意义。
[0005]目前，处理废弃交联聚乙烯的方法主要有填埋、焚烧和裂解等。
[0006]填埋法：占地面积大，与城市建设争地矛盾突出，填埋费用高，多与其他城市固体垃圾一同填埋，填埋渗出的有机物会污染水源，影响地下生态环境。
[0007]焚烧法：常与其他城市废弃固体垃圾一起焚烧，产生的有毒气体，会污染大气，而使用焚烧的无毒化处理设备又投资大，成本高(建一座大型焚烧厂需20多亿元)。
[0008]裂解法：是指通过热解或水解等化学反应从废弃交联聚乙烯中回收单体、低聚物等原料。但建立这种原料回收工厂不仅投资大、污染重，还只能处理清洁的废弃料，因而废弃交联聚乙烯的收集、运输、分离/分类和前处理费用高、能耗高，效率低，使得回收过程的运行总费用超过产出物的价值，回收利用的价值不大。现今我国大部分废弃交联聚乙烯都是裂解法回收，对于环境具有极大污染，因此该方法不值得推广，已开始被禁止。
[0009]回收利用(Reuse，Recycle)虽是废弃交联聚乙烯最有效、最有前景的处理方法。但从目前来说，对于通常废弃高分子材料可以通过溶剂分离回收、熔体加工回收和固相加工回收这三种方法进行回收利用，但由于废弃交联聚乙烯材料的三维网状结构使其既不能溶解，也不能熔融，因此难以采用溶剂分离回收或熔体加工回收方式，从而只能通过固相加工方式进行回收。
[0010]为了提供一种更为清洁、高效、易于实施的废弃交联聚乙烯固相加工回收利用新
技术，本专利技术申请人在先申请专利“一种废弃交联聚乙烯回收材料及其回收方法”(CN104385485A)中，公开了一种废弃交联聚乙烯回收材料及其回收方法，该方法是先将废弃交联聚乙烯粉碎成0.5
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2cm的粒料，然后置于固相力化学反应器中进行碾磨，碾磨过程中控制冷却循环水温为5～30℃，碾磨压力为10～50MPa，碾磨转速10～1000rpm，碾磨次数为5
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30次，其材料被碾磨成粉体，其粒度为100
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500目，且通过索氏提取装置测试的凝胶含量<60％。
[0011]该本专利技术提供的方法能够选择性地切断废弃交联聚乙烯中的C—O键和Si—O键，将其三维交联结构的交联键断开，改变其原有的不溶不熔的特性，提高材料的热塑性和熔融流动性，重新赋予了废弃交联聚乙烯回收材料热塑加工性，使其获得的回收材料能够通过挤出、压延等常规的热塑加工方法制备性能优异的高值化回收材料及制品。
[0012]但是，本专利技术的专利技术人在对上述专利技术实际实施过程中发现，虽然利用固相力化学反应器对废弃交联聚乙烯进行了碾磨，实现了一定程度上废弃交联聚乙烯的解交联，但是经过碾磨所得粉体呈现出颗粒外表解交联，内部仍为交联状态，导致在粉体热塑加工时呈现颗粒流的状态。因此虽然其具有一定的热塑加工性，但是其流动性通常只有在高剪切力场的作用下才能勉强进行加工，而对于低剪切力场的单螺杆直接挤出成型以及无剪切力场的硫化压板技术，都表现出了较差的力学性能，因此在其应用例中也并未谈及直接挤出成型为片材的应用方式及产品性能。
[0013]并且上述专利技术在实施过程中还发现，即便按照其应用例公开先通过高剪切力场的双螺杆挤出机挤出造粒再热压成型，但是其加工的产品只能是不连续的小块片材，无法在实际生产中大量连续加工，极大的限制了其应用范围。

技术实现思路

[0014]本专利技术针对上述现有技术中的问题，提供一种利用废弃交联聚乙烯和沥青制备再生制品的方法，该方法通过利用固相力化学反应器对废弃交联聚乙烯进行碾磨处理，再利用沥青作为增塑剂进行增塑，从而使得经碾磨后所得部分解交联的废弃交联聚乙烯/沥青材料具备优良的加工流动性，适用于各类热塑性加工工艺制备具备高性能的再生制品。
[0015]为实现上述目的，本专利技术是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。
[0016]一种利用废弃交联聚乙烯和沥青制备再生制品的方法，包括以下步骤：
[0017](1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；
[0018](2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为2～3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25～35℃，循环碾磨13～15次，磨盘转速30～50转/分；
[0019](3)将天然液体沥青与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在180～200℃，转速控制在30～50rpm，时间控制在10～30min，天然液体沥青与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为(0.1～0.3)：(0.9～0.7)；
[0020](4)将步骤(3)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；
[0021](5)将步骤(4)所得复合粒料通过热塑性加工制备得高性能的再生制品。
[0022]通常而言，步骤(1)中所述废弃交联聚乙烯材料或制品，包括电缆在合成和生产过程中废弃料、废旧电缆、液体输送管道、制冷系统管道、地暖系统用管等产生的废料等废弃量较大的工业废弃物，本领域技术人员可查询废弃交联聚乙烯材料或制品的规格确定是否符合将其作为本专利技术的原料选择。
[0023]其中，步骤(1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用废弃交联聚乙烯和沥青制备再生制品的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)选取交联聚乙烯占比不低于98％的废弃交联聚乙烯材料或制品，经过包括洗净的预处理后，将其处理粉碎至均粒径不高于1mm的废弃交联聚乙烯粉体；(2)将废弃交联聚乙烯粉体加入磨盘型固相力化学反应器中进行碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得废弃交联聚乙烯超细粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为2～3MPa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25～35℃，循环碾磨13～15次，磨盘转速30～50转/分；(3)将天然液体沥青与步骤(2)所得废弃交联聚乙烯超细粉体加入到密炼机中混合密炼；其中，密炼机的工艺参数为：密炼温度控制在180～200℃，转速控制在30～50rpm，时间控制在10～30min，天然液体沥青与废弃交联聚乙烯超细粉体的质量比为(0.1～0.3)：(0.9～0.7)；(4)将步骤(3)密炼后所得复合材料进行粉碎处理为均粒径0.5～1cm的复合粒料；(5)将步骤(4)所得复合粒料通过热塑性加工制备得高性能的再生制品。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(2)中所述磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为25～35℃，所述冷却液体为水、乙二醇或甘油。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(1)中所述处理粉碎至均粒径不高于500um的废弃交联聚乙烯粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：白时兵，廖益，段文锋，赖双鑫，杨双桥，丁红梅，谭宁，熊玉钦，王迎春，
申请(专利权)人：北京东方雨虹防水技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：