一种废塑料基立体绿化与边坡治理栽培基质的制备方法技术

本发明专利技术公开一种利用废弃塑料制备立体绿化与边坡治理栽培基质的方法，属于环境保护与资源综合利用的固体废弃物处理新技术。工艺过程包括，配料—熔融—混炼—发泡—成型—产品。本发明专利技术所使用的废旧塑料无需预先清洗与破碎，可以使用多种类型塑料的混合物，具备普适性强、成本低廉、操作简便、无三废产生的特点。产品强度高、韧性强、容重低、吸水保水性能优异，在立体绿化和边坡修复治理方面具有广阔的市场应用价值。市场应用价值。市场应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种废塑料基立体绿化与边坡治理栽培基质的制备方法


[0001]本专利技术涉及利用废旧塑料合成植物栽培基质的方法，属于环境保护与资源综合利用的固体废弃物处理新技术，尤其适用于以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯为主的各类高分子聚合物的环境友好型资源化循环利用。

技术介绍

[0002]立体绿化是解决城市热岛效应和边坡修复的重要手段，主要由栽培基质、植物、支持系统及灌溉系统组成。栽培基质是维持立体绿化生长的重要媒介，需要具备低容重、低成本、高吸水性的性质。目前市场上常见的有机和无机两种类型的栽培基质，例如沸石、沙、草炭和土壤，一般存在容重高，吸水性差的问题。例如土壤容重为1.0
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1.5g/cm3，需要额外的支架提供支撑、固定作用，增加了建设成本。并且市售栽培基质价格昂贵，约为8000
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15000元/m3，在实际使用中面临着吸水性和保水性差，不仅造成了水资源的浪费，还增加了维护成本。
[0003]塑料具有容重低，耐酸碱，成本低等优点，可通过脱氢反应和发泡反应作为骨架制备新型低容重栽培基质。2019年全球塑料产量为3.68亿吨，聚乙烯，聚丙烯和聚氯乙烯是占比最高的三种塑料，占塑料产量的60％左右。但由于废弃塑料成分复杂，回收政策不健全，导致全球约有40％的塑料通过填埋进行处理，由此产生的大量难降解废旧塑料已成为现代社会的主要问题。由于废旧塑料分拣技术的不完善，导致分拣效果差，不同类型的塑料混合在一起。即使是同一类型塑料，由于生产厂家不同，同一种类型废旧塑料具有不同的性质，例如熔融强度。废旧塑料是疏水材料，需要对塑料大分子链改性，嫁接吸水材料提高吸水和保水能力。由废旧塑料制备栽培基质，不仅为低容重，性质稳定，低成本的立体绿化和边坡修复栽培基质制备提供了新的途径，还增加了废旧塑料的附加价值。针对现有栽培基质的不足和废旧塑料的回收难，产品附加值低的问题，本专利技术通过添加聚烯烃热塑性弹性体和交联剂，提高废旧塑料熔融强度，以废旧塑料作为骨架材料，制备了低容重、低成本和超吸水的塑料基栽培基质。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有立体绿化和边坡修复栽培基质容重大、成本高、普适性底、吸水性差的现状，提供一种利用废旧塑料制备栽培基质的方法，以解决废旧塑料回收难、产品附加值低的实际问题。通过添加聚烯烃热塑性弹性体和交联剂调节熔融强度，适用于利用单一类型废旧塑料，两种或两种以上类型废旧塑料合成栽培基质。
[0005]本专利技术按以下步骤完成：
[0006]1、将未清洗的废旧塑料加入混炼设备中，加入5
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30wt.％聚烯烃热塑性弹性体、0.5
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2wt.％交联剂(过氧化二苯甲酰，过氧化二叔丁基，过氧化二异丙苯的任意一种或多种的混合物)，和20
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60wt.％高吸水剂(聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸、淀粉基、纤维素基吸水剂的任意一种或多种的混合物)，在140
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180℃条件下混炼3
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5分钟，得到共混物。
[0007]2、向所述的共混物中加入2
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6wt.％发泡剂(偶氮二甲酸二异丙酯，偶氮二甲酸钡，偶氮二甲酰胺，二亚硝基五亚甲基四胺的任意一种或多种的混合物)和发泡助剂(氧化锌，邻苯二甲酸二辛脂，甘油，柠檬酸三丁酯的任意一种或多种的混合物)，在140
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180℃条件下混炼3
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5分钟，然后升温至180
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200℃，保持15
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30min，自然冷却至室温。
[0008]3、对发泡产物脱模，根据设计需求，切割成不同形状，所得产品可以用于立体绿化与边坡治理。
[0009]本专利技术技术方案的原理为：
[0010]高温熔融状态下，交联剂分解产生自由基，攻击废旧塑料和聚烯烃热塑性弹性体，发生去氢反应，产生活性中心，进而使得聚烯烃热塑性弹性体嫁接到塑料大分子链上。单一类型、两种或两种以上类型废旧塑料具有不同的熔融强度，无法满足发泡过程中的强度要求。通过嫁接聚烯烃热塑性弹性体能够提高支化度，降低流动性，显著提高不同类型废旧塑料的熔融强度，以承受发泡过程中产生的压力，从而确保不同类型的废旧塑料均可以合成塑料基栽培基质；然后在高吸水剂，发泡剂和发泡助剂的共同作用下，发生发泡反应，合成高吸水的塑料基栽培基质。
[0011]本方法具备以下特点：
[0012]1、普适性强。适用于未清洗的废旧混合塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等；针对不同类型废旧塑料，调节聚烯烃热塑性弹性体和交联剂的含量，可以确保不同类型的塑料均可满足发泡过程中的强度要求。
[0013]2、成本低廉。以废旧塑料为主要原料，工艺成本低，还可以消纳废旧塑料，提高其附加价值。
[0014]3、操作简便。所需废旧塑料在使用前，无需清洗，无需破碎，简便快捷；所需吸水材料和发泡剂无需预处理，流程简单、生产成本低、工程安装简易，不产生三废。
[0015]4、性能优异。利用不同类型塑料制备的栽培基质吸水率大于400％，失重率小于3.0％。
[0016]下面结合说明书附图和实施方案进一步阐述本专利技术的内容。
附图说明
[0017]为进一步了解本专利技术，下面以附图描述本专利技术的工艺流程，不同类型废旧塑料制备栽培基质和产物分析结果。
[0018]图1是废旧塑料制备栽培基质的工艺流程图。
[0019]图2是交联剂过氧化二异丙苯对栽培基质的吸水率和失重率的影响
[0020]图3是聚烯烃热塑性弹性体对废旧塑料熔融指数的影响
[0021]图4是废旧塑料制备栽培基质的结构示意图
[0022]图5是实施例1至实施例6与对比例1至对比例3的吸水率和失重率性能比较
具体实施方式
[0023]下面给出的实施例拟对本专利技术作进一步说明，但不能理解为是对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本专利技术的内容对本专利技术做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本专利技术的保护范围。
[0024]实施例1：
[0025]取5.0g废旧聚乙烯塑料，无需预先清洗和破碎，置于密炼机中，熔融温度为140℃，加入0.5g聚烯烃热塑性弹性体、0.02g过氧化二异丙苯和1.0g聚丙烯酸钠高吸水树脂，混炼3分钟。加入0.2g偶氮二甲酰胺、0.02g氧化锌和1.5g邻苯二甲酸二辛脂，混炼3分钟后置于180℃下反应30min，冷却到室温后脱模，切割成10*4*1cm。所制得栽培基质吸水率大于400％，失重率小于4.0％。
[0026]实施例2：
[0027]取5.0g废旧聚丙烯塑料，无需预先清洗和破碎，置于密炼机中，熔融温度为165℃，加入0.5g聚烯烃热塑性弹性体、0.05g过氧化二苯甲酰和1.0g聚丙烯酰胺高吸水树脂，混炼3分钟。加入0.15g偶氮二甲酰胺、0.02g氧化锌和1.0g邻苯二甲酸二辛脂，混炼3分钟后置于180℃下反应30min，冷却到室温后脱模，切割成10*4*1c本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废塑料基立体绿化与边坡治理栽培基质的制备方法，其特征在于，该栽培基质包括废旧塑料、聚烯烃热塑性弹性体、交联剂、高吸水剂、发泡剂和发泡助剂。2.根据权利1所述的一种废塑料基立体绿化与边坡治理栽培基质的制备方法，其特征在于，加入聚烯烃热塑性弹性体和交联剂后熔融指数为0.5
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2.0g/10min。3.根据权利1和权利2所述的一种废塑料基立体绿化与边坡治理栽培基质的制备方法，其特征在于，聚烯烃热塑性弹性体与废旧塑料的质量比为5
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40wt.％；交联剂与废旧塑料的质量比为0.2
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1.2wt.％。4.根据权利1所述的一种废塑料基立体绿化与边坡治理栽培基质的制备方法，其特征在于，所述废旧塑料选自单一类型塑料，两种或两种类型以上塑料的任意一种或多种的混合物。5.根据权利1所述的一种废塑料基立体绿化与边坡治理栽培基质的制备方法，其特征在于，高吸水剂与废旧塑料的质量比为20
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60wt.％；发泡剂与废旧塑料质量比为2
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6wt.％；发泡助剂与废旧塑料质量比为20
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30wt.％。6.根据权利1
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【专利技术属性】
技术研发人员：张付申，岳晓辉，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：