一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法技术

一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法，涉及聚乙烯废固再利用。以三种再生聚乙烯为原料，包括电缆料、利乐包料、淋膜料，热膨胀微球为发泡剂，通过过氧化物交联和物理发泡，模压成型制备得到三种交联发泡发泡聚乙烯制品。用同步热分析仪、扫描电子显微镜、摆锤式冲击试验机和电子万能试验机等对所制备交联发泡聚乙烯产品的热学性能、形貌、抗冲击性能和抗拉伸性能进行了表征和分析。其中基于再生聚乙烯淋膜料的交联发泡制品的综合性能最佳，可望用于生产浮漂、浮力球等各类型水上产品。对于开拓聚乙烯回收利用渠道，促进塑料制品循环利用，实现资源可持续发展具有重要意义。实现资源可持续发展具有重要意义。实现资源可持续发展具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法


[0001]本专利技术涉及聚乙烯废固再利用，尤其是涉及通过物理发泡法，制备具有良好力学性能和抗老化性能的一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法。

技术介绍

[0002]发泡聚合物材料是一类具有微米级孔径且独立分布泡孔的新型高分子材料，其独特的孔结构赋予了发泡聚合物材料质轻、隔热、减震及良好的力学性能等诸多优点。用于渔业的浮漂、浮力球等是发泡聚合物材料的主要应用领域之一。
[0003]渔业产品大多数以聚苯乙烯为原材料。聚苯乙烯存在脆性大、耐热性较差等问题，用作发泡材料时存在泡孔易破裂、抗冲击强度差等缺点。另外，聚苯乙烯易经生物或者光分解进入生态循环系统。且发泡聚苯乙烯比重低，极易漂浮于水面或随风飘移，造成视觉污染和景观破坏。
[0004]聚乙烯作为产量最高、应用最广的塑料，具有化学稳定性好、生物毒害性小的优点，但相应也产生了大量的固废垃圾，对自然环境带来伤害。聚乙烯类固废主要通过回收、分离、清洗、脱水，再重新挤出造粒成切片二次料，在次一级产品线得到应用。提高聚乙烯废固的再利用率是缓解塑料污染的重要途径，因此，开发一种能直接、简单、高效地将聚乙烯废固增值化的实用工艺具有实际意义。
[0005]与化学发泡法相比，物理发泡法具有无化学反应,污染较小,组分的温度敏感性较低,生产效率较高，设备要求低等优点，是目前使用最为广泛的发泡方法。热膨胀微球属于新型物理发泡剂，是一种以热塑性塑料为外壳，低沸点烷烃为膨胀发泡剂的芯壳材料。
[0006]物理发泡一般有三种方法，一是在基体材料中添加低沸点溶液，例如：超临界二氧化碳流体。二是对基体材料施加压力使惰性气体，如氮气。三是在基体材料中加入微小的空心球，使其成为发泡体进行发泡。
[0007]选用微球为发泡剂，过氧化二异丙苯为交联剂，再生低密度聚乙烯通过物理发泡、模压成型制备交联发泡材料，可实现聚乙烯回收料的高效、高价值的再利用。这一方法提供废旧塑料循环使用新策略，又取代聚苯乙烯，以降低塑料污染对环境的影响。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供简单高效、赋能明显的一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法，以再生低密度聚乙烯为原材料，热膨胀微球为发泡剂，过氧化二异丙苯为交联剂，与硬脂酸锌通过熔融共混、物理发泡、挤出模压法加工成型，最终制备得到发泡制品。
[0009]本专利技术包括以下步骤：
[0010]1)测试再生聚乙烯的熔融指数和热性能；
[0011]在步骤1)中，所述再生聚乙烯采用电缆料、利乐包料、淋膜料三种聚乙烯回收料，采用常见聚乙烯回收处理工艺进行回收，具体步骤为：清洗
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分拣
‑
粉碎
‑
清洗
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脱水干燥
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挤出机熔融、挤出和造粒；所述测试再生聚乙烯的熔融指数和热性能可采用熔体流动速率试
验机，所述再生聚乙烯的熔融指数的大小为0.3g/10min至13.6g/10min。
[0012]2)将再生低密度聚乙烯在开炼机上进行包辊，加入微球发泡剂Expancel、过氧化二异丙苯和硬脂酸锌进行混炼；
[0013]在步骤2)中，所述开炼机的辊温可为100～120℃；所述微球发泡剂Expancel、过氧化二异丙苯和硬脂酸锌的质量比可为(4.5～8)︰1︰1；混炼的时间可为8～10min；所述微球发泡剂加热到一定温度后，壳体软化，内部发泡剂膨胀，冷却后，膨胀微球外壳变硬，保持泡孔状态，微球发泡剂Expancel的发泡温度范围140～150℃。
[0014]3)将混炼料取下，趁热将混炼料迅速放入板材模具中；
[0015]在步骤3)中，所述板材模具可替换为其他不同的模具，以制备不同的发泡制品。
[0016]4)将模具放入平板硫化机内，加热压制；
[0017]在步骤4)中，所述加热压制的温度可为160～220℃，加热压制的时间可为6～10min。
[0018]模压过程中，交联剂过氧化二异丙苯在120～125℃时发生分解，形成两分子活性很高的自由基，夺取聚乙烯大分子主链连接支链位置叔碳原子上的H原子,将其转化为活性自由基并相互结合,发生C
‑
C交联，从而形成交联网状结构，交联网络结构的形成有利于得到具有闭孔、微孔和稳定的泡沫体，可以保证在熔融状态下先交联再发泡，顺利模压成型。
[0019]5)开模将板材取出模腔，冷却定型，最终获得交联发泡再生聚乙烯制品。
[0020]在步骤5)中，所制备的交联发泡再生聚乙烯制品，可用同步热分析仪、扫描电子显微镜、摆锤式冲击试验机和电子万能试验机等对其熔融指数、热学性能、表面形貌、抗冲击性能和抗拉伸性能进行表征和分析，其泡孔独立分布,交联后熔融指数、熔点提高；再生聚乙烯利乐包料、淋膜料交联发泡后的平均孔径相近，电缆料交联发泡后平均孔径略大于前述两种交联发泡再生聚乙烯；交联发泡再生低密度聚乙烯的泡孔尺寸与熔融指数呈正相关关系，其拉伸强度和冲击强度最高可达9.7N/mm2和21.5KJ/m2。氧化诱导时间为7.3min。
[0021]本专利技术研究发现，交联发泡再生低密度聚乙烯淋膜料具有最佳的使用性能。
[0022]本专利技术可在制备浮漂、浮力球等渔业制品中应用。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下突出的优点和技术效果：
[0024]1.本专利技术的方法能够有效实现再生聚乙烯废固的增值化和再利用；
[0025]2.本专利技术的方法利用微球物理发泡、模压成型工艺，较其他聚乙烯废固再利用的方法简单；
[0026]3.本专利技术的方法利用再生聚乙烯首次成功制得交联发泡再生低密度聚乙烯板材和浮标产品，拓宽相关产品的选择范围，证明了工艺的普适性；
[0027]4.本专利技术的方法制备的交联发泡再生聚乙烯制品，符合“禁塑令”的政策和“碳中和”开源节流的理念，再生聚乙烯的增值、再利用具有重大实际意义；
[0028]5.本专利技术所制备的交联发泡再生聚乙烯制品，具有价格低廉、泡孔稳定、力学性能高、抗老化性能和使用性能佳等优点，其各项综合性能良好。
附图说明
[0029]图1是实施例1，2和3制备的再生聚乙烯及其联发泡再生聚乙烯板材和浮标实物图；
[0030]图2是实施例1，2和3制备的再生聚乙烯电缆料、利乐包料、淋膜料的DSC曲线；
[0031]图3是实施例1，2和3制备的交联发泡再生聚乙烯电缆料、利乐包料、淋膜料的DSC曲线；
[0032]图4是实施例1制备的交联发泡再生聚乙烯电缆料SEM图像(标尺400μm)；
[0033]图5是实施例1制备的交联发泡再生聚乙烯电缆料SEM图像(标尺50μm)；
[0034]图6是实施例2制备的交联发泡再生聚乙烯利乐包料SEM图像(标尺400μm)；
[0035]图7是实施例2制备的交联发泡再生聚乙烯利乐包料SEM图像(标尺50μm)；
[0036]图8是实施例3制备的交联发泡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法，其特征在于包括以下步骤：1)测试再生聚乙烯的熔融指数和热性能；2)将再生低密度聚乙烯在开炼机上进行包辊，加入微球发泡剂Expancel、过氧化二异丙苯和硬脂酸锌进行混炼；3)将混炼料取下，趁热将混炼料迅速放入板材模具中；4)将模具放入平板硫化机内，加热压制；5)开模将板材取出模腔，冷却定型，最终获得交联发泡再生聚乙烯制品。2.如权利要求1所述一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法，其特征在于在步骤1)中，所述再生聚乙烯采用电缆料、利乐包料、淋膜料三种聚乙烯回收料。3.如权利要求1所述一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法，其特征在于在步骤1)中，所述测试再生聚乙烯的熔融指数和热性能采用熔体流动速率试验机，所述再生聚乙烯的熔融指数的大小为0.3g/10min至13.6g/10min。4.如权利要求1所述一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法，其特征在于在步骤2)中，所述开炼机的辊温可为100～120℃。5.如权利要求1所述一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法，其特征在于在步骤2)中，所述微球发泡剂Expancel、过氧化二异丙苯和硬脂酸锌的质量比可为(4.5～8)︰1︰1。6.如权利要求1所述一种利用再生聚乙烯制备发泡制品的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，陈明焕，雷育杰，夏云霞，
申请(专利权)人：漳州三利达环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：