阅读说明：本技术 一种废旧口罩再生阻燃塑胶弹性体的制备方法 (Preparation method of regenerated flame-retardant plastic elastomer of waste mask ) 是由 邓素荣 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种废旧口罩再生阻燃塑胶弹性体的制备方法,本发明属于高分子材料技术领域,制备的再生阻燃塑胶弹性体对环境无污染,生产成本降低,生产效率高,抗撕裂能力较强,在许多恶劣的外力撕裂环境下都能够保持良好的产品完整性,恢复能力较好,与其他弹性体材料相比,抗撕裂能力非常优越,持久耐磨,抗老化,高弹力,拉伸性强,相较于目前的废旧口罩焚烧处理,不仅提升了其巨大的经济价值,保证废旧口罩得到无害化处理的同时,还减少了环境污染,缓解了聚丙烯等高分子原料的短缺,绿色环保,资源再生,为解决大规模废旧一次性医用口罩,提供了一条高经济价值环保无害的处理方法,具有广泛的应用前景。(The invention discloses a preparation method of a waste mask regenerated flame-retardant plastic elastomer, which belongs to the technical field of high polymer materials, the prepared regenerated flame-retardant plastic elastomer has no pollution to the environment, the production cost is reduced, the production efficiency is high, the tear resistance is strong, the product integrity can be kept under a plurality of severe external force tearing environments, the recovery capability is good, compared with other elastomer materials, the tear resistance is very superior, the product is durable, wear-resistant, ageing-resistant, high in elasticity and strong in stretchability, compared with the existing waste mask incineration treatment, the huge economic value is improved, the waste mask is ensured to be subjected to harmless treatment, the environmental pollution is reduced, the shortage of high polymer raw materials such as polypropylene is relieved, the environment is protected, the resources are regenerated, and a high-economic-value, environment-friendly and harmless treatment method is provided for solving the large-scale disposable medical mask, has wide application prospect.)

一种废旧口罩再生阻燃塑胶弹性体的制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种废旧口罩再生阻燃塑胶弹性体的制备方法。

背景技术

目前我国医用口罩使用量最大的就是普通级别的一次性使用医用口罩。一次性口罩成本很低，原料主要都是聚丙烯。聚丙烯高熔无纺布专用料成为最佳选择，无纺布口罩是由专业用于医疗卫生的纤维无纺布内两层,中间增加一层过滤防菌达99.99%的以上过滤溶喷布经超声波焊接而成，当口罩需求量较大，对市场的影响是极为剧烈的，多家企业会加大马力生产聚丙烯原料，面对严峻的需求形势，本领域技术人员亟待开发出一种废旧口罩再生阻燃塑胶弹性体的制备方法，来解决现有的技术困境，实现废旧口罩安全无污染环保的回收再利用，为缓解塑胶原料短缺贡献力量。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种废旧口罩再生阻燃塑胶弹性体的制备方法。

一种废旧口罩再生阻燃塑胶弹性体的制备方法，包括以下步骤：

（1）改性处理废旧口罩：在密闭相对于室外负压-5~-10Pa室内，所述废旧口罩为装入聚乙烯包装袋的废旧一次性使用医用口罩，附带有松紧耳带，废旧一次性使用医用口罩由聚丙烯无纺布制成，将废旧口罩可以连同聚乙烯包装袋一起或单独废旧口罩送入破碎机进行充分破碎处理，再采用80%质量分数的乙醇进行浸泡搅拌洗涤5~10h后，得固液混合物，取废旧口罩碎片随后过滤脱除乙醇，乙醇经煮沸重复利用，转移至0.02%~0.05%表面活性剂溶液中浸泡活性处理5~6h过滤，转移至清水中，升温工作压力50~70KPa沸水煮0.5~1h后，降温至室温静置5~10h，除去高密度水底杂质，过滤70~80℃干燥4~5h得清洁废旧口罩碎片；（2）步骤（1）得到的清洁废旧口罩碎片过滤采用辐照度0.89W/m，灯距1~15cm，波长340nm；60~70℃温度下紫外灯照射4~8h后，在臭氧浓度10~100pphm气流速度：12~16mm/s，气体流量：20~40L/min的处理器中50~60℃、湿度60~80%下陈化处理0.1~0.5h后，得阻燃塑胶弹性体原料；（3）将所述阻燃塑胶弹性体原料通过相容剂、增韧剂、增稠剂进行改性，得到改性处理的回收塑料；其中，改性的具体工艺为将所述阻燃塑胶弹性体原料投入相容剂、增韧剂和增稠剂后在连续混炼机中混炼15~30分钟；所述相容剂、增韧剂、增稠剂的质量分别为所述回收塑料的3.2％~4.4％、1.5％~2.2％、8.2％~10.5％；(4)将上述所有配料在105~115℃下搅拌100~120分钟，搅拌速度为500~600r/min，使其混合均匀；在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，其中挤出机一到八区温度及机头温度分别为170℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、205℃、210℃，机头温度为210℃，螺杆转速100~120r/min，制得再生塑料颗粒。

进一步的方案，所述废旧口罩为装入聚乙烯包装袋的废旧一次性使用医用口罩附带的松紧耳带为乙丙橡胶、SBS、SEBS材质中的其中一种。

进一步的方案，所述相容剂为SEBS-g-MAH、POE-g-GMA和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中的一种或它们的混合物；所述增韧剂为滑石粉和/或绢云母粉；所述增稠剂的具体物质组分按重量份为：焦磷酸铵3~5份，焦磷酸二三聚氰胺4~6份，二硫化四甲基秋兰姆1~3份，二辛基丁二酸磺酸钠2~4份。

本申请中的废旧口罩为生产过程是产生的残次口罩。

本发明的有益效果：

本发明制备方法制备的再生塑胶弹性体，一般医疗口罩一般都是三层无纺布结构，是由专业用于医疗卫生的纺粘无纺布内两层，中间增加一层过滤防菌达99.999%以上过滤的溶喷无纺布结超声波焊接而成。聚丙烯无纺布是相对纺织布来说，就是非纺织的布，是纤维而构成的。优点是通气性、过滤性、吸水性、防水性、手感好、柔软、轻盈，但是也有缺点，就是不能手洗。而 增稠剂可以起到阻燃作用，主要是由于一方面增稠剂可以改善聚合物的加工性能，同样能够在燃烧过程中起到阻隔的作用。另一方面，在受热过程中，能够释放出表面吸附水和层间结合水，能够降低聚合物基材表面的温度和可燃性气体的浓度，延缓塑胶弹性体燃烧的速度。更重要的是，焦磷酸铵、焦磷酸二三聚氰胺在分解后产生的固体酸能够促进聚合物分解后的裂解产物成炭，而且这种固体酸能够对形成的炭层起到固定增强的作用，使炭层不易在燃烧过程中破裂，并最终对聚合物起到保护作用，提高聚合物的阻燃性能。可绢云母粉是另一种层状材料，在一定程度上可以抑制聚合物的热解和燃烧。增稠剂中的二辛基丁二酸磺酸钠、焦磷酸铵、焦磷酸二三聚氰胺、二硫化四甲基秋兰姆为固体粉末，会吸附熔融状态下的树脂，使母粒的熔指降低，其与聚丙烯有很好的相容性,在高分子熔融时能充分分散在树脂基体中，提高塑胶弹性体的拉伸强度、冲击强度。同时不影响产品的外观,不影废旧口罩的回收利用。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明公开的制备方法无需将废旧口罩与聚乙烯包装分离，并不违反用聚乙烯包装袋隔离废旧口罩保证卫生的初衷，避免了人工分离造成的二次交叉感染病菌等问题，简便易行，节省人工成本，使聚乙烯包装袋直接作为原料与聚丙烯无纺布共混加工，降低再生塑胶弹性体的制造成本，且有别于一般塑胶加工原理中的不同种中塑料原料分离加工的墨守成规，而且也将松紧耳袋也作为原料直接共混加工，也起到同样作用，且其可作为塑胶弹性体的增韧弹性体系，全部废旧口罩进行一步加工，无需分离节省人工，且处理步骤保证废旧口罩再生塑胶弹性体原料的洁净安全无毒。且原料组分间相辅相成，相互协同作用，制备的塑胶弹性体综合性能优异，而本发明相较于目前的废旧口罩焚烧处理，不仅提升了其巨大的经济价值，保证废旧口罩得到无害化处理的同时，还减少了环境污染，缓解了聚丙烯等高分子原料的短缺，绿色环保，资源再生，为解决大规模废旧一次性医用口罩，提供了一条高经济价值环保无害的处理方法，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。

实施例1

（1）改性处理废旧口罩：在密闭相对于室外负压-10Pa室内，所述废旧口罩为装入聚乙烯包装袋的废旧一次性使用医用口罩，附带有松紧耳带，废旧一次性使用医用口罩由聚丙烯无纺布制成，将废旧口罩可以连同聚乙烯包装袋一起或单独废旧口罩送入破碎机进行充分破碎处理，再采用80%质量分数的乙醇进行浸泡搅拌洗涤10h后，得固液混合物，取废旧口罩碎片随后过滤脱除乙醇，乙醇经煮沸重复利用，转移至0.05%表面活性剂溶液中浸泡活性处理6h过滤，转移至清水中，升温工作压力70KPa沸水煮1h后，降温至室温静置10h，除去高密度水底杂质，过滤80℃干燥5h得清洁废旧口罩碎片；（2）步骤（1）得到的清洁废旧口罩碎片过滤采用辐照度0.89W/m，灯距15cm，波长340nm；70℃温度下紫外灯照射8h后，在臭氧浓度100pphm气流速度：16mm/s，气体流量：40L/min的处理器中50℃、湿度60%下陈化处理0.5h后，得阻燃塑胶弹性体原料；（3）将所述阻燃塑胶弹性体原料通过相容剂、增韧剂、增稠剂进行改性，得到改性处理的回收塑料；其中，改性的具体工艺为将所述所述阻燃塑胶弹性体原料投入相容剂、增韧剂和增稠剂后在连续混炼机中混炼15分钟；所述相容剂、增韧剂、增稠剂的质量分别为所述回收塑料的3.2％、1.5％、8.2％；(4)将上述所有配料在115℃下搅拌120分钟，搅拌速度为600r/min，使其混合均匀；在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，其中挤出机一到八区温度及机头温度分别为170℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、205℃、210℃，机头温度为210℃，螺杆转速120r/min，制得再生塑料颗粒。

进一步的方案，所述废旧口罩为装入聚乙烯包装袋的废旧一次性使用医用口罩附带的松紧耳带为乙丙橡胶。

进一步的方案，所述相容剂为SEBS-g-MAH；所述增韧剂绢云母粉；所述增稠剂的具体物质组分按重量份为：焦磷酸铵3份，焦磷酸二三聚氰胺4份，二硫化四甲基秋兰姆1份，二辛基丁二酸磺酸钠2份。

实施例2

（1）改性处理废旧口罩：在密闭相对于室外负压-10Pa室内，所述废旧口罩为装入聚乙烯包装袋的废旧一次性使用医用口罩，附带有松紧耳带，废旧一次性使用医用口罩由聚丙烯无纺布制成，将废旧口罩可以连同聚乙烯包装袋一起或单独废旧口罩送入破碎机进行充分破碎处理，再采用80%质量分数的乙醇进行浸泡搅拌洗涤10h后，得固液混合物，取废旧口罩碎片随后过滤脱除乙醇，乙醇经煮沸重复利用，转移至0.05%表面活性剂溶液中浸泡活性处理6h过滤，转移至清水中，升温工作压力70KPa沸水煮1h后，降温至室温静置10h，除去高密度水底杂质，过滤80℃干燥5h得清洁废旧口罩碎片；（2）步骤（1）得到的清洁废旧口罩碎片过滤采用辐照度0.89W/m，灯距15cm，波长340nm；70℃温度下紫外灯照射8h后，在臭氧浓度100pphm气流速度：16mm/s，气体流量：40L/min的处理器中60℃、湿度80%下陈化处理0.5h后，得阻燃塑胶弹性体原料；（3）将所述阻燃塑胶弹性体原料通过相容剂、增韧剂、增稠剂进行改性，得到改性处理的回收塑料；其中，改性的具体工艺为将所述所述阻燃塑胶弹性体原料投入相容剂、增韧剂和增稠剂后在连续混炼机中混炼30分钟；所述相容剂、增韧剂、增稠剂的质量分别为所述回收塑料的4.4％、2.2％、10.5％；(4)将上述所有配料在115℃下搅拌120分钟，搅拌速度为600r/min，使其混合均匀；在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，其中挤出机一到八区温度及机头温度分别为170℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、205℃、210℃，机头温度为210℃，螺杆转速120r/min，制得再生塑料颗粒，所述废旧口罩为装入聚乙烯包装袋的废旧一次性使用医用口罩附带的松紧耳带为SEBS材质。

进一步的方案，所述相容剂为SEBS-g-MAH、POE-g-GMA和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中的一种或它们的混合物；所述增韧剂为滑石粉和/或绢云母粉；所述增稠剂的具体物质组分按重量份为：焦磷酸铵5份，焦磷酸二三聚氰胺6份，二硫化四甲基秋兰姆3份，二辛基丁二酸磺酸钠4份。

对比例1

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去偏硼酸钡成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例2

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去稳定分散剂成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例3

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去二硼化钛成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例4

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去高铝矾土成分，除此外的方法步骤均相同。

表1各实施例和对比例的再生塑胶弹性体的性能测试结果

注：试样的状态调节和试验的条件按ISO23529的规定进行试样状态的调节处理；硬度测试按 ASTM D2240的规定进行,试样厚度6mm,测试时间间隔为15s；比重测试按 ASTMD792的规定进行；熔体流动速率测试按 ASTM D1238的规定,选取相应的温度、负荷进行测试。拉伸强度、断裂伸长率、100%定伸强度测试按 ASTM D412的规定进行,试样为型哑铃试样,即用裁刃裁制宽度为6mm的哑铃片厚度为20mm,拉伸速率为50m/mn,测试结果取5个试样结果的平均值。撕裂性能测试按ASTM624的规定进行,试样为裤型,裁刀裁制,厚度为2.0mm,拉伸速率为100mm/min冲击脆化温度测试；按ISO974的规定进行。选取试样厚度为2.0mm,在标准中相应条件规定的条件下,每组取不切口试样30个,设定试验温度,试验结果试样破裂个数应不大于15个。