阅读说明：本技术 一种热固性塑料再生处理剂及其应用 (Thermosetting plastic regeneration treating agent and application thereof ) 是由 葛斌 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种热固性塑料再生处理剂及其应用,该处理剂包括A、B双组份成分,其中,组分A包括以下重量份数组分：凝胶液8-12份、矿物粉2-4份、陶瓷颗粒2-3份,组分B包括以下重量份数组分：膨胀蛭石2-3份、偶联剂0.3-0.6份、活化助剂0.2-0.4份,本申请通过合理选配原料,优化配比,制得的处理剂对热固性塑料具有优异的再生性,配合机械李活化,显著改善了再生热固型塑料的反应活性,力学性能可恢复至90％以上,再利用率显著提高,综合效益更佳,值得推广应用。(The invention provides a thermosetting plastic regeneration treating agent and application thereof, wherein the treating agent comprises A, B two-component components, wherein the component A comprises the following components in parts by weight: 8-12 parts of gel liquid, 2-4 parts of mineral powder and 2-3 parts of ceramic particles, wherein the component B comprises the following components in parts by weight: the treatment agent has excellent reproducibility to the thermosetting plastic by reasonably selecting and matching raw materials and optimizing the proportion, and obviously improves the reaction activity of the regenerative thermosetting plastic by matching with mechanical plum activation, the mechanical property can be restored to more than 90 percent, the reutilization rate is obviously improved, the comprehensive benefit is better, and the treatment agent is worthy of popularization and application.)

一种热固性塑料再生处理剂及其应用

技术领域

本发明涉及塑料加工技术领域，具体的为一种热固性塑料再生处理剂及其应用。

背景技术

废旧塑料处理的传统方式是填埋和焚烧,填埋不仅需占据大量场地，若防渗措施不当，极易使产生的渗沥液进入周围地表水体或渗入土壤，对填埋场周围的环境和居民健康构成长期严重威胁。废塑料直接焚烧又可能产生二恶英污染大气，焚烧后的炉底灰中有毒有害物质进一步富集，仍需填埋或进一步的无害处理。因此，废塑料分选后进行回收再利用则更具优势,可将不同塑料收集分类造粒后用作再生塑料使用，也可通过热解等技术将塑料还原为单体重新参与聚合，从而实现资源的循环利用。废塑料回收再生既环保，同时废塑料回收再生又可以进行二次利用，节约资源。

热固性塑料由于非可逆的固化反应特性，非线性的网状体型结构，再次加热后无法熔融，不能在化学溶剂中溶解，因此无法再次塑性成型或塑性加工。这种性质使热固性塑料及其制品具有优良的机械性能和耐久性。但是，热固性塑料制品废弃后，其不熔化不溶解的性质却成为再生利用的最大障碍，是有效回收必须解决的关键问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热固性塑料再生处理剂及其应用，通过合理选配原料，优化配比，制得的处理剂对热固性塑料具有优异的再生性，配合机械力活化，显著改善了再生热固型塑料的反应活性，力学性能可恢复至90％以上，再利用率显著提高，综合效益更佳，值得推广应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热固性塑料再生处理剂，包括A、B双组份成分，其中，组分A包括以下重量份数组分：凝胶液8-12份、矿物粉2-4份、陶瓷颗粒2-3份，组分B包括以下重量份数组分：膨胀蛭石2-3份、偶联剂0.3-0.6份、活化助剂0.2-0.4份。

作为本发明进一步优选，组分A、组分B质量比为1：0.5-1，两组分单独存放备用。

作为本发明进一步优选，凝胶液由直链糊精、海藻酸钠、水组成，其中直链糊精、海藻酸钠质量占比分别为7-15wt％、10-20wt％。直链糊精、海藻酸钠能够有效包覆于研磨颗粒表面，在做机械力搅拌处理时，一方面能够促进活化表层反应改性，同时具有良好的内渗效果，作为分子结构间的桥架，对随后的化学键合以及有效分子的迁移结合具有积极的促进效果，有利于热固性塑料的高联结网络结构进行分解柔化，活化效果强。

作为本发明进一步优选，矿物粉为质量比1:0.8-1的石英岩粉、水镁石粉混合物，矿物粉粒径小于2mm。矿物粉作为陶瓷研磨颗粒的辅助料，在研磨过程中，除了扩大研磨粒径范围，提高对表层的打磨效果，同时其中的水镁石作为层状纤维结构，在与凝胶液混合后，随着分子的不断内渗嵌合，具有一定的溶融性，部分很好的附着于高比表面积的陶瓷颗粒上，作为优异的流变介质，有助于加快活化反应进度。

作为本发明进一步优选，陶瓷颗粒粒径为3-6mm，陶瓷颗粒堆积密度为800-1000kg/m³；膨胀蛭石粒径为5-10mm，膨胀蛭石堆积密度为150-300kg/m³。

作为本发明进一步优选，偶联剂采用钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的组合物，两者用量质量比为1:1.2-1.6。

作为本发明进一步优选，活化助剂为低分子胺和偏磷酸钠溶液的混合物，两者质量比为1:3-5。

作为本发明进一步优选，低分子胺采用碳原子数小于6的低分子胺，且该低分子胺支链数≤2；偏磷酸钠溶液浓度为180mg/L。采用小分子胺一方面是为了减少交联位点，在与凝胶液、塑料分子反应结合后，空间位阻大，避免网络结构交缠，另一方面与氨基取代后的位点活化能低，有利于后期的再加工。

上述热固性塑料再生处理剂，其在热固型塑料再生工艺中的应用：处理剂与热固性塑料按质量比100:5-10取料，再生工艺具体操作包括如下步骤：

S1：处理剂的制备，将组分A中矿物粉与陶瓷颗粒共混，热处理30min，然后向其中加入凝胶液，以80-100rpm搅拌10min，然后流化床干燥，得固体颗粒，即为组分A；将组分B中的膨胀蛭石与活化助剂共混，按料：球：水＝1.5：1:0.5进行球磨处理1-2h，放浆，然后干燥至含水量位55-60％，再将偶联剂加入其中，混匀后再继续干燥至完全，即为组分B；

S2：取待处理的热固性塑料，拆分、清洗后干燥，一次剪切至粒径为15-20mm，然后热处理20-60min，再进行二次剪切至粒径为3-8mm，继续热处理20-60min，最后三次粉碎至粒径为0.1-1mm，得细碎料；

S3：将细碎料加入机械力再生设备中，以2000-2500rpm进行机械挤压/剪切/研磨活化作用，并将组分A均分至少2次交替加入细碎料中，相邻两次投料过程间隔为10-15min，得混合料一；

S4：将组分B与混合料一共混，于45±5℃、500rpm搅拌混合15min，得混合料二；

S5：将混合料二送入成型设备内，挤压造粒，即得再生型热固型塑料。

作为本发明进一步优选，步骤S1、S2中热处理温度为50-70℃，且热处理处于惰性氛围，惰性氛围为N2、Ar、CO2中的混合气，三者通入体积占比分别为40-60vt％、40-60vt％、0-20vt％。

本发明的有益效果在于：本发明通过合理选配原料，优化配比，制得的处理剂对热固性塑料具有优异的再生性，配合机械力活化，显著改善了再生热固型塑料的反应活性，力学性能可恢复至90％以上，再利用率显著提高，综合效益更佳，值得推广应用。

热固性塑料回收后通过三次剪切破碎，并于惰性氛围下热处理，有利于交联结构间的结合力降低，对剪切面具有良好的活化促进效果，便于后期与处理剂的反应混合。采用双组份成分，于机械力活化的不同阶段加入其中，组分A在高剪切的机械状态下加入，一方面陶瓷颗粒有助于研磨，提高接触面的活化力，另一方面其中的矿物粉和外侧包覆的成膜胶体具有一定的修复补足性，结构间的摩擦热对处理剂有良好的柔化效果，分子粘附缓释性好，同时提高机械搅动的流变性，机械活化效果明显提高。待机械力活化操作完成后，再将组分B加入其中，并以较低的速率搅拌，充分保证了处理剂与塑料原料间的反应取代，界面活性增强，交联密度降低，多为低支链数小分子量活性基团，热固型塑料再生活力显著提高。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种热固性塑料再生处理剂，包括A、B双组份成分，组分A、组分B质量比为1：0.5，两组分单独存放备用。

其中：

组分A包括以下重量份数组分：凝胶液10份、矿物粉3份、陶瓷颗粒3份；

凝胶液由直链糊精、海藻酸钠、水组成，其中直链糊精、海藻酸钠质量占比分别为15wt％、20wt％。

矿物粉为质量比1:1的石英岩粉、水镁石粉混合物，矿物粉粒径小于2mm。

陶瓷颗粒粒径为3-6mm，陶瓷颗粒堆积密度为800-1000kg/m³。

组分B包括以下重量份数组分：膨胀蛭石3份、偶联剂0.5份、活化助剂0.3份。

膨胀蛭石粒径为5-10mm，膨胀蛭石堆积密度为150-300kg/m³。

偶联剂采用钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的组合物，两者用量质量比为1:1.5。

活化助剂为低分子胺和偏磷酸钠溶液的混合物，两者质量比为1:5。低分子胺采用碳原子数小于6的低分子胺，且该低分子胺支链数≤2；偏磷酸钠溶液浓度为180mg/L。

基于上述热固性塑料再生处理剂，其在热固型塑料再生工艺中的应用：处理剂与热固性塑料按质量比100:10取料，再生工艺具体操作包括如下步骤：

S1：处理剂的制备，将组分A中矿物粉与陶瓷颗粒共混，热处理30min，然后向其中加入凝胶液，以80-100rpm搅拌10min，然后流化床干燥，得固体颗粒，即为组分A；将组分B中的膨胀蛭石与活化助剂共混，按料：球：水＝1.5：1:0.5进行球磨处理1-2h，放浆，然后干燥至含水量位55-60％，再将偶联剂加入其中，混匀后再继续干燥至完全，即为组分B；

热处理温度为50-70℃，且热处理处于惰性氛围，惰性氛围为N2、Ar、CO2中的混合气，三者通入体积占比分别为40-60vt％、40-60vt％、0-20vt％；

S2：取待处理的热固性塑料，拆分、清洗后干燥，一次剪切至粒径为15-20mm，然后热处理20-60min，再进行二次剪切至粒径为3-8mm，继续热处理20-60min，最后三次粉碎至粒径为0.1-1mm，得细碎料；

热处理温度为50-70℃，且热处理处于惰性氛围，惰性氛围为N2、Ar、CO2中的混合气，三者通入体积占比分别为40-60vt％、40-60vt％、0-20vt％；

S3：将细碎料加入机械力再生设备中，以2000-2500rpm进行机械挤压/剪切/研磨活化作用，并将组分A均分至少2次交替加入细碎料中，相邻两次投料过程间隔为10-15min，得混合料一；

S4：将组分B与混合料一共混，于45±5℃、500rpm搅拌混合15min，得混合料二；

S5：将混合料二送入成型设备内，挤压造粒，即得再生型热固型塑料。

实施例2：

一种热固性塑料再生处理剂，包括A、B双组份成分，组分A、组分B质量比为1：0.5，两组分单独存放备用。

其中：

组分A包括以下重量份数组分：凝胶液12份、矿物粉3份、陶瓷颗粒2份；

凝胶液由直链糊精、海藻酸钠、水组成，其中直链糊精、海藻酸钠质量占比分别为15wt％、10wt％。

矿物粉为质量比1:0.8的石英岩粉、水镁石粉混合物，矿物粉粒径小于2mm。

陶瓷颗粒粒径为3-6mm，陶瓷颗粒堆积密度为800-1000kg/m³。

组分B包括以下重量份数组分：膨胀蛭石2.5份、偶联剂0.6份、活化助剂0.3份。

膨胀蛭石粒径为5-10mm，膨胀蛭石堆积密度为150-300kg/m³。

偶联剂采用钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的组合物，两者用量质量比为1:1.2。

活化助剂为低分子胺和偏磷酸钠溶液的混合物，两者质量比为1:5。低分子胺采用碳原子数小于6的低分子胺，且该低分子胺支链数≤2；偏磷酸钠溶液浓度为180mg/L。

基于上述热固性塑料再生处理剂，其在热固型塑料再生工艺中的应用：处理剂与热固性塑料按质量比100:10取料，再生工艺具体操作同实施例1。

实施例3：

一种热固性塑料再生处理剂，包括A、B双组份成分，组分A、组分B质量比为1：1，两组分单独存放备用。

其中：

组分A包括以下重量份数组分：凝胶液10份、矿物粉2份、陶瓷颗粒2份；

凝胶液由直链糊精、海藻酸钠、水组成，其中直链糊精、海藻酸钠质量占比分别为10wt％、20wt％。

矿物粉为质量比1:0.8的石英岩粉、水镁石粉混合物，矿物粉粒径小于2mm。

陶瓷颗粒粒径为3-6mm，陶瓷颗粒堆积密度为800-1000kg/m³。

组分B包括以下重量份数组分：膨胀蛭石2份、偶联剂0.3份、活化助剂0.4份。

膨胀蛭石粒径为5-10mm，膨胀蛭石堆积密度为150-300kg/m³。

偶联剂采用钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的组合物，两者用量质量比为1:1.5。

活化助剂为低分子胺和偏磷酸钠溶液的混合物，两者质量比为1:3。低分子胺采用碳原子数小于6的低分子胺，且该低分子胺支链数≤2；偏磷酸钠溶液浓度为180mg/L。

基于上述热固性塑料再生处理剂，其在热固型塑料再生工艺中的应用：处理剂与热固性塑料按质量比100:10取料，再生工艺具体操作同实施例1。

实施例4：

一种热固性塑料再生处理剂，包括A、B双组份成分，组分A、组分B质量比为1：0.5，两组分单独存放备用。

其中：

组分A包括以下重量份数组分：凝胶液8份、矿物粉2份、陶瓷颗粒3份；

凝胶液由直链糊精、海藻酸钠、水组成，其中直链糊精、海藻酸钠质量占比分别为7wt％、15wt％。

矿物粉为质量比1:1的石英岩粉、水镁石粉混合物，矿物粉粒径小于2mm。

陶瓷颗粒粒径为3-6mm，陶瓷颗粒堆积密度为800-1000kg/m³。

组分B包括以下重量份数组分：膨胀蛭石2份、偶联剂0.5份、活化助剂0.2份。

膨胀蛭石粒径为5-10mm，膨胀蛭石堆积密度为150-300kg/m³。

偶联剂采用钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的组合物，两者用量质量比为1:1.2。

活化助剂为低分子胺和偏磷酸钠溶液的混合物，两者质量比为1:3。低分子胺采用碳原子数小于6的低分子胺，且该低分子胺支链数≤2；偏磷酸钠溶液浓度为180mg/L。

基于上述热固性塑料再生处理剂，其在热固型塑料再生工艺中的应用：处理剂与热固性塑料按质量比100:5取料，再生工艺具体操作同实施例1。

实施例5：

一种热固性塑料再生处理剂，包括A、B双组份成分，组分A、组分B质量比为1：0.5，两组分单独存放备用。

其中：

组分A包括以下重量份数组分：凝胶液12份、矿物粉3份、陶瓷颗粒3份；

凝胶液由直链糊精、海藻酸钠、水组成，其中直链糊精、海藻酸钠质量占比分别为7wt％、15wt％。

矿物粉为质量比1:0.8的石英岩粉、水镁石粉混合物，矿物粉粒径小于2mm。

陶瓷颗粒粒径为3-6mm，陶瓷颗粒堆积密度为800-1000kg/m³。

组分B包括以下重量份数组分：膨胀蛭石3份、偶联剂0.6份、活化助剂0.2份。

膨胀蛭石粒径为5-10mm，膨胀蛭石堆积密度为150-300kg/m³。

偶联剂采用钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的组合物，两者用量质量比为1:1.5。

活化助剂为低分子胺和偏磷酸钠溶液的混合物，两者质量比为1:4。低分子胺采用碳原子数小于6的低分子胺，且该低分子胺支链数≤2；偏磷酸钠溶液浓度为180mg/L。

基于上述热固性塑料再生处理剂，其在热固型塑料再生工艺中的应用：处理剂与热固性塑料按质量比100:10取料，再生工艺具体操作同实施例1。

采用废弃的热固性聚氨酯塑料进行试验，向其中加入实施例1-5制得的处理剂活化处理，并检测最终性能数据，如下(空白例为热固性聚氨酯塑料本身性能参数)：

由上述表格数据可知，经本申请处理剂活化处理后的热固性塑料(PU)具有优异的力学性能，可达原料性能的90％以上，相较于现有单纯的机械力活化处理(经检测，只能达到原料性能45-60％)，本申请再生处理剂具有显著的进步，对当下热固性塑料再生处理的塑性优化效果好，可再加工性提高了40％以上，综合使用效益高。

在应用过程中可大量替代甚至完全替代聚氨酯原料应用，有效提高了资源利用率，同时能够保证相应的性能需求，符合可持续发展的绿色理念。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。