一种废旧塑料再生工艺
阅读说明：本技术 一种废旧塑料再生工艺 (Waste plastic regeneration process ) 是由 段伟 段朋朋 段志豪 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种废旧塑料再生工艺,属于废旧塑料再生技术领域。且该工艺包括以下步骤：一、将废旧塑料粉碎、过筛,碱液浸泡,清洗,烘干,得废旧塑料颗粒；二、将废旧塑料颗粒和助剂在110-120℃下搅拌混合均匀,再经挤出造粒,得废旧塑料再生塑料。且本发明在废旧塑料再生工艺过程中添加了助剂,从而达到解决废旧塑料再生料质脆、韧性差,耐磨性差的技术问题,所述助剂是由改性蓖麻油、二羟基POSS、含羧基二元异氰酸酯和端羟基聚醚改性聚二甲氧基硅氧烷逐步反应获得的,使其分子中含有POSS结构、直链硅氧烷链、聚醚链,使该助剂与废旧塑料具有优异的相容性,其的加入提高了废旧塑料颗粒的韧性、强度和耐磨性。(The invention discloses a waste plastic regeneration process, and belongs to the technical field of waste plastic regeneration. And the process comprises the following steps: firstly, crushing and sieving waste plastics, soaking in alkali liquor, cleaning and drying to obtain waste plastic particles; and secondly, uniformly stirring and mixing the waste plastic particles and the auxiliary agent at the temperature of 110-120 ℃, and then extruding and granulating to obtain the waste plastic regenerated plastic. The auxiliary agent is obtained by gradually reacting modified castor oil, dihydroxy POSS, carboxyl-containing diisocyanate and hydroxyl-terminated polyether modified polydimethoxysiloxane, so that the molecule of the auxiliary agent contains a POSS structure, a linear siloxane chain and a polyether chain, the auxiliary agent and the waste plastic have excellent compatibility, and the addition of the auxiliary agent improves the toughness, strength and wear resistance of waste plastic particles.)
技术领域
本发明属于废旧塑料再生技术领域，具体地，涉及一种废旧塑料再生工艺。
背景技术
塑料属于高分子材料，废弃后很难在大自然中分解，焚化处理时又会产生有毒气体而危害人体健康。但废旧塑料属于可回收的垃圾，将其重新制成塑料颗粒作为塑料的原料，可获得循环利用，减少废旧塑料对环境的污染。但是，废旧塑料再生料存在质脆、韧性差，耐磨性差的缺点。
如中国专利CN107746491 B公开了一种废旧塑料再生复合阻燃材料的方法，包括以下步骤：1)废旧塑料处理；2)物料混合：将烘干后的废旧塑料颗粒、粉煤灰、金红石型钛白粉、润滑剂、粘结剂、磷系阻燃剂、光稳定剂、硫代二丙酸二月桂脂按照重量比(60-80)：(120-160)：(20-40)：(3-8)：(1-6)：(0.02-0.08)：(0.3-0.9)：(0.2-0.6)在高速搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合料；3)造粒；4)挤出成型。该发明将废旧热固性塑料进行再生利用，克服了塑料再生料质脆、弯曲强度、拉伸强度、断裂伸长率、阻燃性能较差的缺陷。在该发明中为增加再生塑料的强度，添了粉煤灰和金红石型钛白粉填料。但是，粉煤灰和金红石型钛白粉填料在废旧塑料体系中的分散性无法得到有效保证，进而影响获得材料的各种性能。
因此，本发明提供了一种废旧塑料再生工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧塑料再生工艺。
本发明要解决的技术问题：废旧塑料再生料质脆、韧性差，耐磨性差的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种废旧塑料再生工艺，包括以下步骤：
一、将废旧塑料粉碎、过筛，碱液浸泡，清洗，烘干，得废旧塑料颗粒；
二、将废旧塑料颗粒和助剂加入高速搅拌机中在110-120℃下搅拌混合均匀，再经挤出造粒，得废旧塑料再生塑料。
进一步地，步骤一中过筛为过70目筛，保证后续操作浸泡中碱液与杂质的充分接触。
进一步地，步骤一中浸泡时间为30-60min，便于除去废旧颗粒上的杂质。
进一步地，步骤一中烘干的温度为30-50℃。
进一步地，步骤二中挤出的温度控制在140-190℃。
进一步地，所述废旧塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的一种。
进一步地，所述助剂通过以下步骤制成：
S1、将改性蓖麻油、二羟基POSS和N,N-二甲基甲酰胺混合后，加入对甲苯磺酸，在75℃反应3h，降温至20℃旋蒸去除溶剂，60℃真空干燥至恒重，得中间体1，利用羧基和羟基的反应，其中，改性蓖麻油、二羟基POSS的摩尔比为1：3.2-3.4，对甲苯磺酸的加入质量为改性蓖麻油质量的0.3-1％；
中间体1的分子结构式如下所示：
S2、将中间体1、含羧基二元异氰酸酯和无水二氯甲烷混合后，加热至80℃，反应3h后，加入端羟基聚醚改性聚二甲氧基硅氧烷，继续反应6h，减压旋蒸，40℃真空干燥至恒重，得助剂，利用了异氰酸酯与羟基的反应，其中，中间体1、含羧基二元异氰酸酯、端羟基聚醚改性聚二甲氧基硅氧烷的摩尔比为1：3.1-3.3：3.1-3.3。
所述助剂的分子结构式如下所示：
为·
进一步地，所述改性蓖麻油通过以下步骤制成：
将蓖麻油、四氢呋喃和丁二酸酐混合后，加入对甲苯磺酸，在85℃、搅拌下回流反应12h，减压旋蒸，45℃真空烘干，得改性蓖麻油，利用羟基和酸酐的反应，其中，蓖麻油、丁二酸酐的摩尔比为1：3.4-3.6，对甲苯磺酸的加入质量为蓖麻油加入质量的0.5-1.2％。
反应式如下所示：
进一步地，所述二羟基POSS通过以下步骤制成：
将异丙醇加入装有冷凝管和磁力搅拌的烧瓶中，搅拌下依次加入苯基三甲氧基硅烷、去离子水和片状氢氧化钠，搅拌均匀后，用油浴锅将反应体系加热至72℃，在氮气氛围下回流反应6h后，常温下，搅拌反应18h，所得混合溶液经过旋转蒸发除去异丙醇，65℃下真空干燥12h，得八苯基POSS钠盐，异丙醇、苯基三甲氧基硅烷、去离子水、片状氢氧化钠的用量比为120-200mL：0.13-0.14mol：2-4mg：0.1mol；将八苯基POSS钠盐加入三口烧瓶中，氮气保护下，加入无水四氢呋喃，搅拌均匀后，加入三乙胺，0℃冰浴反应1h，用恒压漏斗缓慢滴加甲基二氯硅烷的四氢呋喃溶液，滴加速度为2-4滴/秒，反应4h，然后升高温度至室温反应16h，反应结束后过滤，旋干滤液后过柱分离(二氯甲烷：石油醚的体积比为1：2)，真空干燥至恒重，得含氢POSS，其中，八苯基POSS、三乙胺、二甲基氯硅烷的摩尔比为1：2-2.5：2.3-3；将含氢POSS和无水四氢呋喃混合后，加入氯铂酸，用恒压漏斗缓慢滴加丙烯醇的四氢呋喃溶液，滴加速度为1滴/秒，60-90℃反应24h，旋蒸，真空干燥之恒重，得二羟基POSS，利用烯烃的硅氢加成反应，其中，含氢POSS、丙烯醇的摩尔比为1.1-1.3：4，氯铂酸的质量为丙烯醇质量的8-15％。
反应式如下所示：
进一步地，所述含羧基二元异氰酸酯通过以下步骤制成：
将六亚甲基二异氰酸酯和无水二氯甲烷混合后，加热至75℃，用恒压漏斗滴加2,2-双羟甲基丙酸的无水二氯甲烷溶液，滴加速度为1滴/秒，搅拌反应2h，旋蒸去除溶剂，获得含羧基二元异氰酸酯，利用羟基和异氰酸酯的反应，其中，2,2-双羟甲基丙酸、六亚甲基二异氰酸酯的摩尔比为1：2.1-2.3。
反应式如下所示：
本发明的有益效果：
本发明在废旧塑料再生工艺过程中添加了助剂，从而达到解决废旧塑料再生料质脆、韧性差，耐磨性差的技术问题。
所述助剂与废旧塑料具有优异的相容性，表现在：相比于无机填料，所述助剂与废旧塑料的相容性更好，这是因为所述助剂与废旧塑料颗粒同为高分子材料，其次，相比于一般的高分子材料，所述助剂与废旧塑料的相容性更好，这是因为所述助剂中含有大量硅氧链，而硅氧链具有优异的柔性和迁移性(由硅氧链的低表面能性质决定)，可以在复合高分子材料中迁移，从而造就了所述助剂与废旧塑料之间优异的相容性，为所述助剂对废旧塑料性能改性奠定了良好的基础；
所述助剂是由改性蓖麻油、二羟基POSS、含羧基二元异氰酸酯和端羟基聚醚改性聚二甲氧基硅氧烷逐步反应获得的，使其分子中含有POSS结构、直链硅氧烷链、聚醚链，羧基，POSS结构是由无机的Si-O-Si链节组成的封闭的笼状结构，且分子中以Si-O键为主，键能高，属于典型纳米尺寸材料，其的引入提高了废旧塑料颗粒的强度、耐磨性、耐热性、阻燃性；其次，直链硅氧烷链和聚醚链作为柔性链，其的引入可以极大地提高废旧塑料颗粒的韧性，改善其质脆的缺陷；最后，所述助剂以蓖麻油为核，属于天然植物油，具有良好的降解性能。
综上所述，本发明提供的一种废旧塑料再生工艺获得的废旧塑料颗粒，具有良好的韧性、强度和耐磨性。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
改性蓖麻油通过以下步骤制成：
将0.1mol蓖麻油、100mL四氢呋喃和0.34mol丁二酸酐混合后，加入蓖麻油加入质量的0.5％对甲苯磺酸，在85℃、搅拌下回流反应12h，减压旋蒸，45℃真空烘干，得改性蓖麻油。
实施例2：
改性蓖麻油通过以下步骤制成：
将0.1mol蓖麻油、100mL四氢呋喃和36mol丁二酸酐混合后，加入蓖麻油加入质量的1.2％对甲苯磺酸，在85℃、搅拌下回流反应12h，减压旋蒸，45℃真空烘干，得改性蓖麻油。
实施例3：
二羟基POSS通过以下步骤制成：
将120mL异丙醇加入装有冷凝管和磁力搅拌的烧瓶中，搅拌下依次加入0.14mol苯基三甲氧基硅烷、4mg去离子水和0.1mol片状氢氧化钠，搅拌均匀后，用油浴锅将反应体系加热至72℃，在氮气氛围下回流反应6h后，常温下，搅拌反应18h，所得混合溶液经过旋转蒸发除去异丙醇，65℃下真空干燥12h，得八苯基POSS钠盐；将0.1mol八苯基POSS钠盐加入三口烧瓶中，氮气保护下，加入150mL无水四氢呋喃，搅拌均匀后，加入0.2mol三乙胺，0℃冰浴反应1h，用恒压漏斗缓慢滴加0.23mol甲基二氯硅烷的四氢呋喃溶液，滴加速度为2滴/秒，反应4h，然后升高温度至室温反应16h，反应结束后过滤，旋干滤液后过柱分离(二氯甲烷：石油醚的体积比为1：2)，真空干燥至恒重，得含氢POSS；将0.11mol含氢POSS和150mL无水四氢呋喃混合后，加入丙烯醇质量的8％氯铂酸，用恒压漏斗缓慢滴加4mol丙烯醇的四氢呋喃溶液，滴加速度为1滴/秒，60℃反应24h，旋蒸，真空干燥之恒重，得二羟基POSS。
实施例4：
二羟基POSS通过以下步骤制成：
将200mL异丙醇加入装有冷凝管和磁力搅拌的烧瓶中，搅拌下依次加入0.14mol苯基三甲氧基硅烷、4mg去离子水和0.1mol片状氢氧化钠，搅拌均匀后，用油浴锅将反应体系加热至72℃，在氮气氛围下回流反应6h后，常温下，搅拌反应18h，所得混合溶液经过旋转蒸发除去异丙醇，65℃下真空干燥12h，得八苯基POSS钠盐；将0.1mol八苯基POSS钠盐加入三口烧瓶中，氮气保护下，加入150mL无水四氢呋喃，搅拌均匀后，加入0.25mol三乙胺，0℃冰浴反应1h，用恒压漏斗缓慢滴加0.3mol甲基二氯硅烷的四氢呋喃溶液，滴加速度为2滴/秒，反应4h，然后升高温度至室温反应16h，反应结束后过滤，旋干滤液后过柱分离(二氯甲烷：石油醚的体积比为1：2)，真空干燥至恒重，得含氢POSS；将0.13mol含氢POSS和150mL无水四氢呋喃混合后，加入丙烯醇质量的15％氯铂酸，用恒压漏斗缓慢滴加4mol丙烯醇的四氢呋喃溶液，滴加速度为1滴/秒，90℃反应24h，旋蒸，真空干燥之恒重，得二羟基POSS。
实施例5：
含羧基二元异氰酸酯通过以下步骤制成：
将0.21mol六亚甲基二异氰酸酯和100mL无水二氯甲烷混合后，加热至75℃，用恒压漏斗滴加含有0.1mol 2,2-双羟甲基丙酸的无水二氯甲烷溶液50mL，滴加速度为1滴/秒，搅拌反应2h，旋蒸去除溶剂，获得含羧基二元异氰酸酯。
实施例6：
含羧基二元异氰酸酯通过以下步骤制成：
将0.23mol六亚甲基二异氰酸酯和100mL无水二氯甲烷混合后，加热至75℃，用恒压漏斗滴加含有0.1mol 2,2-双羟甲基丙酸的无水二氯甲烷溶液50mL，滴加速度为1滴/秒，搅拌反应2h，旋蒸去除溶剂，获得含羧基二元异氰酸酯。
实施例7：
助剂通过以下步骤制成：
S1、将0.1mol实施例1制备的改性蓖麻油、0.32mol实施例3制备的二羟基POSS和150mLN,N-二甲基甲酰胺混合后，加入改性蓖麻油质量的0.3-1％对甲苯磺酸，在75℃反应3h，降温至20℃旋蒸去除溶剂，60℃真空干燥至恒重，得中间体1；
S2、将0.1mol中间体1、0.31mol实施例5制备的含羧基二元异氰酸酯和100mL无水二氯甲烷混合后，加热至80℃，反应3h后，加入0.31mol端羟基聚醚改性聚二甲氧基硅氧烷，继续反应6h，减压旋蒸，40℃真空干燥至恒重，得助剂。
实施例8：
助剂通过以下步骤制成：
S1、将0.1mol实施例2制备的改性蓖麻油、0.34mol实施例4制备的二羟基POSS和150mLN,N-二甲基甲酰胺混合后，加入改性蓖麻油质量的0.3-1％对甲苯磺酸，在75℃反应3h，降温至20℃旋蒸去除溶剂，60℃真空干燥至恒重，得中间体1；
S2、将0.1mol中间体1、0.33mol实施例6制备的含羧基二元异氰酸酯和100mL无水二氯甲烷混合后，加热至80℃，反应3h后，加入0.33mol端羟基聚醚改性聚二甲氧基硅氧烷，继续反应6h，减压旋蒸，40℃真空干燥至恒重，得助剂。
实施例9：
一种废旧塑料再生工艺，包括以下步骤：
一、将聚乙烯废旧塑料粉碎、过筛70目筛，碱液浸泡30min，清洗，30℃下烘干，得废旧塑料颗粒；
二、将废旧塑料颗粒和实施例7制备的助剂加入高速搅拌机中在110℃下搅拌混合均匀，再经挤出造粒，得废旧塑料再生塑料，其中，挤出的温度控制在140℃。
实施例10：
一种废旧塑料再生工艺，包括以下步骤：
一、将聚丙烯废旧塑料粉碎、过筛70目筛，碱液浸泡40min，清洗，40℃下烘干，得废旧塑料颗粒；
二、将废旧塑料颗粒和实施例7制备的助剂加入高速搅拌机中在115℃下搅拌混合均匀，再经挤出造粒，得废旧塑料再生塑料，其中，挤出的温度控制在150℃。
实施例11：
一种废旧塑料再生工艺，包括以下步骤：
一、将聚氯乙烯废旧塑料粉碎、过筛70目筛，碱液浸泡60min，清洗，50℃下烘干，得废旧塑料颗粒；
二、将废旧塑料颗粒和实施例7制备的助剂加入高速搅拌机中在120℃下搅拌混合均匀，再经挤出造粒，得废旧塑料再生塑料，其中，挤出的温度控制在190℃。
对比例1：
一种废旧塑料再生工艺与实施例9相比，不同在于不添加助剂，其余相同。
对比例2：
一种废旧塑料再生工艺与实施例10相比，不同在于不添加助剂，其余相同。
对比例3：
一种废旧塑料再生工艺与实施例11相比，不同在于不添加助剂，其余相同。
实施例12：
将实施例9-11、对比例1-3获得废旧塑料颗粒进行以下性能测试：
简支梁缺口冲击强度：按照GB/T 1043塑料简支梁冲击性能进行测试；
拉伸性能：按照GB/T 528进行测试；
耐磨损性能：按照GB/T 1698进行测试；
热变形温度：按照GB/T 1634塑料负荷变形温度的测定进行测试；
测试结果如下所示：
从上述数据可以看出，实施例9-11获得的废旧塑料的强度、耐磨、热稳定性要优于对比例1-3获得的废旧塑料的对应性能。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种抗菌改性再生塑料颗粒