專利名稱：用廢聚乙烯制品生產(chǎn)的耐高溫?zé)o芯蠟燭及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無芯蠟燭及其制備方法，特別是用廢聚乙稀制品制造的蠟燭及其制備方法。
到目前，普通蠟燭均是以石蠟為原料的有芯蠟燭，由于石蠟的熔點(diǎn)較低，低于64℃，要求儲存于30℃以下，因此在高于30℃的氣溫下極易變軟彎曲，使其難以固定，直接影響了普通蠟燭的使用。另外，蠟燭必需在有燃芯的情況下才能燃燒，而有芯蠟燭往往在燃燒到根部時(shí)，由于蠟的融化易使根部的燭芯傾倒而熄滅，蠟不能燃燒發(fā)光而浪費(fèi)掉，如遇自然風(fēng)吹，引起“燭淚”流失，則浪費(fèi)掉的蠟液至少為整支蠟燭的5％～8％。隨著近年來地球的變暖，在我國大部分地區(qū)均有較長時(shí)間的持續(xù)高溫天氣，由于以石蠟為原料的蠟燭在38℃以上的天氣難以正常使用，所以在熱帶、亞熱帶地區(qū)更難以正常使用。因此，需要石臘相比，硬度高、軟化點(diǎn)高的替代物。而當(dāng)前隨著塑料消費(fèi)的上升，廢塑料對環(huán)境的污染也擺在面前，據(jù)統(tǒng)計(jì)，廢塑料約占塑料產(chǎn)量的70％，塑料廢棄物占城市垃圾量的10-15％，在我國塑料廢棄物中只有10％被加以利用，20-30％被焚燒或填埋，60-70被堆放、任意丟棄或倒入江河湖海。不僅造成環(huán)境的污染，同時(shí)也是對資源的一種浪費(fèi)。因而，廢塑料的回收利用已勢在必行。
本發(fā)明的目的是提供一種用廢舊聚乙稀制品為主體材料生產(chǎn)的耐高溫?zé)o芯蠟燭，它具有成本低，即解決了蠟燭的利用率和高溫使用性能，又消耗了廢舊聚乙稀制品，達(dá)到了變廢為寶。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該耐高溫?zé)o芯蠟燭的制備方法，它具有生產(chǎn)工藝簡單、加工制造方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該耐高溫?zé)o芯蠟燭的專用設(shè)備，它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。
本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的選用聚乙稀塑料制品、阻燃劑、注塑劑為原料生產(chǎn)蠟燭，利用聚乙稀塑料本身的可燃性能，以其為主體材料，為了防止聚乙稀塑料燃燒速度過快加入砂土為阻燃劑，以植物顆粒(或粉末)為注塑劑以提高其的燃燒亮度和持續(xù)性。
聚乙烯樹脂為白色臘狀物，比重小于1(0.93-0.96)，連續(xù)耐熱溫度大于82℃，比熱容2302.7J/(KG·K)，熱變形溫度大于43.9℃，熔點(diǎn)大于108℃，軟化點(diǎn)大于90℃，軟化呈球狀，燃燒時(shí)有石臘(蠟燭吹熄)味，火焰呈黃色(中間發(fā)藍(lán))，分解出的氣體為中性，燃燒不能自熄，其燃燒殘?jiān)?.20％，脆化溫度低于-55℃。由于其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和耐濕、耐疲勞性，電絕緣性能優(yōu)良；對人體無毒性，在自然界里也難以分解。用聚乙烯樹脂為基材加入添加劑制成的聚乙烯塑料是一種熱塑性塑料，目前被廣泛制成耐腐蝕材料或制品、日常生活用品等。與石臘相比，硬度高、軟化點(diǎn)高，是石臘的優(yōu)良替代物。
砂土其主要含有氧化鋁、氧化硅以及硅酸鹽等，作為阻燃劑和填料與聚乙烯塑料混合，不參與燃燒，價(jià)廉、無毒，可降低聚乙烯塑料的粘度，降低蠟燭的燃燒速度和聚乙烯樹脂在高溫下的滴流，對降低發(fā)煙有效。
植物顆粒在本發(fā)明蠟燭中是具有助燃和降低聚乙稀的粘連，以增加蠟燭的使用性能。
本發(fā)明蠟燭的各組分的重量百分比計(jì)算份額如下聚乙稀塑料為30-50％，砂土為30-50％，稻草末為5-20％。
各組分按投料時(shí)優(yōu)選的重量百分比計(jì)算份額如下聚乙稀塑料35-45％，砂土40-48％，稻草粉8-15％。
各組分按投料時(shí)最佳重量計(jì)算份額如下聚乙稀塑料42％，砂土46％，稻草粉12％。
在配比中，當(dāng)聚乙稀塑料低于時(shí)30％，其做成的無芯蠟燭不易點(diǎn)燃并不能自燃、火焰小、亮度低；當(dāng)高于50％時(shí)、燃燒時(shí)間短，煙霧大、滴流多；當(dāng)砂土的含量低于30％時(shí)，燃燒時(shí)間快，煙霧大、滴流多；高于50％時(shí)、不易點(diǎn)燃、不能自燃、火焰小、亮度低；而植物粉末低于5％時(shí)、易粘連、難分離；高于20％時(shí)、抗拉性差，易斷裂、易掰斷。
用于本發(fā)明的主要原料為生活廢棄聚乙稀塑料制品，如方便袋、垃圾袋、透明塑料布(軟質(zhì)的)、乳白色塑料袋(軟質(zhì)的)、各種食品包裝袋(軟質(zhì)的、內(nèi)層無渡錫的)以及各種農(nóng)用地膜(不分厚薄、顏色)均可為本產(chǎn)品的原料；輔料阻燃劑為40目以下的普通沙土，而植物粉選木本或草本植物均可。
1、原料的處理
(1)、廢棄聚乙稀塑料制品的處理、在收購時(shí)只要不含太多的雜質(zhì)、如水分、土質(zhì)、金屬等、一般不得超過1％的比例，裝有有毒物質(zhì)的禁用，其它無限制。隨時(shí)進(jìn)行切條、(塊狀、散碎狀的更好)、長、短尺寸不限，寬約為1cm、捆扎成捆，沒捆約5kg，即可直接投料進(jìn)行實(shí)用。
(2)、阻燃劑砂土的顆粒大小，以不大于40目為好，就可以直接實(shí)用。
(3)、注塑劑植物(對人體有害的除外)的莖、桿、葉，不分木本或草本植物。將植物進(jìn)行粉碎、不大于0.5×0.3cm片狀.(粉末也行)，但必須是干燥、不含土質(zhì)及其它物質(zhì)的。
2、加工設(shè)備包括有切條機(jī)、捆扎機(jī)、軟化爐、攪拌器、切割和擠壓裝置。
本發(fā)明選用加熱攪拌器為主要設(shè)備，(上下移動(dòng)式)、普通電機(jī)代動(dòng)、用2cm不銹鋼板制成。設(shè)3個(gè)擋位、高、中、低、擋；其它加工設(shè)備不限。
本發(fā)明所采用的加熱攪拌裝置類似于實(shí)驗(yàn)室用的電熱套、內(nèi)層用1-1.5cm的不銹鋼板制成、容積為1、5m3/臺、溫度要求在20分鐘內(nèi)可升值400℃。需設(shè)溫度、時(shí)間控制器。其結(jié)構(gòu)是包括缸體、攪拌裝置、控制裝置，在敞口的物料缸體外的兩對應(yīng)位置各設(shè)有帶轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的缸體支撐座，缸體懸掛在其上可離開地面，缸體靠電動(dòng)機(jī)、齒輪帶動(dòng)可沿其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，既可以其為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)使敞口傾斜，以傾倒出缸內(nèi)的物料。在缸體壁內(nèi)布設(shè)有電加熱裝置，并在缸內(nèi)壁上若干具有代表性的點(diǎn)安裝有熱電藕，由溫度控制器根據(jù)各點(diǎn)反饋的溫度信息自動(dòng)調(diào)節(jié)缸內(nèi)物料的溫度。在缸體的上方裝有用于帶動(dòng)攪拌器的動(dòng)力和減速機(jī)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)可控制對缸體的轉(zhuǎn)動(dòng)、攪拌臂的升降、物料的加熱(恒溫)和攪拌的啟動(dòng)，以及在控制系統(tǒng)中還可設(shè)計(jì)控制攪拌速度、時(shí)間等。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖中1是物料軟化缸、2是攪拌裝置、11是缸體、12是缸體支撐座、13是轉(zhuǎn)動(dòng)軸、14是缸體內(nèi)壁、15是保溫層、16是電加熱器、17是隔熱層、18是外護(hù)板、19是熱電藕、21是攪拌軸、22是攪拌變速箱、23是固定立柱、24是旋轉(zhuǎn)搖臂、25是搖臂升降螺桿、26是搖臂升降變速箱、27是攪拌漿板(棒)。
在圖1中所示實(shí)施例中，在缸體11的兩側(cè)對應(yīng)位置各安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸13，使其插在兩個(gè)軸承支撐座12中，支撐12將缸體11立在離地面一定距離的高度上。
攪拌機(jī)構(gòu)的升降裝置由固定立柱23、旋轉(zhuǎn)搖臂24、搖臂升降螺桿25、搖臂升降變速箱26組成，攪拌軸21安裝在旋轉(zhuǎn)搖臂24上；攪拌軸21的轉(zhuǎn)動(dòng)是由攪拌變速箱22(包括主電機(jī)及減速器)帶動(dòng)，攪拌變速箱22安裝在位于物料軟化缸1之上的旋轉(zhuǎn)搖臂24上，在攪拌軸21上裝有水平槳葉或垂直攪拌桿27，可根據(jù)需要更換以滿足各工序的不同要求。
使用時(shí)，將待混合物料分別倒入缸體11內(nèi)，然后啟動(dòng)搖臂升降變速箱26，在搖臂升降螺桿25的作用下，使旋轉(zhuǎn)搖臂24沿固定立柱23下降并使攪拌漿板27插入到缸體11中的物料內(nèi)，通過攪拌機(jī)主軸21帶動(dòng)攪拌體27旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對缸體11內(nèi)物料的強(qiáng)制攪拌。
在圖2中，在物料軟化缸1的缸體11壁內(nèi)預(yù)先埋有電加熱器16，為了保證熱量的充分利用，在其內(nèi)外分別設(shè)有保溫層15和隔熱層17，在缸體內(nèi)壁14的不同高度處設(shè)有熱電藕19，以反饋和探測該高度處的物料溫度。
3、加工工藝條件(1)向軟化爐加如捆扎在一起的聚乙稀塑料，加溫待聚乙稀塑料軟化后、再加阻燃劑給予混勻后，最后加注塑劑混勻。
(2)制備時(shí)混煉溫度必須控制在200-250℃溫度之間，當(dāng)溫度低于200℃時(shí)，聚乙稀塑料制品的軟化時(shí)間長、質(zhì)量差，較難以與砂土和植物顆?；靹?，并且混煉時(shí)的耗能大、擠壓難；當(dāng)溫度高于250℃時(shí)，其一、聚乙稀塑料在軟化過程中的損失大，易產(chǎn)生煙霧，其顏色變?yōu)樯钭睾谏?。其二、做注塑劑的植物顆粒易碳化過度，使本發(fā)明蠟燭抗拉性降低易斷裂。
(3)時(shí)間①、聚乙稀塑料加熱軟化過程10-30分鐘；②、加入砂土后的混勻過程10-20分鐘；②、加入植物顆粒后的混勻過程5-15分鐘。
(4)成型可選用壓制、擠出、擠拉及手工成型中的一種作為成型方法。本發(fā)明產(chǎn)品為方形棒狀，其寬為0.5-1.5CM，厚約為0.2-0.5CM，長度不限制，一般可在10-50CM，只要在其燃燒時(shí)不影響豎向固定即可。
(5)壓力①、軟化、混勻過程中是在正常大氣壓力下。
②、擠壓切割時(shí)、在上述條件下0、5kg/平方厘米壓力即可。
本發(fā)明產(chǎn)品使聚乙稀(廢棄的)塑料制品有了一個(gè)新使用領(lǐng)域，在廢棄塑料制品的再利用方面，在原材料方面可以充分利用聚乙稀塑料制品廢物，如廢棄農(nóng)用地膜、各種方便袋、透明塑料布(軟質(zhì)的)、乳白色塑料袋(軟質(zhì)的)、各種食品包裝袋(軟質(zhì)的、內(nèi)層無渡錫的)等，即做到了廢物利用，又可對人們帶來的方便、實(shí)用。該產(chǎn)品在加工、使用過程中不產(chǎn)生任何二次污染。由于該產(chǎn)品可廣泛使用于熱帶地區(qū)，更由于本產(chǎn)品全部利用了自然界和人們生活廢料，又因工藝簡單，所以經(jīng)濟(jì)效益必然顯著。該方法簡單，無污染、安全，產(chǎn)品質(zhì)量好，回收率高。
本發(fā)明無芯蠟燭可燃物可全部地用于燃燒發(fā)光，無棉芯燃燒所帶來的一切污染，可節(jié)約大量的棉紗，且加工制造方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)。
以下通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施例1選擇干凈的廢聚乙稀農(nóng)用地膜80公斤，40目以下的沙土90公斤，干燥木材劇末30公斤。先將聚乙稀塑料制品切碎，然后加入帶有攪拌裝置的加熱容器內(nèi)，在220℃的溫度下邊加熱邊攪拌20分鐘；待聚乙稀全部軟化后，加入沙土，在相同溫度下攪拌20分鐘，給予混勻后再加入木材鋸末攪拌10分鐘。出料后壓制成厚度為0.3CM的片，然后在其上每隔0.8CM壓制出平行壓線，使其形成具有多條蠟燭連接在一體的片狀蠟燭。使用時(shí)，可在蠟燭片上掰下一條使用。
實(shí)施例2選擇干凈的廢舊食品塑料袋120公斤，40目以下的沙土150公斤，干草碎末50公斤。先將聚乙稀塑料制品切碎，然后加入帶有攪拌裝置的加熱容器內(nèi)，在250℃的溫度下邊加熱邊攪拌20分鐘；待聚乙稀全部軟化后，加入沙土，在相同溫度下攪拌15分鐘，給予混勻后再加入木材鋸末攪拌10分鐘。其它如實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種用廢聚乙稀制品生產(chǎn)的耐高溫?zé)o芯蠟燭，包括聚乙稀塑料制品、阻燃劑、注塑劑，其特征在于各組分的重量百分比計(jì)算份額如下聚乙稀塑料為30-50％，砂土為30-50％，稻草末為5-20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫?zé)o芯蠟燭，其特征在于其優(yōu)選的重量百分比份額如下聚乙稀塑料35-45％，砂土40-48％，稻草粉8-15％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫?zé)o芯蠟燭，其特征在于重量計(jì)算份額如下聚乙稀塑料42％，砂土46％，稻草粉12％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫?zé)o芯蠟燭，其特征在于該蠟燭為方形棒狀，其寬為0.5-1.5CM，厚約為0.2-0.5CM，長度不限制。
5.一種用廢聚乙稀制品生產(chǎn)的耐高溫?zé)o芯蠟燭及其制備方法，其特征在于(1)先將聚乙稀塑料制品切碎，然后加入加熱攪拌裝置的容器內(nèi)，邊加熱邊攪拌10-30分鐘；(2)待聚乙稀制品全部軟化后，加入沙土，在相同溫度下攪拌10-20分鐘；(3)混勻后再加入木材鋸末攪拌5-15分鐘；(4)出料后壓制成片狀，然后在其上每隔0.5-1.5CM壓制出平行壓線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐高溫?zé)o芯蠟燭的制備方法，其特征在于所說的加熱是在200-250℃的溫度下。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐高溫?zé)o芯蠟燭的制備方法，其特征在于所說的加熱攪拌裝置包括缸體、攪拌裝置、控制裝置，其物料缸體(11)是帶有加熱層(16)的敝口容器，在物料缸(11)的上方裝有能夠升降的攪拌機(jī)構(gòu)(21)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐高溫?zé)o芯蠟燭的制備方法，其特征在于在加熱層(16)內(nèi)外分別設(shè)有保溫層(15)和隔熱層(17)，在缸體內(nèi)壁(14)的不同高度處設(shè)有熱電藕(19)，在物料缸體(11)外的兩對應(yīng)位置各設(shè)有帶轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的缸體支撐座(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的物料加熱和攪拌設(shè)備，其特征在于攪拌機(jī)構(gòu)(21)的升降裝置由固定立柱(23)、旋轉(zhuǎn)搖臂(24)、搖臂升降螺桿(25)、搖臂升降變速箱(26)組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的物料加熱和攪拌設(shè)備，其特征在于攪拌軸(21)安裝在旋轉(zhuǎn)搖臂(24)上，在攪拌軸(21)上裝有水平槳葉或垂直攪拌桿(27)。
全文摘要
一種用廢聚乙烯制品生產(chǎn)的耐高溫?zé)o芯蠟燭及其制備方法,蠟燭包括聚乙烯塑料為30—50%,砂土為30—50%,植物顆粒為5—20%;將聚乙烯塑料制品加入帶有攪拌裝置的加熱容器內(nèi),在高溫下邊攪拌邊加入砂土和植物顆粒,混勻出料后壓制成多條蠟燭連接在一體的片狀無芯蠟燭;它成本低,既解決了蠟燭的利用率和高溫使用性能,又消耗了廢舊聚乙烯制品,達(dá)到了變廢為寶的目的,具有生產(chǎn)工藝簡單、加工制造方便,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化;其專用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。
文檔編號C08L23/06GK1285368SQ0011126
公開日2001年2月28日 申請日期2000年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月7日
發(fā)明者張東新 申請人:張東新