專利名稱：：一種改進的制造低密度塑性砂石的方法、所制造的塑性砂石及其組合物的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種基于回收的低密度聚乙烯的低密度塑性砂石、以及由其形成的組合物。
背景技術：
：在世界范圍內(nèi)，使用的塑料在生命空間中泛濫成突，各種廢物污染土壤和含水層，因為它們的生物降解非常緩慢，迫使我們尋求其它材料來取代該材料的使用，并且將它們從戶外垃圾堆回收，因為由于環(huán)境(太陽、空氣等)的影響，它們釋放出的氣體和有毒煙霧會使得土壤和含水層變劣，并且產(chǎn)生、積累和增殖細菌以及寄生物；另一方面，作為灰泥(砂石、水泥和水)基本材料的砂石被用于所有的建筑中粘結磚塊，并且制造所述物質(zhì)的方法也對環(huán)境有害并且會污染環(huán)境，另外，高的運輸成本極大地增加了房屋和建筑物的成本。有各種不同的方法來回收低密度聚乙烯，但是沒有一種與本發(fā)明所述的方法一樣；可由各種回收的低密度聚乙烯塑料來制造或獲得該細砂石，該砂石在熔化時^皮轉化為比常規(guī)砂石輕53%的細砂石，并且可被用作灰泥或磚塊和混凝土部件中。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種基于回收的或純的低密度聚乙烯的低密度塑性砂石以及由其形成的組合物，通過制造工藝得到的塑性砂石是利用任何種類的低密度聚乙烯而獲得的，比如以固體廢物形式從垃圾堆回收或者從任何可發(fā)現(xiàn)所述物質(zhì)的其它工業(yè)源得到的吸管、眼鏡和一次性塑料板、袋和瓶等。本發(fā)明砂石的原材料包括以固體廢物形式從垃圾堆或者工業(yè)廢物找到的各種低密度聚乙烯，當聚乙烯被加熱至熔點或熔點以上時，它發(fā)生了令人驚訝的轉變，即，它變得不太成網(wǎng)狀并且不太致密，因此，更有撓性，通過該方法使得低密度聚乙烯中聚合物鏈再取向和重組，由此生產(chǎn)了塑性砂石，一旦塑料中低密度聚乙烯重組，則將其放置于封閉的容器中，用明火直接加熱該容器，該容器具有出口導管，熔化產(chǎn)生的氣體以及在該階段中產(chǎn)生的部分燃燒物由該導管出來直接進入燃燒器的管口，由此消除了燃燒生產(chǎn)的氣體，避免對環(huán)境的污染，該容器也具有加料設備和溫度調(diào)節(jié)器，用于實施熔煉工藝和塑料的部分燃燒所推薦使用的溫度區(qū)間是約65°C-90°C,優(yōu)選7(TC-80。C,時間是3-20分鐘，優(yōu)選3-5分鐘，不超出該范圍并且不超過IO(TC是非常重要的，因為如果超過該溫度，則會有原材料的損失，即，原材料開始燃燒并且成為碳，低密度聚乙烯聚合物不會再取向和分子重組，這極大地影響了其質(zhì)量，也就是說，它以氣體形式轉化為灰燼，當?shù)竭_該燃燒器時，會完全消失，通過利用聚乙烯來實施該步驟，構成聚合物的高網(wǎng)狀鏈斷裂、再取向和重組，形成了具有新性能、例如撓性的非網(wǎng)狀新鏈，也就是說，塑料變得不太致密，并且更加易彎曲，在具有新鏈的該塑料材料中，加入預定量的固態(tài)石油、例如來源于廢物的撓性焦油(curvedtar)，其加入量約占熔化的聚乙烯原材料量的0.1%-30%、優(yōu)選為2%，使得這些材料在相同溫度下進行10-35分鐘的重組。令人驚訝的是，該焦油有助于形成更大更撓性的聚合物分子。一旦徹底地混合塑料和焦油，則從容器中取出所述混合物，將其倒入潔凈的表面或容器中，直至其在室溫下結晶，一旦完成結晶之后，其中形成有不同尺寸顆粒的脆基體被從表面或容器提升和過篩，使之通過不同尺寸的篩網(wǎng)，從而根據(jù)需要或最終用途來控制顆粒的尺寸。晶體或顆粒的尺寸可以在非常細與一英寸之間變化，收集留在篩網(wǎng)中的更大尺寸顆粒，以進一步通過研磨機來降低它們的尺寸，并且進一步過篩。如果必須將由此獲得的塑性砂、石從一個地方運輸?shù)搅硪粋€地方，則我們推薦提供一些濕氣，以避免由于非常輕質(zhì)而損失所述物質(zhì)。具體實施方式下面將描述根據(jù)本發(fā)明制造塑性砂石的方法，它包括以下步驟A)收集原材料，所述原材料由以固體形式從垃圾堆或者工業(yè)廢物找到各種低密度聚乙烯組成；B)收集了由低密度聚乙烯組成的塑料之后，將其放置于封閉的容器中，用明火直接加熱該容器，該容器具有出口導管，熔化產(chǎn)生的氣體以及在該階段中產(chǎn)生的部分燃燒物由該導管出來直接進入燃燒器的管口，由此消除了燃燒產(chǎn)生的氣體，避免對環(huán)境的污染，該容器也具有加料設備和溫度調(diào)節(jié)器，用于實施熔煉工藝和塑料的部分燃燒所推薦使用的溫度區(qū)間是約65。C-9(TC，優(yōu)選7(TC-8(TC，時間是3-20分鐘，優(yōu)選3-5分鐘，不超出該范圍并且不超過100。C是非常重要的，因為如果超過該溫度，則會有原材料的損失，即，原材料開始燃燒并且形成碳，低密度聚乙烯聚合物不會進行再取向和分子重組，這極大地影響了其質(zhì)量，也就是說，它以氣體形式轉化為灰燼，當?shù)竭_該燃燒器時，會完全消失；C)加入預定量的來源于廢物并且名稱為撓性焦油的固態(tài)石油，其加入量約占熔化的聚乙烯原材料量的約1%-30%、優(yōu)選為2%，使得這些材料在相同溫度下進行10-35分鐘的重組；D)—旦徹底地混合塑料和焦油，則從容器中取出所述材料的混合物，將其倒至潔凈的表面或容器中，直至其在室溫下結晶；F)—旦完成結晶之后，其中形成有不同尺寸顆粒的脆基體被從表面或容器提升和過篩，使之通過不同尺寸的篩網(wǎng)，從而根據(jù)需要或最終用途來控制顆粒的尺寸；G)晶體或顆粒的尺寸可以在非常細與一英寸之間變化，收集留在篩網(wǎng)中的更大尺寸顆粒，以進一步通過研磨機來降低它們的尺寸，并且隨后根據(jù)F)來過篩。在實驗室中得到了通過該制造方法或工藝制造的塑性砂石的性能和特性，其結果和各種測試如下所述。"砂石的粒度測定法"將塑性砂石進行粒度測試，以確定其細度標準；另外，還為了獲知以下的參數(shù)容重密度吸收率洗滌損失色度學第一次粒度測定為了測定塑性砂石的粒度，取出了500克的樣品，它們通過了序號為8、14、36、48和100的篩網(wǎng)，收集該粉末，測試結果如下婦網(wǎng)的序號孑L徑mm留在每個篩網(wǎng)中的重量留在每個篩網(wǎng)中的％保留的累計百分數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>細度標準為了說明塑性砂石的細度標準，內(nèi)部篩網(wǎng)序號是8，14,28,48和100。篩網(wǎng)#100篩網(wǎng)#100細度標準-l/100Z所涉及的累計百分凄t篩網(wǎng)#4細度標準=218/100細度標準=2.18(細的塑性砂、石)已經(jīng)根據(jù)細度標準對塑性砂石進行了分類，該分類是基于根據(jù)下表中的A.S.T.M中的定義4。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>細度標準的結果是2.18,其分類范圍為1.50-2.50,結果是為細的塑性砂石分類。第二粒度測試以及細度標準的確定<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>細度標準為了說明塑性砂石的細度標準，內(nèi)部篩網(wǎng)序號是8，14,28,48和100。篩網(wǎng)#100篩網(wǎng)#100細度標準=1/所涉及的累計百分數(shù)篩網(wǎng)#4細度標準-(2.49+3.09+23.04+24.43+27.96)/100細度標準-81.01/100細度標準=0.81(非常細的塑性砂、石)已經(jīng)根據(jù)細度標準對塑性砂石進行了分類，該分類是基于根據(jù)下表中的A.S.T.M中的定義4。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>細度標準的結果是O.81,其分類范圍為0.50-1.50，結果是為非常細的塑性砂石分類。塑性砂石的容重材料的容重變化取決于樣品的壓制調(diào)節(jié)以及其所含有的潮濕度。根據(jù)適用的管理需要，除了特定的情況之外，通常以飽和并且表面干燥的形式使用材料，同時不進行壓制來確定容重。此時，使用了由非變形木材制成的立方沉積體(cubedeposit),其容量為5升。該已知的的重量沉積體(空重)充滿有洞穴，利用鑄工用取樣勺從距離上邊緣不大于2英寸的高度處、將其輕輕地篩入立方體內(nèi)，并且接著將其整平和稱重，得到了以下的有關塑性砂石的結果W.V.=(總重量-容重)/體積W.V.=(4.566kg-2.320kg)/5升,W.V.是449kg/m3塑性砂石的密度為了確定塑性砂、石的密度，使用了Lechateelier或Chapman燒弁瓦，所述燒瓶中的水量被設置在O.C.C標示線處，接著，將50克飽和且表面干燥的塑性砂石沉積于該燒瓶中，通常在旋轉移動形式的持續(xù)攪拌條件下進行，以消除氣泡。將燒瓶靜置，i至氣泡上升并且消失，另一種說法是，正好是由放置的50g塑性砂石驅逐出的體積值，結果如下密度=重量/體積=5(^/23.8C.C.-2.1砂石的吸附率在對飽和且表面干燥的塑性砂石進行了測試之后，取出正好500g的樣品，并且將其置于淺盤上靜置，直至在60。C的溫度下完全干燥。接著將其置于潔凈的瓷器中，并且置于干燥器中冷卻20分鐘，此后對其進行再次稱重。利用兩個重量之差可得出水的吸附率，它被表示為水與干重的百分數(shù)，此時，基于干燥材料重量得到的吸附率是吸附率-(500-497.8)/497.8)*100=0.441%該測試結合密度測試可在混凝土的制造工藝中提供用于質(zhì)量控制的正確數(shù)據(jù)。飽和且表面干燥的塑性砂石塑性砂石具有深的顏色，為了得到飽和且表面干燥的塑性砂石，待飽和的50g該材料被置于水中達24小時，在得到最可能大的水量之后，利用已知的方法將其移出，小心不要洗去粉末。接著在爐子上對該材料進行緩慢的干燥。為了避免改變該工藝，推薦使用低于ll(TC的溫度，而且持續(xù)地移動該塑性砂石，直至所有的水消失，并且接著利用太陽或風進行干燥，直至在手中擠塑性砂石或在手的兩個手掌之間滿滿地壓塑性砂石而不再形成結塊時即可。該行為表明，該材料非常接近于所尋找的條件，因此，該測試適用于由板制成的錐形物。將該錐形物填滿塑性砂石，并且利用具有1英寸直徑的圓形截面(2.54cm)和12盎司重量的搗錘的自由面來猛烈敲打、壓制25次。利用塑性砂石將模具填滿至其容量，輕輕地取出該模具，結果是砂石呈現(xiàn)出模具的形狀。這證實了它依舊具有可賦予外觀粘合的表面潮濕度。進行該錐形物的測試達2次以上，直至材料達到理想的條件，并且呈現(xiàn)出本身的安息角。洗滌損失進行該測試的目的是知曉砂石所具有的泥漿量，因為在一些情況下，實際上并不像托盤上的砂石以及直接放置在地面上的砂石所呈現(xiàn)出的那樣的特征，這會影響混凝土收縮率的增加并且降低其耐蝕性。取出干重為600g的完全干燥的塑性砂石樣品，將其置于#200的篩網(wǎng)中，并且開始洗滌，直至^^人篩網(wǎng)流出的水完全潔凈為止。收集經(jīng)過洗滌的塑性砂石，并且在爐子上繼續(xù)干燥，通常需要小心的是，其中可能含有的有機顆粒不會燃燒。一旦塑性砂石被干燥，則將其再次稱重，并且該次重量與原重量之差即為砂石中所含粉末的重量，將其表示為原始重量的百分數(shù)，則提供以下的數(shù)據(jù)洗滌損失-/樣品500g-487.5/500,)*100=2.5%。才艮據(jù)該標準，所接受的砂石必須具有低于5%的損失，此時結果是2.5%。該結果的原因是，使用的材料是聚乙烯(吸管、一次性的板和塑料袋)。確定細砂中潮濕度的測試為了開始該測試，首先洗滌瓷器器亞，目的是去除雜質(zhì)，接著將其置于10(TC的爐子上達10分鐘后，取出并且置于玻璃干燥器上約15分鐘。校準天平，并且稱量空的器皿，在將樣品置于瓷器中之后，馬上稱其重量(樣品的重量是34.3g)，將其置于6(TC的爐子上達約2小時后，取出樣品，并且置于干燥器上約20分鐘。最終的結果是69.9g,因此，潮濕度含量是O.lg。色度學色度學測試提供了塑性砂石中的成分或有機物質(zhì)或其它元素的比色指數(shù)，它可能少于或高于所謂的"標準色"。該測試在250ml容量的吸吮瓶中進行，每次測試大概在其中放入125ml的塑性砂'石。加入3%的苛性鈉溶液(一升水中加入30g的苛性鈉(NaOH))直至達到200ml的標示線，加入該溶液后即使猛烈地搖晃、液面也必須保持在燒瓶內(nèi)。靜其靜置24小時，之后將瓶子中溶液的顏色與標準的著色玻璃作比較。由該測試得到的數(shù)據(jù)對應最小量的有機物質(zhì)，因為在制備塑性砂石時所使用的聚乙烯得自于廢物。在975。C的溫度下測定灰燼的結果分析表現(xiàn)出低的百分數(shù)，因為樣品具有占其重量25%的雜質(zhì)，它是分析得到的元素的最終百分數(shù)如下的原因碳67%氫8%灰燼25%總計100%得到的塑性砂石是另一種低成本的防火、絕緣、隔熱結構材料，它易于處理，并且比常規(guī)的砂石輕，與常規(guī)的砂石相容，并且耐壓縮應力，而且可與其它材料一起;f皮用于墻壁和混凝土路面，而不會影響它們的質(zhì)量，當以至少30%的比例以塊狀體的形式被用于灰泥和混凝土中時，由于更輕、不太致密并且甚至保持有常規(guī)砂石的體積，所以塑性砂石保持著最'J、的潮濕度，由此通過了粘稠度，避免了由于輕而導致的易揮發(fā)性，避免了將所述材料放置在一起和運輸時的困難。作為其化學性質(zhì)中的一種，塑性砂石具有約80-100。C的高耐火性，并且在20(TC下其重量的四分之一開始熔化，而不會改變其結構，它不管與灰泥還是混凝土材料結合使用，都可提供更高的耐火性、耐水性、耐潮濕性和耐磨性，它與常規(guī)的材料相比可延長使用壽命達10倍。該產(chǎn)品的主要特征之一是，由于與常規(guī)的砂石非常相似，因此，在建筑領域中有許多的用途，由于其本身來源于回收的聚乙烯，因此，降低了任何建筑或設計的成本。以下是它的一些質(zhì)量一比常規(guī)砂石便宜30%一不需要專門的材料來制造該產(chǎn)品一不需要熟練的手工勞動一可減少結構的成本達50%一作為其中的一個物理性質(zhì)，顆粒的尺寸在細顆粒至3/4英寸(1.9cm)之間分布一其容重是449Kg/cm3一作為其性能之一的是，其耐火性為80-100。C而不會改變其結構，并且在20(TC下其重量的四分之一開始熔化。實施例實施例1利用上述的方法來制造以下的塑性砂石組合物，塑性砂石包括2%的廢焦油，按比例加入5，4，12，200和1000g的低密度聚乙烯塑料材料，使各成分在相同的溫度下結合在一起10分鐘，將塑性砂石用于灰泥中(通常為水、妙、石和水泥)時，必須具有以下的配方50%的天然妙、石和50%的塑性砂石，除此之外還有水和水泥；如果將用于公園和花園，則請本領域的專家詳細地分析按照55%的常規(guī)砂石與45%的塑性砂石混合是非常重要的。實施例2按照與之前的實施例相同的方法進行，但是使用的塑性砂石組合物所包括的聚乙烯的量為55,10,30，200或500,它包括2%的得自于廢物的焦油；利用得到的該塑性砂石，制造了幾種類型的磚塊，它們包括該配方中的幾種典型組分。表1示出了制造磚塊所使用的幾種材料。這些中的一些材料與同本申請同時提交的專利申請中所述的相同。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>注釋通過壓縮測試得到的應力隨后所附的是用于制造磚塊(樣品)的材料說明。這些中的一些材料與同本申請同時提交的專利申請中所述的相同。樣品用于制造磚塊的材料1刨花、顆粒狀苯乙烯、粘土、砂石和l型水泥2塑料、顆粒狀苯乙烯、粘土、砂石和l型水泥3塑性砂石、顆粒狀苯乙烯、刨花和l型水泥4珪石、顆粒狀苯乙烯和鋸屑5報紙、紙板、粘土、砂石、刨花和l型水泥6苯乙烯、汽油、粘土和砂、石7顆粒狀苯乙烯、粘土、刨花和l型水泥8報紙9炭黑、粘土、砂石、塑性砂石和l型水泥10蔗糖蜜、塑性砂石、粘土、砂石和l型水泥11鋸屑、小的白色海貝殼和白色水泥。不應認為本發(fā)明受具體實施例的限制，但是，應當理解為本發(fā)明覆蓋了所附權利要求中顯而易見的各個方面。本發(fā)明同樣也適用于許多組合物和工藝的各種改進和等同工藝，并且，本領域技術人員在閱讀本說明書時，容易清晰地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的重點所在。我所記錄在案的是，至今為止、據(jù)本發(fā)明人所知實踐上述發(fā)明的最好已知方法是由本發(fā)明說明書的描述明顯可知的方法。以上已經(jīng)描述了本發(fā)明，本發(fā)明要求保護以下權利要求的內(nèi)容。權利要求1.一種基于回收的低密度聚乙烯制造塑性砂石的方法，其特征在于，它包括以下步驟A)收集原材料，所述原材料由以固體形式從垃圾堆或者工業(yè)廢物找到各種低密度聚乙烯組成；B)收集了由低密度聚乙烯組成的塑料之后，將其放置于封閉的容器中，用明火直接加熱該容器，該容器具有出口導管，熔化產(chǎn)生的氣體以及在該階段中產(chǎn)生的部分燃燒物由該導管出來直接進入燃燒器的管口，由此消除了燃燒產(chǎn)生的氣體，避免對環(huán)境的污染，該容器也具有加料設備和溫度調(diào)節(jié)器，用于實施熔煉工藝和塑料的部分燃燒所推薦使用的溫度區(qū)間是約65℃-90℃，優(yōu)選70℃-80℃，時間是3-20分鐘，優(yōu)選3-5分鐘；C)加入預定量的來源于廢物并且被稱為撓性焦油的固態(tài)石油，其加入量約占熔化的聚乙烯原材料量的約0.1％-30％、優(yōu)選為2％，將這些材料在相同溫度下進行10-35分鐘的混合；D)一旦徹底地混合塑料和焦油，則從容器中取出所述材料的混合物，將其倒至潔凈的表面或容器中，直至其在室溫下結晶；F)一旦完成結晶之后，其中形成有不同尺寸顆粒的脆基體被從表面或容器移出并且過篩，使之通過不同尺寸的篩網(wǎng)，從而根據(jù)需要或最終用途來控制顆粒的尺寸；G)晶體或顆粒的尺寸可以在非常細與一英寸之間變化，收集留在篩網(wǎng)中的更大尺寸顆粒，以進一步通過研磨機來降低它們的尺寸，并且隨后根據(jù)F)來過篩。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所使用的低密度聚乙烯選自以固體廢物形式從垃圾堆回收或者從其它工業(yè)源收集到的一次性吸管和眼鏡、一次性塑料袋和瓶等。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B)中，當加熱聚時，可以斷開構成聚合物的高致密鏈，使得它們重新取向和重組，由此形成了具有新性能的非網(wǎng)狀鏈。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟C)中，加入的焦油有助于形成更大更撓性的聚合物分子。5.—種基于回收的低密度聚乙烯的塑性砂石，其特征在于，它包括回收的低密度聚乙烯以及0.1%-30%、優(yōu)選2%的固體形式的石油，所有的組分必須被調(diào)節(jié)到100%。6.根據(jù)權利要求5所述的塾4生砂石，其特征在于，固體石油選自撓性廢焦油。7.根據(jù)權利要求5所述的塑性砂石，其特征在于，低密度聚乙烯選自各種低密度聚乙烯，例如以固體廢物形式從垃圾堆回收或者從其它工業(yè)源收集到的吸管、一次性眼鏡、塑料袋和瓶等。8.權利要求5所述的塑性砂石在制造磚塊、灰泥、混凝土以及在建筑中的應用。全文摘要本發(fā)明涉及一種基于回收的或純的低密度聚乙烯制造的塑性砂石、其制造工藝以及由此形成的組合物。根據(jù)本發(fā)明，通過使用各種低密度聚乙烯制得所述塑性砂石，該低密度聚乙烯例如是以固體廢物形式可得的從垃圾堆回收或者從其它工業(yè)源收集到的一次性吸管、廢棄板和杯、塑料袋和瓶等。文檔編號C08L23/06GK101107303SQ200580035525公開日2008年1月16日申請日期2005年9月1日優(yōu)先權日2004年9月1日發(fā)明者安吉爾·艾度爾都·瑪汀茲·利奧申請人:安吉爾·艾度爾都·瑪汀茲·利奧