專利名稱：利用纖維類廢棄物生產(chǎn)的改性工程塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體廢棄物再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用纖維類廢棄物生產(chǎn)的 改性工程塑料。
背景技術(shù)：
以石油為原料的化纖和塑料產(chǎn)品已經(jīng)浸透在我們生活和產(chǎn)業(yè)的所有領(lǐng)域，這類廢 棄物已嚴(yán)重地危害著生態(tài)環(huán)境，成為全球公害。因此將其資源化是解決廢棄物環(huán)境問(wèn)題今 后發(fā)展的大趨勢(shì)，可以充分利用資源和減少環(huán)境污染，在世界能源日趨緊張的情況下，循環(huán) 利用就顯得更為重要。實(shí)踐證明，單種固體廢棄物回收利用，成本高，再生品質(zhì)量低，無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。而根據(jù)復(fù) 合材料的概念，可以通過(guò)不同的搭配，把多種不同的固體廢棄物制成各種類型的廢棄物復(fù) 合材料。這些材料既保持各組分原有的主要性能，又往往具有原組分中所沒(méi)有的新特性，在 材料性能上的揚(yáng)長(zhǎng)避短。目前，該方法已經(jīng)是固體廢棄物增值的最佳途徑?，F(xiàn)有公開(kāi)的技術(shù)文獻(xiàn)，主要都是局限于廢舊塑料類的再利用。但是，目前的再利用 水平還比較低，尤其是利用廢舊塑料破碎后制成木塑類復(fù)合材料工藝，極其復(fù)雜而且產(chǎn)品 檔次較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種利用纖維類廢棄物生產(chǎn)的改性工程塑 料。利用各種纖維類廢棄物的特性，以化纖、紡織、服裝工廠產(chǎn)生的廢棄物(如各種纖維下 腳料、織物邊角料等)，或產(chǎn)業(yè)用紡織品廢棄物(如PVC/玻璃纖維涂層織物、漁網(wǎng))等作為 主要原料，經(jīng)過(guò)特殊改性工藝制成低成本高性能的工程塑料類復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)纖維類廢棄 物的綠色環(huán)保型循環(huán)再利用。由于這些纖維類廢棄物60%以上都是最普通的廢棄物，所以 其成本比同類產(chǎn)品都要低。并且本發(fā)明的新制備工藝還可以避免高分子材料因多次加工熱 降解對(duì)材料性能的損害。所述的利用纖維類廢棄物生產(chǎn)的改性工程塑料，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分纖維類廢棄物 60-90份，樹(shù)脂原料10-40份，專用增容劑5-30份，添加劑0.1-3份。所述纖維類廢棄物，包括以下三個(gè)大類第一類為工業(yè)類廢棄物，包括各種化纖廠、紡織廠、非織造廠、服裝廠各工序的回 絲、回花、紗線、布邊等下腳料。這類廢棄物由于來(lái)源比較明確，成份清楚，回收比較容易，一 般再利用率比較高。但是隨著紡織品向高性能和多功能的方向發(fā)展，含有多種成分原料的 復(fù)合纖維和混紡織品越來(lái)越多，過(guò)去傳統(tǒng)的回收再利用方法已經(jīng)難以適應(yīng)。第二類為生活消費(fèi)類廢棄物，包括衣著用紡織品和裝飾用紡織品。所述衣著用紡織品包括各種服裝、鞋帽、襪子、手套等；所述裝飾用紡織品包括室內(nèi)用品(如窗簾、門簾、 貼墻布、地毯、繡品、臺(tái)布、餐巾、毛巾、浴巾、沙發(fā)套等)、床上用品(如床罩、被面、床單、被 套、枕套、枕巾、毛毯、蚊帳、棉絮等)和戶外用品(如人造草坪、帳篷、太陽(yáng)傘、太陽(yáng)椅等)。 這類廢棄物來(lái)源涉及家庭、賓館飯店、公共場(chǎng)所、交通工具等，種類繁多，成份復(fù)雜。第三類為產(chǎn)業(yè)用紡織品廢棄物，包括篷蓋布、帳篷、土工布、船帆、濾布、篩網(wǎng)、魚(yú) 網(wǎng)、輪胎簾子布、水龍帶、麻袋、造紙毛毯、打字色帶、降落傘、槍炮衣等。這類紡織品由于主 要以功能性為主，產(chǎn)品供其它產(chǎn)業(yè)部門專用，所以在循環(huán)再利用技術(shù)方面有一定的難度。所述樹(shù)脂原料與纖維類廢棄物的種類相對(duì)應(yīng)，包括尼龍、聚酯、聚丙烯、聚苯乙烯寸。所述專用增容劑是通過(guò)引入兩種不同功能性基團(tuán)制備而成的，一種為 PE-PP-g-(MAH-C0-CALA)類(參看中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200710156171.3)，另一種為異丁 烯-馬來(lái)酸酐共聚物，根據(jù)纖維類廢棄物的種類任選一種或二種并用。所述添加劑包括偶聯(lián)劑、抗氧化劑、潤(rùn)滑劑，均為本行業(yè)公知產(chǎn)品，重量份數(shù)為 0. 1-3份。其中，所述偶聯(lián)劑可選550、560或570其中一種；重量份數(shù)為0. 1-1份；所述抗 氧化劑可選225、擬8其中一種；重量份數(shù)為0. 1-1份；所述潤(rùn)滑劑可選EBS、TAF其中一種； 重量份數(shù)為0. 1-1份。三者的添加量可根據(jù)廢棄物的種類及產(chǎn)品性能要求適當(dāng)調(diào)節(jié)。所述纖維類廢棄物的重量份數(shù)為60-90份，其含量達(dá)到60份以上時(shí)，體現(xiàn)了本發(fā) 明的主體是利用纖維類廢棄物制造復(fù)合材料；若含量超過(guò)90份，其性能則會(huì)太低。所述樹(shù)脂原料的重量份數(shù)為10-40份，其含量達(dá)到10份以上是為了保證材料的高 性能化；若含量超過(guò)40份，則不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明以纖維類廢棄物作為主要原料的目的，而且 會(huì)增加成本。所述專用增容劑的重量份數(shù)為5-30份；若含量達(dá)不到5份，則各種材料的相容性 不好，其機(jī)械性能不易達(dá)到要求；若含量超過(guò)30份，其成本會(huì)太高且性能改善不明顯。其為 通過(guò)引入兩種不同功能性基團(tuán)制備的專用增容劑，一種是PE-PP-g-(MAH-CO-CALA)類，另 一種是異丁烯-馬來(lái)酸酐共聚物。根據(jù)纖維類廢棄物的種類可任選一種或者二種以上并用 均可。所述添加劑的重量份數(shù)為0. 1-3份，包括偶聯(lián)劑、抗氧化劑、潤(rùn)滑劑等，可根據(jù)廢 棄物的種類及產(chǎn)品性能要求適當(dāng)調(diào)節(jié)。本發(fā)明的利用纖維類廢棄物生產(chǎn)的改性工程塑料，可以選用以下任一方法制備而 成。其中，下述任一方法都對(duì)含有異種材料混合物的纖維類廢棄物不進(jìn)行分離，而是作為復(fù) 合材料的原料直接再利用。方法一主要原料包括各種纖維、紗線、織物類廢棄物，這些材料能夠整理成為具有定量 的連續(xù)形態(tài)。配方確定根據(jù)纖維類廢棄物的種類，選擇匹配的樹(shù)脂原料、增容劑及各種添加 劑，并根據(jù)產(chǎn)品要求確定相應(yīng)的配合比例。具體步驟如下1)按配方先將樹(shù)脂原料、增容劑及各種添加劑按比例加入高速混料機(jī)混合均勻。2)使用雙螺桿擠出機(jī)，將以上混合料從第一加料口按一定比例加入，將整理好的
4連續(xù)狀纖維類廢棄物從第二加料口按一定比例加入。3)雙螺桿擠出機(jī)按照設(shè)定工藝經(jīng)過(guò)混煉、排氣、造粒，即制得本發(fā)明的改性工程塑 料料粒。上述制得的改性工程塑料料粒，可以通過(guò)注塑成型、熱壓成型、平板擠出成型、異 型擠出成型、真空成型等常規(guī)成型方法，制成各種注塑件、板材、異型材等制品，廣泛應(yīng)用于 車輛零部件、家電制品、辦公機(jī)器、衛(wèi)浴潔具等領(lǐng)域。方法二利用原料包括各種織物、服裝類、產(chǎn)業(yè)用紡織品廢棄物，這些材料應(yīng)具有一定的 平方米克重。配方確定根據(jù)纖維類廢棄物的種類，選擇匹配的樹(shù)脂原料、增容劑及各種添加 劑，并根據(jù)產(chǎn)品要求確定相應(yīng)的配合比例。具體步驟如下1)按配方先將樹(shù)脂原料、增容劑及各種添加劑按比例加入高速混料機(jī)混合均勻。2)使用模具熱壓機(jī)，將所選纖維類廢棄物裁成一定形狀大小，與以上混合料在模 具內(nèi)交替鋪層，然后按設(shè)定工藝進(jìn)行熱壓成型，即制得本發(fā)明的改性工程塑料片材。上述制得的改性工程塑料片材，可以通過(guò)熱壓成型、真空成型等常規(guī)成型方法，制 成各種板材、型材等制品，可廣泛應(yīng)用于建筑材料、捆包材料、絕熱材料、日用品等領(lǐng)域。進(jìn)一步的，當(dāng)制備本發(fā)明的利用纖維類廢棄物生產(chǎn)的改性工程塑料時(shí)，在不損害 機(jī)械性能的前提下，可以添加適量的本行業(yè)常規(guī)公認(rèn)的抗靜電劑、阻燃助劑、防滴劑、抗菌 劑、抗老化劑、顏料等，以改善材料的其他性能。本發(fā)明的利用纖維類廢棄物生產(chǎn)的改性工程塑料，具有以下特點(diǎn)1)對(duì)含有異種材料混合物的纖維類廢棄物不進(jìn)行分離而是作為復(fù)合材料的原料 直接再利用。2)根據(jù)纖維類廢棄物的種類可選擇通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混煉擠出成型，或 者運(yùn)用熱壓成型或注塑成型進(jìn)行直接成型加工，制成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。3)在復(fù)合成型過(guò)程中，天然纖維(棉、毛、絲、麻)和無(wú)機(jī)纖維(玻璃纖維、碳纖維) 作為增強(qiáng)材料，各種熱塑性合成纖維成為基體成分；對(duì)于熔點(diǎn)不同的兩種合成纖維，高熔點(diǎn) 的作為增強(qiáng)材料，低熔點(diǎn)的成為基體成分；4)運(yùn)用差別化改性技術(shù)對(duì)廢棄物材料進(jìn)行改性，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的高性能化。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例1一、配方(以重量份數(shù)計(jì))1)纖維類廢棄物60份，包括a.聚氯乙烯涂層的玻璃纖維織物(PVCG)邊角料，具體是規(guī)格為130g/m2的玻璃纖 維布，PVC涂層量300g/m2，50份。b.聚丙烯(PP)，非織造布生產(chǎn)工廠的邊角料，10份。2)樹(shù)脂原料聚丙烯(PP)，40份。
3)專用增容劑PE-PP_g-(MAH-C0-CALA)，8份；以及異丁烯-馬來(lái)酸酐共聚物，2 份。4)添加劑抗氧劑225，0. 5份；潤(rùn)滑劑TAF，0. 5份；抗老化劑770，0. 2份。二、制備將上述原料加入高速混料機(jī)，混合均勻。然后利用雙螺桿擠出機(jī)擠出成型。其中， 上述玻璃纖維織物(PVCG)中的玻璃纖維含有率控制在30wt%左右，因此各種廢棄物未經(jīng) 過(guò)裁斷粉碎等預(yù)處理，而是直接喂給雙螺桿擠出機(jī)混煉造粒，檢測(cè)產(chǎn)品性能，結(jié)果見(jiàn)表1。表 1
測(cè)定項(xiàng)目測(cè)試方法測(cè)試條件單位數(shù)值拉伸強(qiáng)度ASTM D-6385mm/minMPa30彎曲強(qiáng)度ASTM D-7905mm/minMPa40彎曲彈性模量ASTM D-7905mm/minMPa1400IZOD缺口沖擊強(qiáng)度ASTM D-2563.2mm，23 °CKJAn27實(shí)施例2一、配方(以重量份數(shù)計(jì))1)纖維類廢棄物90份編織漁網(wǎng)用尼龍6下腳料，規(guī)格為2500tex2)樹(shù)脂原料尼龍6，10份。3)專用增容劑PE-PP-g- (MAH-C0-CALA)，5份；異丁烯-馬來(lái)酸酐共聚物，5份。4)添加劑抗氧劑928,0. 3份；潤(rùn)滑劑EBS，0. 5份。二、制備利用雙螺桿擠出機(jī)，將上述幻；3)4)原料加入高速混料機(jī)，混合均勻，從第一加料 口按比例加入；將整理好的連續(xù)狀纖維類廢棄物從第二加料口按比例加入。其中，上述編織 漁網(wǎng)用尼龍6下腳料不經(jīng)過(guò)裁斷粉碎等預(yù)處理，而是直接喂給雙螺桿擠出機(jī)混煉造粒，檢 測(cè)產(chǎn)品性能，結(jié)果見(jiàn)表2。表 2
測(cè)定項(xiàng)目測(cè)試方法測(cè)試條件單位數(shù)值拉伸強(qiáng)度ASTM D-6385mm/minMPa45彎曲強(qiáng)度ASTM D-7905mm/minMPa60彎曲彈性模量ASTM D-7905mm/minMPa1600IZOD缺口沖擊強(qiáng)度ASTM D-2563.2mm，23°CKJ/m222實(shí)施例3一、配方(以重量份數(shù)計(jì))
1)纖維類廢棄物75份，包括a.廢棄的玻璃纖維織物，具體是規(guī)格為150g/m2的玻璃纖維布，40份；b.聚丙烯(PP)，非織造布生產(chǎn)工廠的邊角料，具體是規(guī)格為200g/m2，30份。2)樹(shù)脂原料聚丙烯(PP)薄膜，具體是規(guī)格為200g/m2，30份。3)專用增容劑PE-PP_g- (MAH-C0-CALA)，5 份。4)添加劑偶聯(lián)劑550,0. 1份。二、制備上述玻璃纖維織物用偶聯(lián)劑涂敷烘干，然后將各種材料裁成一定形狀大小，在模 具內(nèi)按比例交替鋪層，使用模具熱壓機(jī)，然后按設(shè)定工藝進(jìn)行熱壓成型，即制得本發(fā)明的改 性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯片材。檢測(cè)產(chǎn)品性能，結(jié)果見(jiàn)表3。表3
測(cè)定項(xiàng)目測(cè)試方法測(cè)試條件單位數(shù)值拉伸強(qiáng)度ASTM D-6385mm/minMPa45彎曲強(qiáng)度ASTM D-7905mm/minMPa60彎曲彈性模量ASTM D-7905mm/minMPa1750IZOD缺口沖擊強(qiáng)度ASTM D-2563.2mm，230CKJ/m210從上述表1-3可以看出本發(fā)明的改性工程塑料具有和常規(guī)改性工程塑料復(fù)合材 料相近的機(jī)械性能，其制品在汽車、電子電器、辦公家電、日常用品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用 前景。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)發(fā)明的 技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在 本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種利用纖維類廢棄物生產(chǎn)的改性工程塑料，其特征在于，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下 組分纖維類廢棄物60-90份，樹(shù)脂原料10-40份，專用增容劑5-30份，添加劑0. 1-3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性工程塑料，其特征在于，所述纖維類廢棄物包括三大類 廢棄物，其中，第一類為工業(yè)類廢棄物，第二類為生活消費(fèi)類廢棄物，第三類為產(chǎn)業(yè)用紡織 品廢棄物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性工程塑料，其特征在于，所述工業(yè)類廢棄物包括各種化 纖廠、紡織廠、非織造廠、服裝廠各工序的回絲、回花、紗線、布邊下腳料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性工程塑料，其特征在于，所述生活消費(fèi)類廢棄物包括衣 著用紡織品和裝飾用紡織品。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性工程塑料，其特征在于，所述產(chǎn)業(yè)用紡織品廢棄物包括 篷蓋布、帳篷、土工布、船帆、濾布、篩網(wǎng)、魚(yú)網(wǎng)、輪胎簾子布、水龍帶、麻袋、造紙毛毯、打字色 帶、降落傘、槍炮衣。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性工程塑料，其特征在于，所述衣著用紡織品包括各種服 裝、鞋帽、襪子、手套；所述裝飾用紡織品包括室內(nèi)用品、床上用品和戶外用品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性工程塑料，其特征在于，所述樹(shù)脂原料為尼龍、聚酯、聚 丙烯、聚苯乙烯中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性工程塑料，其特征在于，所述專用增容劑是通過(guò)引入兩 種不同功能性基團(tuán)制備而成的，一種為PE-PP-g- (MAH-C0-CALA)類，另一種為異丁烯-馬來(lái) 酸酐共聚物，根據(jù)纖維類廢棄物的種類任選一種或二種并用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用纖維類廢棄物生產(chǎn)的改性工程塑料，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分纖維類廢棄物60-90份，樹(shù)脂原料10-40份，專用增容劑5-30份，添加劑0.1-3份。所述纖維類廢棄物包括三大類廢棄物，其中，第一類為工業(yè)類廢棄物，第二類為生活消費(fèi)類廢棄物，第三類為產(chǎn)業(yè)用紡織品廢棄物。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了纖維類廢棄物的綠色環(huán)保型循環(huán)再利用，并且由于這種材料的原料60％以上都是最普通的廢棄物，所以其成本比同類產(chǎn)品低。并且本發(fā)明的改性工程塑料的新制備工藝還可以避免高分子材料因多次加工熱降解對(duì)材料性能的損害。
文檔編號(hào)C08L23/12GK102061041SQ20101017991
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者張萬(wàn)虎, 李芳麗 申請(qǐng)人:張萬(wàn)虎