專利名稱：復(fù)合再生塑料實(shí)心型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一項(xiàng)關(guān)于型材加工配方的發(fā)明，該工藝是以再生塑料為原料，加進(jìn)植物纖維、膨化劑通過熱塑化處理和擠壓變形，生產(chǎn)出的復(fù)合再生塑料實(shí)心型材，可用于門、窗、龍骨、柵欄等產(chǎn)品的加工和制造。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的型材加工都有一個共同點(diǎn)，即都是單一材料通過一個成型過程將型材加工成需要的形狀。
木質(zhì)型材即使在加工前對木材進(jìn)行了充分干燥處理，木材仍會發(fā)生一定程度的變形，從而影響門窗的使用，同時木材表面需要進(jìn)行油漆，并定期對其表面進(jìn)行保養(yǎng)。在隱蔽工程中木材的腐爛、白螞蟻的侵襲是難以避免的。
由于PVC型材制為空心結(jié)構(gòu)，其型材壁較薄，為了達(dá)到門窗要求的材料強(qiáng)度，必須在這種空心的PVC型材中插入金屬材料，以保證成品門窗的強(qiáng)度要求，但其角強(qiáng)度較低，這樣的型材結(jié)構(gòu)不便于安裝五金件。
鋁合金型材在加工及使用過程耗能較高，提高了制造成本，為了保證建筑的節(jié)能要求，需采用斷橋技術(shù)適當(dāng)降低型材的熱傳導(dǎo)系數(shù)，防止通過型材散失能量。因鋁合金門窗的角連接無法采用焊接技術(shù)，只有采用其它的輔助技術(shù)來提高角強(qiáng)度及角密封性。
傳統(tǒng)的柵欄大多采用金屬及木材作為主要原料，其銹蝕、腐爛給維護(hù)保養(yǎng)帶來了極大的困難。
龍骨是建筑裝飾中使用極為廣泛的材料，絕大部分采用木條，而木材的腐爛、白螞蟻的襲擊，成了隱蔽工程的天敵。
本發(fā)明的目的就是創(chuàng)造出一個能夠循環(huán)利用再生塑料，綜合現(xiàn)有型材生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)，避免現(xiàn)有型材工藝主要缺點(diǎn)的新型生產(chǎn)配方及工藝，成為其最佳的替代品。
本發(fā)明采用的再生塑料為聚烯烴塑料、PE塑料、PP塑料、ABS塑料，或上述塑料的混合物質(zhì)。可用于本發(fā)明工藝的其它材料還包括各種塑料包裝薄膜以及各種飲料容器。這些塑料具有良好的加工特性。用這些材料作為原料生產(chǎn)出來的型材，在產(chǎn)品達(dá)到使用壽命之后，可回收重新利用。

發(fā)明內(nèi)容
以再生塑料為原料，加進(jìn)植物纖維、膨化劑通過熱塑化處理和擠壓變形，生產(chǎn)出的復(fù)合再生塑料實(shí)心型材。在建筑材料生產(chǎn)中，已經(jīng)利用再生塑料摻進(jìn)木屑進(jìn)行加工生產(chǎn)建材，然而使用這種材料只能制造出各種對質(zhì)量級別要求比較低的產(chǎn)品，一般以板材為主，但是把使用熱塑性再生塑料為原料生產(chǎn)出來的實(shí)心型材，加工成生產(chǎn)門窗、柵欄、龍骨等產(chǎn)品的技術(shù)目前還不多。
上世紀(jì)90年代美特實(shí)心型材基本解決了上述型材缺陷，但由于其型材的重量較重，每米比PVC及鋁合金重約＞0.8公斤。且實(shí)心型材加工過程中的水份難以控制導(dǎo)致孔狀結(jié)構(gòu)不均勻、減低材料的粘度、模頭出口處仍有水蒸氣溢出影響表面光潔度、牽引易斷裂、任意面的切割出現(xiàn)大小不一的孔狀影響了螺釘?shù)墓潭◤?qiáng)度，為此，型材成型后其結(jié)構(gòu)內(nèi)仍存在一些殘余水分，在制成門窗時將不同程度的影響角焊接的角強(qiáng)度。本發(fā)明采用吸濕性塑料加工母料，在塑料加工成型過程中吸收塑料原料中的過量水分以達(dá)到技術(shù)要求的含水量，從而降低能耗提高工作效率，并且完善了型材的加工生產(chǎn)過程。
通過我們的發(fā)明，在再生塑料混合物中添加入兩種既可增加塑料強(qiáng)度又可減輕塑料重量的添加物，這樣制造出來的復(fù)合再生塑料型材的堅(jiān)韌度就會大大提高，不僅擁有充足的堅(jiān)固性，同時還能滿足門窗、柵欄、龍骨類產(chǎn)品對重量上的要求。
根據(jù)發(fā)明目的要求，本發(fā)明首先是準(zhǔn)備三類原材料1、將再生塑料混合起來，包括聚烯烴塑料、PE塑料、PP塑料、ABS塑料，或上述塑料的混合物質(zhì)，制成第一種混合物質(zhì)；2、準(zhǔn)備第二種混合物質(zhì)——植物纖維添加物，包括苧麻、竹子、棉花秸桿、稻草、麥秸桿、玉米秸桿、木材等，這種混合物質(zhì)是既可以增加材料強(qiáng)度、又可以降低材料重量的添加物；3、第三種添加物——膨化劑，包括碳酸氫鈉(NaHCO3)、偶氮二酰胺(AC)等主要目的是降低型材的重量、吸收其水分使角焊接更加致密。
其次將上述三種物質(zhì)均勻混合，擠壓，然后進(jìn)行熱塑化處理，使熱塑性再生塑料混合物制成可成條狀的混合物質(zhì)。將這種可擠壓成條的混合物送到一個毛坯型材成形管中，在管道中擠壓成型材毛坯，然后對灌滿混合物質(zhì)的型材毛坯成形管進(jìn)行冷卻，使其中的混合物質(zhì)硬化成形，最后通過各種輔助裝置將型材毛坯從毛坯型材成形管取出，形成型材外圍致密度高，核心部位呈均勻孔狀的實(shí)心型材。
從上述步驟來看，其中最特殊的就是加進(jìn)第三種添加物——膨化劑，這也是本發(fā)明的一個重點(diǎn)，這樣使原有工藝生產(chǎn)的型材較重的缺憾得到改良，原材料中水分難以控制的情況得到改善，并且在用于制造成品門窗的型材在角焊接時更加致密、強(qiáng)度更高。
使用我們的發(fā)明配方，以再生塑料作為原材料生產(chǎn)型材可以大大地降低產(chǎn)品成本，起到保護(hù)環(huán)境、循環(huán)利用資源的目的。這種工藝對再生塑料的種類沒有嚴(yán)格的要求，無論是工業(yè)垃圾塑料還是生活垃圾塑料，經(jīng)過大致的分揀之后都可以使用，更廣闊的提升了對塑料垃圾進(jìn)行再生利用空間。
通過控制既可增強(qiáng)塑料強(qiáng)度、又可減輕塑料重量的添加物的劑量，可以生產(chǎn)出來有不同機(jī)械特征的型材，比如容積單位重量、型材的致密性、無空化性、孔的均勻性、彎曲強(qiáng)度和固定五金件的抗裂強(qiáng)度等。
本發(fā)明各種材料的比例為合成垃圾塑料≥75％、植物纖維添加劑≥5％、膨化劑≤0.3％。可根據(jù)對成品性能的要求，來決定使用添加物的比例。
具體實(shí)施例方式 利用本專利配方生產(chǎn)的都是實(shí)心型材，其材料成份由5份重量的再生塑料為基材，對一份重量的植物纖維組成，膨化劑均勻分布在再生塑料中，混合物質(zhì)中的塑料成份在高溫混合后會形成一層膜，將這些纖維、或小顆粒包圍固定在混合物中。在再生塑料和第二種、第三種混合物混合之前，將再生塑料粉碎成最大軸長度為不大于20毫米的塑料碎屑；作為添加劑使用的植物纖維稍長，縱向的伸展長度3毫米。
為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，在同第二種混合物質(zhì)混合之前，必須先對再生塑料混合物質(zhì)進(jìn)行干燥，將塑料垃圾在以往的使用或存放過程中所吸收的濕度排除掉，將其濕度控制在≤6％?？稍诨旌锨盎蚧旌虾筮M(jìn)行干燥。干燥步驟如下將第一種混合物質(zhì)粉碎成顆粒之后，進(jìn)行第一次清潔處理，繼而進(jìn)行干燥，干燥之后進(jìn)行再次清潔處理，然后將第一種混合物質(zhì)的顆粒和第二種混合物質(zhì)的顆粒一起送到同?；b置并聯(lián)的混合器中進(jìn)行混合，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就是可以將用于干燥的熱能同時用于?；?。
第一種混合物質(zhì)和第二種混合物質(zhì)的擠壓壓力可以通過以下途徑獲得第一種和第二種混合物質(zhì)緊挨著放在一個儲藏倉中，最好是高儲藏塔，每個儲藏塔中的儲藏高度的靜態(tài)壓力，以及來自機(jī)械擠壓裝置的壓力都可以用于混合物質(zhì)的擠壓。可以通過一個附加的混合器將這兩種混合物質(zhì)預(yù)先混合后，送入螺旋擠壓機(jī)，在螺旋擠壓機(jī)中將這兩種混合物質(zhì)進(jìn)一步混合并擠壓，并對混合物質(zhì)進(jìn)行初次熱塑化處理。在熱化處理前混入第三種添加物。
如果隨機(jī)投入不同形狀的再生塑料，為了保證混合具備均勻性，從而使添加物和再生塑料之間能夠接近一個恒定的混合比例關(guān)系。我們建議，最好在混合的擠壓壓力下將第二種混合物、第三種混合物質(zhì)同第一種混合物質(zhì)一起送進(jìn)去，這樣是為了盡可能保證兩種混合物質(zhì)之間一個恒定的重量關(guān)系，同時還可以減少混合后的擠壓工作。
采用本發(fā)明將需要大量的植物纖維添加物，而這種植物纖維添加物將遵循因地制宜的原則大量使用農(nóng)產(chǎn)品廢棄物，將各種稻草或農(nóng)作物的莖桿和草打碎，或制成纖維結(jié)構(gòu)，加工成需要的添加物。除此以外，還有苧麻、竹子，也非常適合用做第二種混合物質(zhì)，其纖維有非常高的抗拉強(qiáng)度，而且纖維不粗糙，不會影響產(chǎn)品的表面粗糙度，苧麻、竹子和塑料混合后能夠大大增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度和堅(jiān)韌性。
前文我們已經(jīng)提到，第二種混合物在成品中所占比例的控制范圍比較大，其范圍是≥5％，根據(jù)該比例規(guī)定，我們建議按照如下關(guān)系對二者的混合比例進(jìn)行調(diào)整第一種混合物質(zhì)和第二種混合物質(zhì)之間的重量關(guān)系應(yīng)當(dāng)符合≤4個重量單位的塑料垃圾比1個重量單位的添加物的范圍之間。
生產(chǎn)中使用的通常為單螺旋擠壓機(jī)，螺旋擠壓機(jī)中供應(yīng)的應(yīng)當(dāng)是顆粒原料。單螺旋擠壓機(jī)最好有三級螺旋結(jié)構(gòu)，分別在入口區(qū)，擠壓區(qū)，和出口區(qū)各有一級螺旋級。
螺旋擠壓機(jī)還可以同一個阻攔和混合區(qū)域連接，在這個區(qū)域內(nèi)，可擠壓成條的混合物質(zhì)在最后進(jìn)入毛坯型材成形管中之前，被進(jìn)行勻質(zhì)化處理。
上述是我們推薦的機(jī)器結(jié)構(gòu)。這種構(gòu)造方式的機(jī)器，將可擠壓成條的熱塑性混合物從供料口送到一個分配管道中，供料口頂部和供料口底部之間，也就是分配管道的縱向方向上安裝著許多連接閥。當(dāng)開始向同連接閥相連的毛坯型材成形管中添加材料的時候，分配管道進(jìn)料口底部的清洗閥就會自動打開，并對分配管道進(jìn)行清洗，然后再依次打開在進(jìn)料口底部和進(jìn)料口頂部之間分布的所有的連接閥。如果有多個供料口，或供料口上相連著多個分配管道的話，也按照相同步驟執(zhí)行上述過程。通過上述清洗程序可以確保，在每次開始在毛坯型材成形管中添加生產(chǎn)原料的時候，毛坯型材成形管的供料口處都有充足的生產(chǎn)原料，也就是可擠壓成條的熱塑性混合物。
毛坯型材成形管的長度要求在1.5米到6米之間。毛坯型材成形管的長度是由每個成型管需要的供料橫切面、機(jī)器的生產(chǎn)能力要求、以及螺旋擠壓機(jī)的生產(chǎn)能力而決定的。
為了提高型材的彎曲強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度，必須保證可擠壓成條的熱塑性混合物質(zhì)中的纖維添加劑的纖維方向和結(jié)構(gòu)，也就是說第二種混合物質(zhì)的纖維顆粒必須是長形，且要盡可能的把這些纖維調(diào)整成同每個型材的縱軸方向平行。無論是在毛坯型材成形管中，還是在蓄料區(qū)中都要注意纖維顆粒的纖維方向。
本發(fā)明利用合成再生塑料生產(chǎn)出來的實(shí)心型材用途非常廣泛，產(chǎn)品主要用于加工門、窗、柵欄、龍骨等的型材，是一種外圍致密度高，核心部位呈均勻孔狀的實(shí)心型材。它由熱塑性再生塑料、纖維添加物和膨化劑的混合物質(zhì)生產(chǎn)而成。除了以再生塑料為原料之外，如果要生產(chǎn)對質(zhì)量要求比較高的產(chǎn)品，也可以使用顆粒塑料原料進(jìn)行生產(chǎn)。
權(quán)利要求
本專利的技術(shù)特征是將混合再生塑料、植物纖維、膨化劑的合成物通過擠壓工藝生產(chǎn)出多用途實(shí)心型材。其專利要求為配方技術(shù)包括混合再生塑料≥75％、植物纖維添加劑≥5％、膨化劑≤0.3％。
全文摘要
本發(fā)明是一項(xiàng)關(guān)于建筑型材加工配方的發(fā)明，是以再生塑料為原料，加進(jìn)植物纖維、膨化劑通過熱塑化處理和擠壓變形，生產(chǎn)出的復(fù)合再生塑料實(shí)心型材。創(chuàng)造出一個能夠循環(huán)利用再生塑料，綜合現(xiàn)有型材生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)，避免現(xiàn)有型材工藝主要缺點(diǎn)的新型生產(chǎn)配方。將再生塑料、植物纖維的混合物中加入膨化劑后加工成外圍致密度高，核心部位呈均勻孔狀的實(shí)心型材，主要目的是降低型材的重量、吸收其水分使角焊接更加致密。利用本技術(shù)生產(chǎn)的都是實(shí)心型材，其材料成份由5份重量的熱塑性塑料，和一份重量的添加劑組成。植物纖維在成品中≥5％，膨化劑≤3％，混合物的濕度控制在≤6％。
文檔編號C08L101/00GK101255278SQ20071008428
公開日2008年9月3日 申請日期2007年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者李小鷗 申請人:李小鷗