專利名稱：一種廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 復(fù)合材料，具體涉及一種廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑木復(fù)合材料是一種新型環(huán)保復(fù)合材料，它利用廢棄的各種天然木質(zhì)纖維和塑料進(jìn)行復(fù)配，添加特種助劑，經(jīng)擠出制成的既似木材又優(yōu)于木材的新型環(huán)保復(fù)合材料。該種材料具有尺寸穩(wěn)定性好、強度高、可反復(fù)回收利用等優(yōu)點，已被廣泛用于室內(nèi)外建筑、運輸、包裝等領(lǐng)域。近年來，廢舊輪胎橡膠的回收和利用已成為一個緊迫的問題。大量廢舊輪胎橡膠的堆積不僅造成了資源的浪費，而且為老鼠、蚊子的繁殖提供了場所。堆積的廢舊輪胎橡膠很容易引起火災(zāi)，并且不完全燃燒會放出碳?xì)浠衔锖陀卸練怏w，其火焰很難撲滅。近年來，國內(nèi)外對廢舊輪胎橡膠進(jìn)行了回收利用，如熱分解回收液體燃料和化學(xué)品、燃料利用、再生膠利用、膠粉利用等等。其中制成膠粉利用因其工藝簡單、節(jié)能、節(jié)水、減少環(huán)境污染、產(chǎn)品性能較好等優(yōu)點已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。膠粉添加到橡膠、浙青、混凝土中，可以制成橡I父制品、鋪路材料和建筑材料等等。另外，廢舊塑料是我國環(huán)境污染的重大污染源之一，每年有上千萬噸的廢舊塑料被作為垃圾丟棄，而塑料本身又是難以降解的物質(zhì)，因此對環(huán)境造成長久的污染。農(nóng)作物秸桿尤其是棉花桿目前主要被焚燒當(dāng)作肥料來用或者被直接廢棄，完全被當(dāng)作垃圾來處理，沒有得到有效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有廢舊輪胎橡膠、廢舊塑料、天然木質(zhì)纖維等零污染資源化困難等問題，提供一種利用廢舊輪胎橡膠粉、廢舊塑料及天然木質(zhì)纖維生產(chǎn)外觀酷似木材而性能又優(yōu)于木材的塑木型材及其制備方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所提供的方案為一種廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，由含以下質(zhì)量百分比組分的原料制得塑料15% 75 %、木質(zhì)纖維10% 70%、廢舊輪胎橡膠粉5% 40%、阻燃劑5% 45%、增容劑1%~ 10 %、潤滑劑O. I % 3%、增塑劑0.5% 3%、抗氧劑O. 05% 4%、硫化劑O. 05% 2%。優(yōu)選地，所述塑料是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)中的一種或幾種的組合；可以是回收的塑料，也可以為新料。所述的阻燃劑為四苯基(雙酚-A) 二磷酸酯(BDP)、間苯二酚雙(二苯基)磷酸酯(RDP)、聚磷酸銨(APP)、磷酸三苯酯(TPP)等磷氮系阻燃劑或它們中幾種的混合物；
所述增容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝馬來酸酐、ABS接枝馬來酸酐、聚苯乙烯接枝馬來酸酐、鈦酸酯、鋁酸酯、異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種的組合，所述的娃燒偶聯(lián)劑優(yōu)選為TK甲基_■娃氣燒、TK甲基_■娃氧燒、乙稀基二(甲氧基乙氧基)娃燒、乙稀基二甲氧基娃燒;所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸金屬鹽、乙撐雙硬脂酰胺、脂肪烴蠟、氧化聚乙烯；硬脂酸金屬鹽優(yōu)選為硬脂酸鈉、硬脂酸鈣或硬脂酸鋅；所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯；其中所述的抗氧劑為2，2'-亞甲基-雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧劑1010)、抗氧劑168、抗氧劑264、抗氧劑DLTP、抗紫外劑UV531中的一種或幾種的組合，所述的著色劑為二氧化鈦、炭黑、鐵紅、鐵黃、鈦青綠或鈦青藍(lán)。所述廢舊輪胎橡膠粉為廢舊輪胎拆解、破碎而得，粒徑范圍為60 300目。所述硫化劑為硫磺、過氧化二異丙苯、雙叔丁基過氧化異丙苯、過氧化苯甲酰中的·一種或幾種的組合。本發(fā)明還提供上述廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材的制備方法，該方法包括以下步驟步驟一將回收的廢舊塑料進(jìn)行分揀、破碎、清洗、干燥處理后，加入到高速混合機中充分混勻備用，混合時間控制在5 10分鐘；如果是新塑料，則直接通過高速混合機充分混勻備用，混合時間控制在5 10分鐘；步驟二 將經(jīng)過步驟一處理的塑料與廢舊輪胎橡膠粉、木質(zhì)纖維和其它加工助劑，在高速混合機中充分混勻，混合時間控制在10 20分鐘；步驟三將經(jīng)過步驟二混勻后的混合料用雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒，加工溫度為150 230°C，轉(zhuǎn)速為160 200轉(zhuǎn)/分鐘；步驟四將經(jīng)過步驟三制得的粒料，加入擠出機中擠出成型。優(yōu)選地，步驟四的加工溫度為180 220°C，轉(zhuǎn)速為170 190轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明的有益效果(I)本發(fā)明利用廢舊輪胎橡膠粉改性塑木型材，在增強塑木型材力學(xué)性能的同時，達(dá)到廢舊輪胎橡膠粉的無害化資源化利用，該制備方法具有價廉、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益高、原材料供應(yīng)廣泛等優(yōu)點；(2)本發(fā)明在生產(chǎn)工藝中加入適量硫化劑，可增加廢舊輪胎橡膠粉的填充量，降低廢舊塑料的加入量，達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的；(3)本發(fā)明采用擠出成型，將廢舊輪胎橡膠粉直接與廢舊塑料、木質(zhì)纖維等混合，無需進(jìn)行預(yù)處理，能顯著減少成型工藝時間，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明利用廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，不但提高廢舊輪胎橡膠粉的資源利用率、開發(fā)膠粉新的應(yīng)用技術(shù)，擴(kuò)大膠粉的應(yīng)用范圍，同時所制備的塑木型材仍具有良好的力學(xué)性能，并極大降低塑木型材的生產(chǎn)成本，以期能進(jìn)一步擴(kuò)大塑木型材的應(yīng)用領(lǐng)域。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于這些實施例。
實施例I原料組分按重量計高密度聚乙烯(HDPE) 29份、木粉32份、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷3份、廢舊輪胎橡膠粉15份、PE接枝馬來酸酐5份、聚磷酸銨12份、硬脂酸鋅2份、I. 8份抗氧劑1010、O. 2份硫化劑DCP。將廢舊輪胎橡膠粉、木粉、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、HDPE, PE接枝馬來酸酐、聚磷酸銨、硬脂酸鋅、抗氧劑1010、硫化劑DCP等分別加入到高速混合機至混合均勻，然后將混合物料在雙螺桿擠出機中反應(yīng)擠出制成粒料，螺桿熔融溫度190°C，轉(zhuǎn)速180轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物料冷卻后，經(jīng)切粒機切粒，得到粒料。將所得粒料加入擠出機中進(jìn)行擠出成型，制得性能優(yōu)異的廢舊輪胎橡膠粉填充塑 木型材，彎曲強度達(dá)到25MPa，缺口沖擊強度7J/m。實施例2原料組分按重量計聚丙烯(PP) 27份、稻糠29份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、廢舊輪胎橡膠粉21份、PP接枝馬來酸酐4份、聚磷酸銨12份、硬脂酸鋅I. 8份、O. 9份抗氧劑1010、0. 9份抗氧劑168和O. 4份硫化劑DCP。將廢舊輪胎橡膠粉、稻糠、乙烯基三甲氧基硅烷、PP、PP接枝馬來酸酐、聚磷酸銨、硬脂酸鋅、抗氧劑1010、抗氧劑168和硫化劑DCP等分別加入到高速混合機至混合均勻，然后將混合物料在雙螺桿擠出機中反應(yīng)擠出制成粒料，螺桿熔融溫度200°C，轉(zhuǎn)速180轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物料冷卻后，經(jīng)切粒機切粒，得到粒料。將所得粒料加入擠出機中進(jìn)行擠出成型，制得性能優(yōu)異的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，彎曲強度達(dá)到49MPa，缺口沖擊強度14J/m。實施例3原料組分按重量計聚丙烯(PP) 28份、木粉29份、六甲基二硅氧烷3份、廢舊輪胎橡膠粉24份、PP接枝馬來酸酐4份、聚磷酸銨8份、硬脂酸鋅I. 8份、O. 9份抗氧劑1010、0. 9份抗氧劑168和O. 4份硫化劑BPO。將廢舊輪胎橡膠粉、木粉、六甲基二硅氧烷、PP、PP接枝馬來酸酐、聚磷酸銨、硬脂酸鋅、抗氧劑1010、抗氧劑168和硫化劑BPO等分別加入到高速混合機至混合均勻，然后將混合物料在雙螺桿擠出機中反應(yīng)擠出制成粒料，螺桿熔融溫度200°C，轉(zhuǎn)速180轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物料冷卻后，經(jīng)切粒機切粒，得到粒料。將所得粒料加入擠出機中進(jìn)行擠出成型，制得性能優(yōu)異的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，彎曲強度達(dá)到45MPa，缺口沖擊強度12J/m。實施例4原料組分按重量計聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)混合物26份、竹粉30份、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷3份、廢舊輪胎橡膠粉25份、PE接枝馬來酸酐5份、聚磷酸銨7份、硬脂酸鋅I. 6份、2. 2份抗氧劑264、O. 2份硫化劑DCP。將廢舊輪胎橡膠粉、竹粉、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、HDPE/PP混合物、PE接枝馬來酸酐、聚磷酸銨、硬脂酸鋅、抗氧劑1010、硫化劑DCP等分別加入到高速混合機至混合均勻，然后將混合物料在雙螺桿擠出機中反應(yīng)擠出制成粒料，螺桿熔融溫度190°C，轉(zhuǎn)速190轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物料冷卻后，經(jīng)切粒機切粒，得到粒料。將所得粒料加入擠出機中進(jìn)行擠出成型，制得性能優(yōu)異的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，彎曲強度達(dá)到39MPa，缺口沖擊強度llj/m。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。·
權(quán)利要求
1.一種廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，其特征是，由含以下質(zhì)量百分比組分的原料制得塑料15% 75%、木質(zhì)纖維10% 70%、廢舊輪胎橡膠粉5% 40%、阻燃劑5% 45 %、增容劑1%~ 10 %、潤滑劑O. I % 3%、增塑劑O. 5% 3%、抗氧劑O. 05% 4%、硫化劑O. 05% 2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，其特征是，所述塑料是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯中的一種或者幾種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，其特征是，所述木質(zhì)纖維為木粉、農(nóng)作物秸桿、稻糠、竹粉中的一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，其特征是，所述的阻燃劑為四苯基(雙酚-A) 二磷酸酯、間苯二酚雙(二苯基)磷酸酯、聚磷酸銨、磷酸三苯酯中的一種或者幾種的組合；所述增容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝馬來酸酐、ABS接枝馬來酸酐、聚苯乙烯接枝馬來酸酐、鈦酸酯、鋁酸酯、異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑中的一種或者幾種的組合；所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸金屬鹽、乙撐雙硬脂酰胺、脂肪烴蠟、氧化聚乙烯中的一種或者幾種的組合；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，其特征是，所述的硅烷偶聯(lián)劑為TK甲基_■娃氣燒、TK甲基_■娃氧燒、乙稀基二(甲氧基乙氧基)娃燒或乙稀基二甲氧基硅烷；所述硬脂酸金屬鹽為硬脂酸鈉、硬脂酸鈣或硬脂酸鋅。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，其特征是，所述的抗氧劑為2,2'-亞甲基-雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、抗氧劑168、抗氧劑264、抗氧劑DLTP、抗紫外劑UV531中的一種或幾種的組合；所述的著色劑為二氧化鈦、炭黑、鐵紅、鐵黃、鈦青綠或鈦青藍(lán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，其特征是，所述廢舊輪胎橡膠粉為廢舊輪胎拆解、破碎而得，粒徑范圍為60 300目。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，其特征是，所述硫化劑為硫磺、過氧化二異丙苯、雙叔丁基過氧化異丙苯、過氧化苯甲酰中的一種或幾種的組合。
9.權(quán)利要求I至8任一項權(quán)利要求所述廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材的制備方法，其特征是，包括以下步驟步驟一、將回收的廢舊塑料進(jìn)行分揀、破碎、清洗、干燥處理后，加入到高速混合機中充分混勻備用，混合時間控制在5 10分鐘；如果是新塑料，則直接通過高速混合機充分混勻備用，混合時間控制在5 10分鐘；步驟二 將經(jīng)過步驟一處理的塑料與廢舊輪胎橡膠粉、木質(zhì)纖維和其它加工助劑，在高速混合機中充分混勻，混合時間控制在10 20分鐘；步驟三將經(jīng)過步驟二混勻后的混合料用雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒，加工溫度為150 230°C，轉(zhuǎn)速為160 200轉(zhuǎn)/分鐘；步驟四將經(jīng)過步驟三制得的粒料，加入擠出機中擠出成型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材的制備方法，其特征是，步驟四的加工溫度為180 220°C，轉(zhuǎn)速為170 190轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及復(fù)合材料，具體涉及一種廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材及其制備方法。本發(fā)明的廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，由含以下質(zhì)量百分比組分的原料制得塑料15％～75％、木質(zhì)纖維10％～70％、廢舊輪胎橡膠粉5％～40％、阻燃劑5％～45％、增容劑1％～10％、潤滑劑0.1％～3％、增塑劑0.5％～3％、抗氧劑0.05％～4％、硫化劑0.05％～2％。本發(fā)明利用廢舊輪胎橡膠粉填充塑木型材，不但提高廢舊輪胎橡膠粉的資源利用率、開發(fā)膠粉新的應(yīng)用技術(shù)，擴(kuò)大膠粉的應(yīng)用范圍，同時所制備的塑木型材仍具有良好的力學(xué)性能，并極大降低塑木型材的生產(chǎn)成本，以期能進(jìn)一步擴(kuò)大塑木型材的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號C08L21/00GK102924939SQ20111022610
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者程青民, 黃旭江, 閆梨, 王文平, 譚翠麗 申請人:深圳市格林美高新技術(shù)股份有限公司