一種含粉煤灰的ldpe塑料母粒及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，按重量算，包括100份廢LDPE塑料，40?60份粉煤灰，16.5?25.6份塑料添加劑，經過兩個步驟：1、將廢LDPE塑料和粉煤灰及塑料助劑混合，得到一次混合的產物；2、將所述一次混合的產物經過雙螺桿擠出機擠出造粒，得到供吹塑母粒產物，本發明的優點有：1、抗壓強度高、耐候期長、制品尺寸穩定性優異；2粉煤灰屬廢物資源和廢塑料綜合利用，變廢為寶,節省資源；3、廢塑料為常規塑料價格的三分之一，大幅度降低滴灌帶用復合母料的材料成本。
【專利說明】
一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及塑料用母粒和制備領域，尤其涉及滴灌帶用母粒及制備領域。
【背景技術】
[0002] 塑料產品在人們生活中應用廣泛，產品形式各種各樣為人們生活帶來極大的便 利。塑料由石油煉制的產品制成，鑒于石油為不可再生資源，回收利用熱塑性塑料已成為環 保工作的重點項目。
[0003] 滴灌帶的主要原料是聚乙烯，因今年規模擴大，原料市場缺口加大，尤其是舊滴灌 帶，使得人們把其他領域的材料如廢舊地膜、廢舊大棚膜等用作滴灌帶原料，即使經過原料 改性處理，制造出來的滴灌帶在使用過程中會出現許多質量問題。
[0004] 對于塑料制造產品的性能，填料是起重要作用的角色。除卻填料和聚乙烯相容，要 使滴灌帶產品克服抗壓強度、尺寸穩定性、耐候性的問題，填料的選材和配比非常重要，也 是現今正待攻克的問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，以解決現有滴灌帶塑料產 品抗壓強度不足、尺寸穩定性差、耐候性不佳的問題；
[0006] 本發明的另一目的在于提供一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒制備方法，制備出性能 更佳的滴灌帶。
[0007] 為了達到上述目的本發明采用如下技術方案：
[0008] -種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，按重量算，包括以下組分：
[0009] 廢 LDPE 塑料 100 份；
[0010] 粉煤灰 40-60份；
[0011] 塑料添加劑16.5-25.6份。
[0012]進一步地，按重量算，包括以下組分：
[0013]廢LDPE 塑料 100份；
[0014]粉煤灰 40份。
[0015] 進一步地，所述粉煤灰包括低溫粉煤灰，用廢物煤矸石發電產生的粉煤灰。
[0016] 進一步地，所述低溫粉煤灰的目數為1250-2000目。
[0017] 進一步地，所述塑料添加劑包括熱穩定劑、增塑劑、潤滑劑、偶聯劑、著色劑中一種 或兩種以上(含兩種)任意比例混合的物質。
[0018] 進一步地，所述熱穩定劑包括硬脂酸鈣;所述增塑劑包括D0P;所述潤滑劑包括PE 蠟、硬脂酸、石蠟;所述偶聯劑包括鋁酸酯;所述著色劑包括炭黑。
[0019] 進一步地，所述塑料添加劑，按重量計，包括如下組分： 熱穩定劑：硬脂酸鈣 1-4份； 增塑劑：DUP 7-10份; 潤滑劑：PE蠟 2-7份:;
[0020]潤滑劑：硬脂酸 0.25-0.6份； 潤滑劑：石蠟 0.8-3份； 偶聯劑：鋁酸酯 0.55-0.95份； 著色劑：炭黑 0. 1-0. 4份。
[0021 ] -種含粉煤灰的LDPE塑料母粒的制備方法，包括以下步驟：
[0022] 步驟1:將廢LDPE塑料和粉煤灰及塑料助劑混合，得到一次混合的產物；
[0023] 步驟2:將所述一次混合的產物經過雙螺桿擠出機擠出造粒，得到供吹塑母粒產 物。
[0024]優選地，所述步驟1中材料混合溫度為80-95Γ;所述步驟2中的擠出塑煉溫度為 145-155°C。
[0025]優選地，在加入粉煤灰之前，還包括粉煤灰改性處理步驟：
[0026] (1)在專用的粉體改性機中把粉煤灰加熱至85°C_95°C ;
[0027] (2)把干粉狀改性劑(硅烷A-172乙烯基三甲基硅烷)加入到改性機中，在90-110°C 溫度下高速攪拌，使改性劑包覆在粉煤灰表面，形成一種很薄的高分子膜，完成改性處理。
【附圖說明】
[0028] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不 構成對本發明的不當限定，在附圖中：
[0029] 圖1低溫(流化床)X衍射晶相圖譜；
[0030] 圖2是山西王萍煤礦，低溫(流化床)灰1微米不規則片狀結構掃描電境圖片；
[0031] 圖3是山西平朔電廠，低溫(流化床)灰2微米較規則片狀結構，超細到D97、-2微米， 1250-2000目的掃描電境圖片；
[0032]圖4是上海電力公司發電廠粉煤灰樣，低溫流化床850-900°C20微米結構掃描電 境圖片；
[0033]圖5是上海電力公司發電廠粉煤灰樣，低溫流化床850-900°C5微米結構掃描電境 圖結構。
【具體實施方式】
[0034] 下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，在此以本發明的示意性實施 例及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0035] 從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的粉末及爐底渣稱為粉煤灰。粉煤灰是一種微細 粒，細度達到180目最大顆粒為70微米。在低溫流化床中則可形成不規則片狀及疊片狀結 構，經過破碎分級可形成較細的微米級較規則片狀結構，甚至加工細度能達到1250-3500 目、最大顆粒為6μηι。
[0036] 850-900°C溫度下的粉煤灰為飛灰，簡稱"低溫灰"。表1為低溫(流化床）固硫粉煤 灰的化學組成（山西朔州電廠2013年提供）；
[0037] 表1:
[0039] 由上述表1可知，粉煤灰的主要成分是硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉的氧化物，具有潛在的 化學活性。
[0040] 粉煤灰由于活性強、流動性好，能在聚乙烯中得到良好的分散，對于低溫灰，其為 片狀結構，在室外陽光下能阻隔紫外光，對太陽光能起屏蔽和反射作用，解決無機填料吸熱 引起塑料老化的問題。
[0041 ]鑒于粉煤灰的獨特性質，發明人在此提出利用粉煤灰和廢LDPE加工生產一種性能 更佳的節水滴灌帶。
[0042] 實施例1
[0043]將100重量份的LDPE廢塑料和60重量份的粉煤灰在80 °C下混合，再加入3重量份硬 脂酸鈣、5重量份PE蠟，9重量份D0P增塑劑、0.59重量份硬脂酸、0.95重量份鋁酸酯、3重量份 石蠟、0.4重量份炭黑后在75°C下混合，得到一次混合的產物。
[0044] 將得到的一次混合物產物，在155 °C下經過塑化擠出造粒，得到本發明含粉煤灰的 LDPE廢塑料滴灌帶吹塑用原料母料材料。
[0045] 實施例2
[0046]將100重量份的LDPE塑料和50重量份的粉煤灰在84°C下混合，再加入3重量份硬脂 酸鈣、5.3重量份PE蠟，9重量份D0P增塑劑、0.595重量份硬脂酸、0.985重量份鋁酸酯、3重量 份石蠟、0.2重量份炭黑后在84°C下混合，得到一次混合的產物。
[0047] 將得到的一次混合物產物，在155 °C下經過塑化擠出造粒，得到本發明含粉煤灰的 LDPE廢塑料滴灌帶用母料材料。
[0048] 實施例3
[0049]將100重量份的LDPE廢塑料和40重量份的粉煤灰在80 °C下混合，再加入3重量份硬 脂酸鈣、5.7重量份PE蠟，9重量份DOP增塑劑、0.599重量份硬脂酸、0.988重量份鋁酸酯、3重 量份石蠟、0.1重量份炭黑后在80°C下混合，得到一次混合的產物。
[0050]將得到的一次混合物產物，在155 °C下經過塑化擠出造粒，得到本發明含粉煤灰的 LDPE廢塑料滴灌帶母料材料。
[0051 ] 實施例4
[0052]將100重量份的LDPE廢塑料和55重量份的粉煤灰在80 °C下混合，再加入3重量份硬 脂酸媽、7重量份PE錯，9重量份D0P增塑劑、0.6重量份硬脂酸、1重量份錯酸酯、3重量份石 蠟、0.3重量份炭黑后在80 °C下混合，得到一次混合的產物。
[0053]將得到的一次混合物產物，在155 °C下經過塑化擠出造粒后，得到本發明含粉煤灰 的LDPE塑料滴灌帶用母料材料。
[0054]低溫灰各個面均帶有羥基，因此能與四周的LDPE高分子形成鍵合作用另外，在添 加粉煤灰之前，還可以對粉煤灰作預處理，將粉煤灰表面改性處理，由親水性改變為疏水 性，更好的與塑料高分子相容，提高塑料的質量和性能。例如，先將粉煤灰表面改性處理由 親水性改變為疏水性:粉煤灰是親水性粉末，和塑料相容較差，將粉煤灰改性為表面疏水性 即改性為親油性材料，使其和塑料有更好的相容性，提高塑料的使用性能和使用效果。 [0055]改性步驟如下：在專用的粉體改性機中把粉煤灰加熱至85°C，把改性劑(硅烷A-172乙烯基三甲基硅烷)干粉狀加入到改性機中，經過高速攪拌和一定的溫度90-110°C使改 性劑包覆在粉煤灰表面，形成一種很薄的高分子膜，完成改性步驟工藝，即粉煤灰-攪拌-溫 度-加藥劑-包覆-疏水親油粉煤灰。
[0056]另外，為突顯粉煤灰在產品性能中起主要作用，現例舉對照例如下：
[0057] 對照例1
[0058] 將100重量份的LDPE塑料和60重量份的粉煤灰在80 °C下混合，再加入3重量份硬脂 酸鈣、7重量份PE錯，9重量份D0P增塑劑、0.61重量份硬脂酸、1重量份錯酸酯、3重量份石錯、 0.4重量份炭黑后在80 °C下混合，得到一次混合的產物。
[0059 ]將得到的一次混合物產物，在155 °C下經過塑化擠出造粒后，得到本發明含粉煤灰 的LDPE廢塑料滴灌帶用母料材料。
[0060] 對照例2
[00611將100重量份的LDPE廢塑料和50重量份的粉煤灰在80 °C下混合，再加入3重量份硬 脂酸媽、7重量份PE錯，9重量份D0P增塑劑、0.61重量份硬脂酸、1重量份錯酸酯、3重量份石 蠟、0.2重量份炭黑后在80 °C下混合，得到一次混合的產物。
[0062 ]將得到的一次混合物產物，在155 °C下經過塑化擠出造粒后，得到本發明含粉煤灰 的LDPE廢塑料滴灌用母料材料。
[0063] 對照例3
[0064]將100重量份的LDPE廢塑料和40重量份的粉煤灰在80 °C下混合，再加入3重量份硬 脂酸媽、7重量份PE錯，9重量份D0P增塑劑、0.61重量份硬脂酸、1重量份錯酸酯、3重量份石 蠟、0.1重量份炭黑后在80 °C下混合，得到一次混合的產物。
[0065] 對照例4
[0066]將100重量份的LDPE廢塑料和55重量份的粉煤灰在80 °C下混合，再加入3重量份硬 脂酸媽、7重量份PE錯，9重量份D0P增塑劑、0.61重量份硬脂酸、1重量份錯酸酯、3重量份石 蠟、0.3重量份炭黑后在80 °C下混合，得到一次混合的產物。
[0067]將得到的一次混合物產物，在155 °C下經過塑化擠出造粒后，得到本發明含粉煤灰 的LDPE塑料滴灌帶用母料材料。
[0068]本發明的粉煤灰與LDPE塑料滴灌帶母料材料性能對比。
[0069]表2本發明粉煤灰填加量與LDPE塑料制成的滴灌帶母料工作壓力性能
[0071] 由表2結果可知，本發明的含粉煤灰的LDPE塑料母料的抗壓強度和耐候性都超過 國標標準配方母料的指標，并且抗壓強度和耐候性都高于用其它的配比的指標。粉煤灰于 與廢塑料配方中最優異的性能是增強抗壓強度，耐候性、抗壓強度比其它材料表現的優異 性能同等，以實施例3效果最好。
[0072] 經試驗證明，除了提高抗壓強度、耐候性外，粉煤灰還可以提高拉伸強度和斷裂伸 長率。因此，粉煤灰可以替代塑料中的多種填料，粉煤灰首次應用于塑料滴灌帶制品中，從 而為粉煤灰變廢為寶和綜合利用提供了一個全新的方向。粉煤灰與廢LDPE塑料混合擠出后 供吹塑滴灌帶母料的耐抗壓強度，耐候性、韌軟性、高于其他材料性能；而且粉煤灰與廢塑 料比專用的滴灌帶材料價格低的多，有很大的市場優勢。這種添加了粉煤灰的廢LDPE塑料 耐抗壓強度性、耐候性和拉伸強度都有明顯提高。
[0073]總之，與傳統技術中制成的滴灌帶塑料母料材料相比，本發明用廢LDPE塑料與粉 煤灰制成的供滴灌帶吹塑用母料材料具有以下優勢：
[0074] 1、抗壓強度高、耐候期長、制品尺寸穩定性優異；
[0075] 2、資源優勢:粉煤灰屬廢物資源和廢塑料綜合利用，節省資源；
[0076] 3、價格優勢:其它填料材料3500-5200元/噸，粉煤灰綜合加工后1300-1500元/噸， 廢塑料為常規塑料價格的三分之一，大幅度降低滴灌帶用復合母料的材料成本。
[0077]以上對本發明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例 對本發明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本 發明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例，在具體實施方 式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1. 一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于： 按重量算，包括以下組分： 廢LDPE塑料 100份； 粉煤灰 40-60份； 塑料添加劑 16.5-25.6份。2. 根據權利要求1所述的一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于： 按重量算，包括以下組分： 廢LDPE塑料100份； 粉煤灰 40份。3. 根據權利要求2所述的一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于： 所述粉煤灰包括低溫粉煤灰。4. 根據權利要求3所述的一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于： 所述低溫粉煤灰的目數為1250-2000目。5. 根據權利要求1所述的一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于： 所述塑料添加劑包括熱穩定劑、增塑劑、潤滑劑、偶聯劑、著色劑中一種或兩種以上(含 兩種)任意比例混合的物質。6. 根據權利要求5所述的一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于： 所述熱穩定劑包括硬脂酸鈣； 所述增塑劑包括DOP; 所述潤滑劑包括PE蠟、硬脂酸、石蠟； 所述偶聯劑包括鋁酸酯； 所述著色劑包括炭黑。7. 根據權利要求6所述的一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒，其特征在于： 所述塑料添加劑，按重量計，包括如下組分： 熱穩定劑：硬脂織鈣 1-4份； 增塑劑：DOP 7-10份； 潤滑劑：PE蠟 2-7份； 潤滑劑：硬脂酸 0.25-0.6份； 潤滑劑：石蠟 0.8-3份； 偶聯劑：鋁酸酯 0.55-0.95份； 著色劑：炭黑 0.1-0.4份。8. -種含粉煤灰的LDPE塑料母粒的制備方法，其特征在于： 包括以下步驟： 步驟1:將廢聚乙烯塑料、粉煤灰及塑料助劑混合，得到一次混合的產物； 步驟2:將所述一次混合的產物經過雙螺桿擠出機擠出造粒，得到供吹塑母粒產物。9. 根據權利要求8所述一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒的制備方法，其特征在于： 所述步驟1中材料混合溫度為80-95°C ; 所述步驟2中的擠出塑煉溫度為145-155 °C。10.根據權利要求8所述一種含粉煤灰的LDPE塑料母粒的制備方法，其特征在于： 在加入粉煤灰之前，還包括粉煤灰改性處理步驟： (1) 在專用的粉體改性機中把粉煤灰加熱至85°C_95°C ; (2) 把干粉狀改性劑(硅烷A-172乙烯基三甲基硅烷)加入到改性機中，在90-110°C溫度 下高速攪拌，使改性劑包覆在粉煤灰表面，形成一種很薄的高分子膜，完成改性處理。
【文檔編號】C08L23/06GK105949565SQ201610333527
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月19日
【發明人】暢吉慶, 蔡春梅
【申請人】廣東鵬鵠實業有限公司