一種回收聚苯乙烯泡沫制備聚苯乙烯阻燃板材的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種回收聚苯乙烯泡沫制備聚苯乙烯阻燃板材的方法，屬于廢物利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主體，加入發(fā)泡劑等添加劑制成，它是目前使用最多的一種緩沖材料。它具有閉孔結(jié)構(gòu)，吸水性小，有優(yōu)良的抗水性；密度小，一般為1.05g/m3;機械強度好，緩沖性能優(yōu)異，加工性好，易于模塑成型；著色性好，溫度適應(yīng)性強，抗放射性優(yōu)異等優(yōu)點，而且尺寸精度高，結(jié)構(gòu)均勻，因此在外墻保溫中其占有率很高，但燃燒時會放出污染環(huán)境的苯乙烯氣體，在建筑專業(yè)中它是一種B級材料。聚苯乙烯泡沫塑料廣泛用于各種精密儀器、儀表、家用電器等的緩沖包裝，也可用其直接制成杯、盤、盒等包裝容器來包裝物品，在特殊鑿井法施工(凍結(jié)法施工復(fù)合井壁)中應(yīng)用較廣，機械強度好，緩沖性能優(yōu)異；加工性好，易于模塑成型；著色性好，溫度適應(yīng)性強，抗放射性優(yōu)異等優(yōu)點而應(yīng)用廣泛，但也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。我國聚苯乙烯泡沫塑料的年需求量在150萬噸左右，并以每年10%的速度遞增。聚苯乙烯泡沫塑料密度小體積大，不便于運輸，難于自然降解和生物降解，用掩埋、焚燒等方法處理廢聚苯乙烯泡沫塑料不僅產(chǎn)生二次污染而且浪費資源，其廢物處理問題已經(jīng)日益突出。因此研究出一種充分利用廢聚苯乙烯泡沫塑料的方法，對實現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展具有重要的推動意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對廢棄聚苯乙烯泡沫塑料密度小體積大，運輸困難，難于自然降解和生物降解，采用掩埋、焚燒等方法處理，不僅浪費資源、對環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染，且運行成本高，操作可控性差，安全性能低的弊端，提供了一種回收聚苯乙烯泡沫制備聚苯乙烯阻燃板材的方法，本發(fā)明是將廢棄聚苯乙烯泡沫塑料清洗處理后，粉碎成小塊與乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮混合溶解，滴加過氧化苯甲酰、順丁二酸酐等混合，與有機蒙脫土透明溶液、過硫酸鉀溶液混合，再經(jīng)破乳處理、洗滌、熱壓，冷卻至室溫制得。本發(fā)明既解決了對環(huán)境的污染問題，節(jié)省了廢棄聚苯乙烯泡沫塑料處理成本和聚苯乙烯阻燃板材的生產(chǎn)成本，又實現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)將廢棄的聚苯乙烯泡沫塑料置于40?55°C的質(zhì)量濃度為50%的碳酸氫鈉溶液中，將其壓入溶液中浸泡25?30min，隨后在20?30r/min下機械攪拌10?15min，充分互相摩擦去除雜質(zhì)，待在堿水浸泡攪拌后，將聚苯乙烯泡沫塑料取出并用清水沖洗3?5次，除去表面堿水殘留，并置于通風(fēng)處晾干；
(2)將通風(fēng)晾干的聚苯乙烯泡沫塑料置于氣流粉碎機中粉碎成直徑大小為1cm的小塊，隨后按重量份數(shù)計，分別選取25?45份乙酸乙酯、15?25份二氯甲烷、15?20份丙酮和25?30份聚苯乙烯泡沫塑料小塊，攪拌使聚苯乙烯泡沫塑料小塊溶解至溶液中，制得聚苯乙烯泡沫塑料溶液；
(3)待其溶解完成后，將聚苯乙烯泡沫塑料溶液轉(zhuǎn)移至四口燒瓶中，在75?80°C下，攪拌混合10?15min，隨后按過氧化苯甲酰與聚苯乙烯泡沫塑料溶液質(zhì)量比1:20，將過氧化苯甲酰滴加至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，攪拌混合10?15min，再按順丁二酸酐與聚苯乙烯泡沫塑料溶液質(zhì)量比1:5，將順丁二酸酐按每次2mL，每隔30min加入至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，滴加2h后停止滴加，并攪拌反應(yīng)4?5h ;
(4)取十二烷基苯磺酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚按質(zhì)量比1:1攪拌混合形成乳化劑，隨后按乳化劑與上述反應(yīng)的聚苯乙烯泡沫塑料溶液質(zhì)量比1: 5，將乳化劑添加至上述反應(yīng)的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，隨后通入氮氣調(diào)節(jié)其pH至7.0?8.0，乳化25?30min，得聚苯乙烯乳液；
(5)按重量份數(shù)計，選取10?35份有機化蒙脫土、10?15份十二烷基硫酸鈉、5?10份正戊烷、5?10份苯乙烯和45?55份去離子水?dāng)嚢杌旌希敝列纬捎袡C蒙脫土混合溶液，隨后將有機蒙脫土混合溶液與上述制得的聚苯乙烯乳液，按質(zhì)量比1:1置于四口燒瓶中攪拌混合，同時通入氬氣進行保護，控制水浴溫度為70?75°C，待攪拌混合10?15min后，按質(zhì)量比1:20，將質(zhì)量濃度為2.5%的過硫酸鉀溶液滴加至四口燒瓶中，攪拌反應(yīng)2?3h，得聚苯乙烯復(fù)合乳液；
(6)待反應(yīng)完成后，停止加熱使其靜置冷卻至20?30°C，并按質(zhì)量比1:10，將質(zhì)量濃度為10%的硫酸鋁加入聚苯乙烯復(fù)合乳液中，對其破乳處理，隨后通過無水乙醇洗滌3?5次，并置于60?70°C下烘干得聚苯乙烯阻燃顆粒，然后將其置于平板硫化機中，在10?15MPa下熱壓10?15min，靜置冷卻至室溫后，將其取出，即得一種回收聚苯乙烯泡沫制備的聚苯乙烯阻燃板材。
[0005]本發(fā)明的應(yīng)用方法:將制備的聚苯乙烯阻燃板材經(jīng)切割、剪裁，打板制成試件，該試件具有良好的力學(xué)性能，耐沖擊和抗裂紋性能好，阻燃性好，阻燃性能達到UL94-V0級。
[0006]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)充分利用廢棄聚苯乙烯泡沫塑料制備聚苯乙烯阻燃板材，有效解決了環(huán)境污染問題，節(jié)省了廢棄聚苯乙烯泡沫塑料處理成本和聚苯乙烯阻燃板材的生產(chǎn)成本，又實現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用；
(2)本發(fā)明運行成本低，回收方法簡單，回收率達98.5%以上。
【具體實施方式】
[0007]首先將廢棄的聚苯乙烯泡沫塑料置于40?55 °C的質(zhì)量濃度為50%的碳酸氫鈉溶液中，將其壓溶液水中浸泡25?30min，隨后在20?30r/min下機械攪拌10?15min，充分互相摩擦去除雜質(zhì)，待在堿水浸泡攪拌后，將聚苯乙烯泡沫塑料取出并用清水沖洗3?5次，除去表面堿水殘留，并置于通風(fēng)處晾干；然后將通風(fēng)晾干的聚苯乙烯泡沫塑料置于氣流粉碎機中粉碎成直徑大小為1cm的小塊，隨后按重量份數(shù)計，分別選取25?45份乙酸乙酯、15?25份二氯甲烷、15?20份丙酮和25?30份聚苯乙烯泡沫塑料小塊，攪拌使聚苯乙烯泡沫塑料小塊溶解至溶液中，制得聚苯乙烯泡沫塑料溶液；待其溶解完成后，將聚苯乙稀泡沫塑料溶液轉(zhuǎn)移至四口燒瓶中，在75?80°C下，攪拌混合10?15min，隨后按過氧化苯甲酰與聚苯乙烯泡沫塑料溶液質(zhì)量比1:20，將過氧化苯甲酰滴加至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，攪拌混合10?15min，再按順丁二酸酐與聚苯乙烯泡沫塑料溶液質(zhì)量比1:5，將順丁二酸酐按每次2mL，每隔30min加入至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，滴加2h后停止滴加，并攪拌反應(yīng)4?5h ;取十二烷基苯磺酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚按質(zhì)量比1:1攪拌混合形成乳化劑，隨后按乳化劑與上述反應(yīng)的聚苯乙烯泡沫塑料溶液質(zhì)量比1: 5，將乳化劑添加至上述反應(yīng)的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，隨后通入氮氣調(diào)節(jié)其pH至7.0?8.0，乳化25?30min，得聚苯乙烯乳液；按重量份數(shù)計，選取10?35份有機化蒙脫土、10?15份十二烷基硫酸鈉、5?10份正戊燒、5?10份苯乙稀和45?55份去離子水?dāng)嚢杌旌?，直至形成有機蒙脫土混合溶液，隨后將有機蒙脫土混合溶液與上述制得的聚苯乙烯乳液，按質(zhì)量比1:1置于四口燒瓶中攪拌混合，同時通入氬氣進行保護，控制水浴溫度為70?75°C，待攪拌混合10?15min后，按質(zhì)量比1:20，將質(zhì)量濃度為2.5%的過硫酸鉀溶液滴加至四口燒瓶中，攪拌反應(yīng)2?3h，得聚苯乙烯復(fù)合乳液；最后待反應(yīng)完成后，停止加熱使其靜置冷卻至20?30°C，并按質(zhì)量比1:10，將質(zhì)量濃度為10%的硫酸鋁加入聚苯乙烯復(fù)合乳液中，對其破乳處理，隨后通過無水乙醇洗滌3?5次，并置于60?70°C下烘干得聚苯乙烯阻燃顆粒，然后將其置于平板硫化機中，在10?15MPa下熱壓10?15min，靜置冷卻至室溫后，將其取出，即得一種回收聚苯乙烯泡沫制備的聚苯乙烯阻燃板材。
[0008]實例1
首先將廢棄的聚苯乙烯泡沫塑料置于40°C的質(zhì)量濃度為50%的碳酸氫鈉溶液中，將其壓入溶液中浸泡25min，隨后在20r/min下機械攪拌lOmin，充分互相摩擦去除雜質(zhì)，待在堿水浸泡攪拌后，將聚苯乙烯泡沫塑料取出并用清水沖洗3次，除去表面堿水殘留，并置于通風(fēng)處晾干；然后將通風(fēng)晾干的聚苯乙烯泡沫塑料置于氣流粉碎機中粉碎成直徑大小為1cm的小塊，隨后按重量份數(shù)計，分別選取25份乙酸乙酯、25份二氯甲烷、20份丙酮和30份聚苯乙烯泡沫塑料小塊，攪拌使聚苯乙烯泡沫塑料小塊溶解至溶液中，制得聚苯乙烯泡沫塑料溶液；待其溶解完成后，將聚苯乙烯泡沫塑料溶液轉(zhuǎn)移至四口燒瓶中，在75°C下，攪拌混合lOmin，隨后按過氧化苯甲酰與聚苯乙烯泡沫塑料溶液質(zhì)量比1:20，將過氧化苯甲酰滴加至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，攪拌混合lOmin，再按順丁二酸酐與聚苯乙烯泡沫塑料溶液質(zhì)量比1: 5，將順丁二酸酐按每次2mL，每隔30min加入至聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，滴加2h后停止滴加，并攪拌反應(yīng)4h ;取十二烷基苯磺酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚按質(zhì)量比1:1攪拌混合形成乳化劑，隨后按乳化劑與上述反應(yīng)的聚苯乙烯泡沫塑料溶液質(zhì)量比1: 5，將乳化劑添加至上述反應(yīng)的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，隨后通入氮氣調(diào)節(jié)其pH至7.0，乳化25min，得聚苯乙烯乳液；按重量份數(shù)計，選取35份有機化蒙脫土、10份十二烷基硫酸鈉、5份正戊烷、5份苯乙烯和45份去離子水?dāng)嚢杌旌?，直至形成有機蒙脫土混合溶液，隨后將有機蒙脫土混合溶液與上述制得的聚苯乙烯乳液，按質(zhì)量比1:1置于四口燒瓶中攪拌混合，同時通入氬氣進行保護，控制水浴溫度為70°C，待攪拌混