高密度聚乙烯低发泡板条及其生产工艺的制作方法
专利名称：高密度聚乙烯低发泡板条及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以高分子材料为原料生产的建材制品及该制品的生产工艺，特别是指以废弃的高密度聚乙烯发泡塑料为主要原料生产的板条及生产工艺。
在科技高速发展的今天，保护环境，提高人民生活的内在质量，已成为政府和人民群众十分关注的问题，特别是处理城市垃圾问题，国家每年都要投入大量人力、物力、财力，用于垃圾处理方面的研究和处理设施的建设。城市垃圾中最难处理的是废弃塑料。由于人们生活中塑料制品用量大，抛弃量大，而且塑料制品长时间不会降解和腐烂，造成白色污染。解决垃圾中废弃塑料带来的白色污染，可以有三种途径，一是以木、布、纸等易降解的天然材料代替塑料，减少塑料的用量，但天然材料的大量使用又会造成资源的浪费；二是尽快解决塑料的自然降解问题，目前已有这方面的研究，但由于技术尚不够成熟，且成本较高，还没有推广普及；三是将废弃的塑料回收再利用，变废为宝，既可消除白色污染，同时又节约了资源。
本实用新型的目的在于提供一种以废弃的高密度聚乙烯为主要原料制成的低发泡板条，以及该板条的生产工艺。以达到消纳城市垃圾，消灭白色污染，并节约资源的目的。
本发明的目的通过以下技术方案来实现一种高密度聚乙烯低发泡板条，以废弃的高密度聚乙烯为主要原料，配以适量辅料和添加剂，经混炼后，通过挤出成型制成低发泡板条。所谓低发泡产品是指表皮不发泡而芯层发泡的塑料发泡体。其成型原理是，混有发泡剂成分的原料在塑料挤出机的机筒内加热，在达到发泡剂分解温度以上时，在机筒内被推进的同时熔融塑化，呈流动状态，由于挤出机螺杆被压和机头、口模的封闭作用，使原料分解所产生的气体受到强力的抑制作用而不能在机筒内发泡，因此这种原料具有很大的膨胀力，将这种塑化的原料，以较快速度挤压入定型模具内，依靠膨胀力的释放而使熔融原料在定型模具内发泡定型，再经冷却定型，生产出所需形状的产品。
本发明的原料配比为以100kg废弃高密度聚乙烯(HDPE)为基准，添加以下辅料和添加剂AC发泡剂(偶氮二甲酰胺)0.03-0.05kg氧化锌(稳定剂)0.01-0.03kg亚硝基化合物 0.01-0.03kg
白油 15-25ml碳酸钙10-25kg色母粒(配颜色)2-3kg防老化母粒1-3kg上述色母粒主要用于调节颜色，且色母粒与防老化母粒中所用母粒均为高密度聚乙烯母粒。
利用上述原料生产高密度聚乙烯低发泡板条的工艺如下原料配制→密炼混合→挤出机中加热塑化→挤出成型→→模具定型→冷却定型→导轮二次定型→裁断→一次锻压成型→二次锻压成型→热处理封头→成品包装入库。
工艺流程说明①原料配制，将作为主要原料废弃的高密度聚乙烯和辅料发泡剂、稳定剂、亚硝基化合物、白油、碳酸钙以及添加剂色母粒、防老化母粒等按剂量混合；②密炼混合，将配制好的原料在密炼釜中搅拌混合，釜中温度为常温-50℃；③挤出机中加热塑化，挤出机主要由一个加热的料筒以及在料筒中旋转的螺杆所组成，原料通过料斗进入料筒中，料筒的另一端装有产品模具，在螺杆的头部与模具之间装有过滤板节制部件，用以使原料沿螺杆方向形成压力差，由于料筒的传热，以及原料与料筒及螺杆之间的剪切摩擦热，使原料熔融塑化呈流动状态，并不断地推进，当受到节制部件的作用时，形成压力，在压力下通过模具而获得所要求的形状，经过冷却，即成产品。挤出成型工艺是借助螺杆旋转产生的压力和剪切力，使原料充分塑化，均匀混合，通过模具成型所需要的产品；④模具定型，依据原料收缩比和产品形体设计模具，通过该模具使产品定型；⑤冷却定型，在冷却水槽中进行，冷却水槽温度为25-35℃，产品出水温度为50-80℃；⑥导轮二次定型是利用两排滚动的导轮挤压定型，以提高产品的内在质量，并稳定产品形状；⑦裁断，将产品裁成一定长度，以便后续加工处理；⑧锻压成型，通过锻压设备进一步锻压成型，确保产品的形状、尺寸精度和表面质量；⑨热处理封头，使产品两端齐整，规格一致；⑩成品包装入库。
下面通过实施例并结合附图对本发明的生产工艺作进一步说明。
图1为本发明中定型模具剖视图；图2为本发明中定型模具侧视图3为本发明中导轮定型机结构示意图。
本实施例提供了一种以废弃高密度聚乙烯为主要原料生产低发泡板条的工艺，该板条的原料配比为以100kg废弃高密度聚乙烯(HDPE)为基准，添加以下辅料和添加剂AC发泡剂(偶氮二甲酰胺) 0.03-0.05kg氧化锌(稳定剂) 0.01-0.03kg亚基化合物 0.01-0.03kg白油15-25ml碳酸钙 10-25kg色母粒(配颜色) 2-3kg防老化母粒 1-3kg本发明高密度聚乙烯低发泡板条经过以下生产工艺制成原料配制→密炼混合→挤出机中加热塑化→挤出成型→→模具定型→冷却定型→导轮二次定型→裁断→一次锻压成型→二次锻压成型→热处理封头→成品包装入库。
①原料配制，将作为主要原料废弃的高密度聚乙烯和辅料发泡剂、稳定剂、亚硝基化合物、白油、碳酸钙以及添加剂色母粒、防老化母粒等按上述剂量混合；②密炼混合，将配制好的原料在密炼釜中搅拌混合30-50分钟，密炼釜为常规的塑料加工设备，釜中温度控制在常温-50℃③挤出机中加热塑化，挤出机采用通用的SJ-Φ90型，螺杆形式为渐变压缩，螺杆转速10-40转/分，螺杆长径比L/D＝20.25∶1，螺杆压缩比2-4；牵引速度(挤出速度与牵引速度比3-5％，该挤出机在工作过程中，机筒温度后段80-140℃，中段150-160℃，前段160-170℃；机头温度后段170-190℃，前段150-190℃；口模温度160-180℃。原料通过料斗进入料筒中，在压力下通过定型模具而获得所要求的形状，经过冷却，即成产品。
④模具定型，依据原料收缩比和产品形体设计模具，该模具结构如图1、图2中所示，其内径1尺寸为91×39，模具装设于挤出机机头中，通过该模具获得产品所需要的形状；⑤冷却定型，在常规冷却水槽中进行，冷却水槽长度为3-4米，冷却水温度控制在25-35℃，产品出水温度为50-80℃；⑥导轮二次定型，导轮定型机结构请参阅图3所示，在两组电机2的带动下，两排滚动的导轮3转动，一边挤压中间的产品4，同时由风冷冷却，稳定形状，并推动产品前进，进入下一道工序；⑦裁断，通过裁断机将产品裁成1.6米长，以便后续加工处理；
⑧锻压成型，通过锻压机进一步锻压成型，确保产品的形状、尺寸精度和表面质量；⑨热处理封头，使产品两端齐整，规格一致；⑩成品包装入库。
采用本发明提供的工艺生产出的高密度聚乙烯低发泡板条，经检测，其性能指标如下单位长度质量 2635g/m洛氏硬度 43.9表面密度 742k/m3简支梁冲击强度 4.98KJ/m2弯曲强度 12.5Mpa拉伸强度 12.2Mpa断裂伸长率 5.2％耐热试验(无变化) 70℃/4h抗紫外线照射 八级抗老化性能(耐候性)15年以上综上所述，本发明的优点是该板条所用原料主要是城市垃圾中可回收的废弃塑料，经过高科技手段，合成一种新型板条，其生产过程没有公害污染，产品具有观赏价值和优越的性能，可广泛用于建筑用材、城市公共设施用材如公园坐椅、路边坐椅、隔离护栏等，另外，从环保的意义上讲，可以充分消纳处理废弃塑料垃圾，消除白色污染，美化城市环境，并节约了大量资源，具有相当大的经济效益和社会效益。
权利要求
1.一种高密度聚乙烯低发泡板条，其特征在于该板条由以下原料加工成型以100kg废弃高密度聚乙烯为基准，添加以下辅料和添加剂发泡剂 0.03-0.05kg氧化锌稳定剂0.01-0.03kg亚硝基化合物0.01-0.03kg白油15-25ml碳酸钙 10-25kg色母粒 2-3kg防老化母粒 1-3kg
2.根据权利要求1所述的高密度聚乙烯低发泡板条，其特征在于所配原料中的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
3.一种高密度聚乙烯低发泡板条的生产工艺，其特征在于包括以下步骤原料配制、密炼混合、挤出机中加热塑化、挤出成型、模具定型、冷却定型、导轮二次定型、裁断、一次锻压成型、二次锻压成型、热处理封头、成品包装入库；所述原料配制按以下配比进行以100kg废弃高密度聚乙烯为基准，发泡剂 0.03-0.05kg氧化锌稳定剂 0.01-0.03kg亚硝基化合物 0.01-0.03kg白油 15-25ml碳酸钙 10-25kg色母粒 2-3kg防老化母粒 1-3kg
4.根据权利要求3所述的高密度聚乙烯低发泡板条的生产工艺，其特征在于密炼混合时保持温度在室温-50℃。
5.根据权利要求3所述的高密度聚乙烯低发泡板条的生产工艺，其特征在于冷却定型工序中冷却水温度为25-35℃。
全文摘要
一种高密度聚乙烯低发泡板条,以废弃的高密度聚乙烯塑料为主要原料,配以发泡剂及其它添加剂制成,生产经过以下步骤:原料配制、密炼混合、挤出成型、模具定型、冷却定型、导轮二次定型、裁断、锻压成型、热处理封头、包装成品。本发明的优点是:生产过程无公害污染,产品性能优越,并具有观赏价值。由于充分消纳处理了废弃塑料垃圾,既可消除白色污染,利于环保,又节约了大量资源,该板条可广泛用于建筑用材、城市公共设施用材。
文档编号C08J11/00GK1334186SQ0012075
公开日2002年2月6日 申请日期2000年7月13日 优先权日2000年7月13日
发明者李晓涛, 马志钢 申请人:李晓涛, 马志钢
技术领域：
本发明涉及一种以高分子材料为原料生产的建材制品及该制品的生产工艺，特别是指以废弃的高密度聚乙烯发泡塑料为主要原料生产的板条及生产工艺。
在科技高速发展的今天，保护环境，提高人民生活的内在质量，已成为政府和人民群众十分关注的问题，特别是处理城市垃圾问题，国家每年都要投入大量人力、物力、财力，用于垃圾处理方面的研究和处理设施的建设。城市垃圾中最难处理的是废弃塑料。由于人们生活中塑料制品用量大，抛弃量大，而且塑料制品长时间不会降解和腐烂，造成白色污染。解决垃圾中废弃塑料带来的白色污染，可以有三种途径，一是以木、布、纸等易降解的天然材料代替塑料，减少塑料的用量，但天然材料的大量使用又会造成资源的浪费；二是尽快解决塑料的自然降解问题，目前已有这方面的研究，但由于技术尚不够成熟，且成本较高，还没有推广普及；三是将废弃的塑料回收再利用，变废为宝，既可消除白色污染，同时又节约了资源。
本实用新型的目的在于提供一种以废弃的高密度聚乙烯为主要原料制成的低发泡板条，以及该板条的生产工艺。以达到消纳城市垃圾，消灭白色污染，并节约资源的目的。
本发明的目的通过以下技术方案来实现一种高密度聚乙烯低发泡板条，以废弃的高密度聚乙烯为主要原料，配以适量辅料和添加剂，经混炼后，通过挤出成型制成低发泡板条。所谓低发泡产品是指表皮不发泡而芯层发泡的塑料发泡体。其成型原理是，混有发泡剂成分的原料在塑料挤出机的机筒内加热，在达到发泡剂分解温度以上时，在机筒内被推进的同时熔融塑化，呈流动状态，由于挤出机螺杆被压和机头、口模的封闭作用，使原料分解所产生的气体受到强力的抑制作用而不能在机筒内发泡，因此这种原料具有很大的膨胀力，将这种塑化的原料，以较快速度挤压入定型模具内，依靠膨胀力的释放而使熔融原料在定型模具内发泡定型，再经冷却定型，生产出所需形状的产品。
本发明的原料配比为以100kg废弃高密度聚乙烯(HDPE)为基准，添加以下辅料和添加剂AC发泡剂(偶氮二甲酰胺)0.03-0.05kg氧化锌(稳定剂)0.01-0.03kg亚硝基化合物 0.01-0.03kg
白油 15-25ml碳酸钙10-25kg色母粒(配颜色)2-3kg防老化母粒1-3kg上述色母粒主要用于调节颜色，且色母粒与防老化母粒中所用母粒均为高密度聚乙烯母粒。
利用上述原料生产高密度聚乙烯低发泡板条的工艺如下原料配制→密炼混合→挤出机中加热塑化→挤出成型→→模具定型→冷却定型→导轮二次定型→裁断→一次锻压成型→二次锻压成型→热处理封头→成品包装入库。
工艺流程说明①原料配制，将作为主要原料废弃的高密度聚乙烯和辅料发泡剂、稳定剂、亚硝基化合物、白油、碳酸钙以及添加剂色母粒、防老化母粒等按剂量混合；②密炼混合，将配制好的原料在密炼釜中搅拌混合，釜中温度为常温-50℃；③挤出机中加热塑化，挤出机主要由一个加热的料筒以及在料筒中旋转的螺杆所组成，原料通过料斗进入料筒中，料筒的另一端装有产品模具，在螺杆的头部与模具之间装有过滤板节制部件，用以使原料沿螺杆方向形成压力差，由于料筒的传热，以及原料与料筒及螺杆之间的剪切摩擦热，使原料熔融塑化呈流动状态，并不断地推进，当受到节制部件的作用时，形成压力，在压力下通过模具而获得所要求的形状，经过冷却，即成产品。挤出成型工艺是借助螺杆旋转产生的压力和剪切力，使原料充分塑化，均匀混合，通过模具成型所需要的产品；④模具定型，依据原料收缩比和产品形体设计模具，通过该模具使产品定型；⑤冷却定型，在冷却水槽中进行，冷却水槽温度为25-35℃，产品出水温度为50-80℃；⑥导轮二次定型是利用两排滚动的导轮挤压定型，以提高产品的内在质量，并稳定产品形状；⑦裁断，将产品裁成一定长度，以便后续加工处理；⑧锻压成型，通过锻压设备进一步锻压成型，确保产品的形状、尺寸精度和表面质量；⑨热处理封头，使产品两端齐整，规格一致；⑩成品包装入库。
下面通过实施例并结合附图对本发明的生产工艺作进一步说明。
图1为本发明中定型模具剖视图；图2为本发明中定型模具侧视图3为本发明中导轮定型机结构示意图。
本实施例提供了一种以废弃高密度聚乙烯为主要原料生产低发泡板条的工艺，该板条的原料配比为以100kg废弃高密度聚乙烯(HDPE)为基准，添加以下辅料和添加剂AC发泡剂(偶氮二甲酰胺) 0.03-0.05kg氧化锌(稳定剂) 0.01-0.03kg亚基化合物 0.01-0.03kg白油15-25ml碳酸钙 10-25kg色母粒(配颜色) 2-3kg防老化母粒 1-3kg本发明高密度聚乙烯低发泡板条经过以下生产工艺制成原料配制→密炼混合→挤出机中加热塑化→挤出成型→→模具定型→冷却定型→导轮二次定型→裁断→一次锻压成型→二次锻压成型→热处理封头→成品包装入库。
①原料配制，将作为主要原料废弃的高密度聚乙烯和辅料发泡剂、稳定剂、亚硝基化合物、白油、碳酸钙以及添加剂色母粒、防老化母粒等按上述剂量混合；②密炼混合，将配制好的原料在密炼釜中搅拌混合30-50分钟，密炼釜为常规的塑料加工设备，釜中温度控制在常温-50℃③挤出机中加热塑化，挤出机采用通用的SJ-Φ90型，螺杆形式为渐变压缩，螺杆转速10-40转/分，螺杆长径比L/D＝20.25∶1，螺杆压缩比2-4；牵引速度(挤出速度与牵引速度比3-5％，该挤出机在工作过程中，机筒温度后段80-140℃，中段150-160℃，前段160-170℃；机头温度后段170-190℃，前段150-190℃；口模温度160-180℃。原料通过料斗进入料筒中，在压力下通过定型模具而获得所要求的形状，经过冷却，即成产品。
④模具定型，依据原料收缩比和产品形体设计模具，该模具结构如图1、图2中所示，其内径1尺寸为91×39，模具装设于挤出机机头中，通过该模具获得产品所需要的形状；⑤冷却定型，在常规冷却水槽中进行，冷却水槽长度为3-4米，冷却水温度控制在25-35℃，产品出水温度为50-80℃；⑥导轮二次定型，导轮定型机结构请参阅图3所示，在两组电机2的带动下，两排滚动的导轮3转动，一边挤压中间的产品4，同时由风冷冷却，稳定形状，并推动产品前进，进入下一道工序；⑦裁断，通过裁断机将产品裁成1.6米长，以便后续加工处理；
⑧锻压成型，通过锻压机进一步锻压成型，确保产品的形状、尺寸精度和表面质量；⑨热处理封头，使产品两端齐整，规格一致；⑩成品包装入库。
采用本发明提供的工艺生产出的高密度聚乙烯低发泡板条，经检测，其性能指标如下单位长度质量 2635g/m洛氏硬度 43.9表面密度 742k/m3简支梁冲击强度 4.98KJ/m2弯曲强度 12.5Mpa拉伸强度 12.2Mpa断裂伸长率 5.2％耐热试验(无变化) 70℃/4h抗紫外线照射 八级抗老化性能(耐候性)15年以上综上所述，本发明的优点是该板条所用原料主要是城市垃圾中可回收的废弃塑料，经过高科技手段，合成一种新型板条，其生产过程没有公害污染，产品具有观赏价值和优越的性能，可广泛用于建筑用材、城市公共设施用材如公园坐椅、路边坐椅、隔离护栏等，另外，从环保的意义上讲，可以充分消纳处理废弃塑料垃圾，消除白色污染，美化城市环境，并节约了大量资源，具有相当大的经济效益和社会效益。
权利要求
1.一种高密度聚乙烯低发泡板条，其特征在于该板条由以下原料加工成型以100kg废弃高密度聚乙烯为基准，添加以下辅料和添加剂发泡剂 0.03-0.05kg氧化锌稳定剂0.01-0.03kg亚硝基化合物0.01-0.03kg白油15-25ml碳酸钙 10-25kg色母粒 2-3kg防老化母粒 1-3kg
2.根据权利要求1所述的高密度聚乙烯低发泡板条，其特征在于所配原料中的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
3.一种高密度聚乙烯低发泡板条的生产工艺，其特征在于包括以下步骤原料配制、密炼混合、挤出机中加热塑化、挤出成型、模具定型、冷却定型、导轮二次定型、裁断、一次锻压成型、二次锻压成型、热处理封头、成品包装入库；所述原料配制按以下配比进行以100kg废弃高密度聚乙烯为基准，发泡剂 0.03-0.05kg氧化锌稳定剂 0.01-0.03kg亚硝基化合物 0.01-0.03kg白油 15-25ml碳酸钙 10-25kg色母粒 2-3kg防老化母粒 1-3kg
4.根据权利要求3所述的高密度聚乙烯低发泡板条的生产工艺，其特征在于密炼混合时保持温度在室温-50℃。
5.根据权利要求3所述的高密度聚乙烯低发泡板条的生产工艺，其特征在于冷却定型工序中冷却水温度为25-35℃。
全文摘要
一种高密度聚乙烯低发泡板条,以废弃的高密度聚乙烯塑料为主要原料,配以发泡剂及其它添加剂制成,生产经过以下步骤:原料配制、密炼混合、挤出成型、模具定型、冷却定型、导轮二次定型、裁断、锻压成型、热处理封头、包装成品。本发明的优点是:生产过程无公害污染,产品性能优越,并具有观赏价值。由于充分消纳处理了废弃塑料垃圾,既可消除白色污染,利于环保,又节约了大量资源,该板条可广泛用于建筑用材、城市公共设施用材。
文档编号C08J11/00GK1334186SQ0012075
公开日2002年2月6日 申请日期2000年7月13日 优先权日2000年7月13日
发明者李晓涛, 马志钢 申请人:李晓涛, 马志钢
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