专利名称：利用废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料制作板材并用聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料增韧的方法
技术领域：
本发明涉及利用废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料制作板材并用聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料增韧的方法，属于资源回收与再利用领域。
背景技术：
目前，我们已采用固态环氧树脂和橡 胶增韧的方法，将回收来的热固性泡沫塑料制备成再生板材。通过加入橡胶提高了板材的弹性和韧性、加入固态环氧树脂提高其强度和耐腐蚀性(详细制备方法见(I)中国专利“一种利用废弃热固性泡沫塑料制备的可塑材料及其制备方法”，CN 101629025B ；(2)中国专利“一种利用废弃热固性泡沫塑料制备复合板材的方法”，申请号为200910305368. 8。此方法虽拓展了热固性泡沫塑料废弃物的循环再利用范围和途径，同时解决了家具中甲醛存留和吸潮变形的问题。但制备过程中加入了环氧固化剂，固化剂为有机胺类，对人体造成了危害。热塑性聚氨酯树脂就其价格和性能而言，在聚氨酯系列中占有较大的优势。热塑性聚氨酯具有很宽广的韧性，其一般应用越来越广泛。它们即使在低温条件下有较高的柔性，并且具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性等特性，广泛用于层压、射出、压延等加工方式。因而我们选用热塑性聚氨酯树脂膜对再生板材进行增韧，无需固化剂，并取得了较环氧树脂更好的增韧效果。根据热塑性聚氨酯树脂膜在复合板材当中的贴合位置不同，可以得到不同结构的热塑性聚氨酯树脂膜增韧板材，其中我们主要研究的结构包括三明治结构，芯壳结构，表面结构。经过对不同结构的热塑性聚氨酯树脂膜增韧板材的力学性能测试，吸水率测试，防腐蚀测试，表明我们所得到的热塑性聚氨酯树脂膜增韧板材在抗弯性能，抗冲击性能，抗冲压性能，放水性还有耐腐蚀性都得到了显著提升，而且此方法安全可靠，无毒无污染，是回收热固性泡沫塑料一种经济可行的有效办法，制成的板材还可以用于制做家具，试验台等，具有广泛的应用前景
发明内容
本发明的目的在于提供废弃为聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料的处理方法及制备再生板材的方法，为循环再利用废弃热固性泡沫塑料提供了一条途径，并能改善再生板材的韧性。本发明的技术方案如下利用废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料制作板材，其特征在于，按照下述步骤进行(I)将废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末在10(Tl5(rC下进行预热；(2)将预热后的原料粉末，和事先裁好的热塑性聚氨酯树脂膜加入到模具中，进行热压成型，其中压强为10-15MPa，温度为上模温度127 177°C，下模温度12(Tl70°C，时间为 10-20min ；(3)将成型后的板材进行低温定型，其中压强为5-10MPa，自然冷却。
所述模具规格为内腔为I. 2mX 2. 44mX I. 5cm的矩形。用热塑性聚氨酯树脂膜增韧废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料制作板材的方法，其特征是依次加入废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末80-90质量份、增塑剂邻苯二甲酸二辛脂或者氯化石蜡5-10质量份、阻燃剂2-7质量份、颜料碳黑或者铁黑0-3质量份，混合均匀后即得原料粉末。废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末混合前，预热时间为15-25分钟。热塑性聚氨酯树脂膜采用厚度为0. 2^0. 6mm，剪裁大小与模具内腔大小一致；力口入原料粉末和热塑性聚氨酯树脂膜的顺序有三种
先在模具内铺上一层热塑性聚氨酯树脂膜，再加入全部称取的原料粉末，将粉末铺平，在之上覆盖一层热塑性聚氨酯树脂膜；或现在模具内加入称取的原料粉末的一半，将粉末铺平，在之上覆盖一层热塑性聚氨酯树脂膜，在铺好的热塑性聚氨酯树脂膜上加入另外一半原料粉末并铺平；或在磨具内加入全部原料粉末，将粉末铺平，再在上面铺上一层热塑性聚氨酯树脂膜。说明书附I :两层树脂膜分别热压在板材上下的剖面图；图2 : —层树脂膜热压在板材中间的剖面图；图3 :—层树脂膜热压在板材表面的刨面图。
具体实施例方式实施例一(I)称取废弃热固性聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末80质量份，按模具规格I. 2mX 2. 44mX I. 5cm,裁剪聚氨酯树脂膜(I. 2mX 2. 44m)；(2)依次向搅拌机中加入废弃热固性聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末、邻苯二甲酸二辛酯10质量份、2，2- 二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂3质量份、铁黑2质量份，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；(3)将步骤(2)混合后即得原料粉末；(4)按1500kg的板材密度体积0. 04392称量原料粉末65. 88kg，将原料粉末预热，温度140°C，时间15min ；(5)热压成型，在模具的上下表面各铺一层聚氨酯树脂膜，原料粉末铺在其中间，即聚氨酯树脂膜位于原料粉末上下表面(见
图1)，压强为12. 5MPa，温度为上模温度157°C，下模温度150°C，时间为20min ；(6)低温定型，压强为lOMPa，自然冷却；(7)对制备的板材进行锯边、砂光，制成标准尺寸的成品板材。其中废弃热固性聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末为100目粉末，所得板材密度为1500kg/m3,含水率为0. 25%，吸水率为6. 66%，吸水厚度极限膨胀率为I. 40%,冲击强度为53kJ/m2,抗压强度为67. 457MPa，抗压模量为752. 482MPa，抗弯强度为291. 90MPa,抗弯模量为 3. 45 X IO6MPa0实施例二(I)称取废弃热固性聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末85质量份，按模具规格
I.2mX 2. 44mX I. 5cm,裁剪聚氨酯树脂膜(I. 2mX 2. 44m)；(2)依次向搅拌机中加入废弃热固性聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末、氯化石蜡7质量份、间苯二酚双膦酸脂4质量份、铁黑I质量份，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂； (3)将步骤(2)混合后即得原料粉末；(4)按1000kg/m3的板材密度体积0. 04392m3称量原料粉末43. 92kg，将原料粉末预热，温度120°C，时间12min ；(5)热压成型，将原料粉末铺在模具中，然后在原料粉末中间铺上一层聚氨酯树脂膜(见图2)，压强为12MPa，模温为上模温度147°C，下模温度140°C，时间为12min ；(6)低温定型，压强为IOMPa ；(7)对制备的板材进行锯边、砂光，制成标准尺寸的成品板材。其中废弃热固性聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末为50目粉末，所得板材密度为1000kg/m3,含水率为0. 13%，吸水率为2. 94%，吸水厚度极限膨胀率为I. 07%,冲击强度为35kJ/m2，抗压强度为46. 734MPa，抗压模量为654. 196MPa，抗弯强度为276. 499MPa，抗弯模量为 4. 32 X IO6MPa0实施利三(I)称取废弃热固性聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末80质量份，按模具规格I. 2mX 2. 44mX I. 5cm,裁剪聚氨酯树脂膜(I. 2mX 2. 44m)；(2)依次向搅拌机中加入废弃热固性聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末、氯化石蜡8质量份、磷酸三苯酚2质量份，其中每加入前述一种助剂都要等到混合均匀后再依次加入下一种助剂；(3)将步骤(2)混合后即得原料粉末；(4)按1200的板材密度体积0. 04392称量原料粉末52. 7kg，将原料粉末预热，温度 150°C，时间 IOmin ；(5)热压成型，，将原料粉末铺在模具中，然后在原料粉末上面铺上一层聚氨酯树脂膜(见图3)，压强为lOMPa，模温为上模温度177°C，下模温度170°C，时间为IOmin ；(6)低温定型，压强为lOMPa，自然冷却；(7)对制备的板材进行锯边、砂光，制成标准尺寸的成品板材。其中废弃热固性聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末为80目粉末，所得板材密度为1200kg/m3,含水率为0. 25%，吸水率为3. 05%,吸水厚度极限膨胀率为I. 60%,冲击强度为40kJ/m2，抗压强度为61. 285MPa，抗压模量为681. 679MPa，抗弯强度为108. 118MPa，抗弯模量为 2. 16 X IO5MPa0以上对本发明做了示例性的描述，本发明的权限由权利要求所限定，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.利用废弃聚苯こ烯-丙烯腈泡沫塑料制作板材，其特征在于，按照下述步骤进行 (1)将废弃聚苯こ烯-丙烯腈泡沫塑料粉末在i0(Ti5(rc下进行预热； (2)将预热后的原料粉末，和事先裁好的热塑性聚氨酯树脂膜加入到模具中，进行热压成型，其中压强为10-15MPa，温度为上模温度127 177°C，下模温度12(Tl70°C，时间为10_20min ； (3)将成型后的板材进行低温定型，其中压强为5-10MPa，自然冷却。
2.根据权利要求I所述的板材，其特征是所述模具规格为内腔为I.2mX2. 44mX I. 5cm的矩形。
3.用热塑性聚氨酯树脂膜增韧废弃聚苯こ烯-丙烯腈泡沫塑料制作板材的方法，其特征是依次加入废弃聚苯こ烯-丙烯腈泡沫塑料粉末80-90质量份、增塑剂邻苯ニ甲酸ニ辛脂或者氯化石蜡5-10质量份、阻燃剂2-7质量份、顔料碳黑或者铁黑0-3质量份，混合均匀后即得原料粉末。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在干，废弃聚苯こ烯-丙烯腈泡沫塑料粉末混合前，预热时间为15-25分钟。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，热塑性聚氨酯树脂膜采用厚度为O.2^0. 6mm，剪裁大小与模具内腔大小一致；加入原料粉末和热塑性聚氨酯树脂膜的顺序有ニ种 先在模具内铺上ー层热塑性聚氨酯树脂膜，再加入全部称取的原料粉末，将粉末铺平，在之上覆盖ー层热塑性聚氨酯树脂膜； 或 现在模具内加入称取的原料粉末的一半，将粉末铺平，在之上覆盖ー层热塑性聚氨酯树脂膜，在铺好的热塑性聚氨酯树脂膜上加入另外一半原料粉末并铺平； 或 在磨具内加入全部原料粉末，将粉末铺平，再在上面铺上ー层热塑性聚氨酯树脂膜。
全文摘要
本发明提供利用废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料制作板材并用聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料增韧的方法，将废弃聚苯乙烯-丙烯腈泡沫塑料粉末在100~150℃下进行预热；将预热后的原料粉末，和事先裁好的热塑性聚氨酯树脂膜加入到模具中，进行热压成型，其中压强为10-15MPa，温度为上模温度127~177℃，下模温度120~170℃，时间为10-20min；将成型后的板材进行低温定型，其中压强为5-10MPa，自然冷却。所得板材密度、含水率为、吸水率、冲击强度、抗压强度为、抗压模量为、抗弯强度、抗弯模量都达到使用要求。
文档编号C08K3/04GK102729386SQ20121017431
公开日2012年10月17日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者刘晓非, 吴皓, 孟庆颖, 彭钦 申请人:天津大学