一种三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物再利用的方法及其制备的阻燃剂

1.本发明属于资源再生领域，具体涉及一种三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物再利用的方法及其制备的阻燃剂。


背景技术：

2.三聚氰胺甲醛树脂泡沫由于具有良好的阻燃、吸声、保温性能，在人们的生产和生活中应用广泛。但是，三聚氰胺甲醛树脂泡沫是一种热固性聚合物，同其它热固性聚合物材料一样，形成泡沫材料后很难溶解、熔融、分解，因此，废弃三聚氰胺甲醛树脂泡沫很难回收再利用。常用的焚烧和掩埋的方式不可避免地会对环境造成污染。因此，如何对三聚氰胺甲醛树脂泡沫回收再利用具有重要意义。


技术实现要素：

3.为克服现有技术中存在的不足之处，本发明的目的旨在提供一种三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物再利用的方法及其制备的阻燃剂。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物再利用的方法，包括以下步骤：s1、用碱将二价锡离子废水溶液的ph值调整为7~8；s2、将三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物放入s1所得溶液中，保持5~200 min；s3、将s2中三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物取出，280~320 ℃条件下保持30~180 min；s4、将s3的产物研磨成颗粒，作为阻燃剂备用。
5.较好地，二价锡离子废水溶液的浓度为2000~3000 mg/l。
6.较好地，所述碱为碳酸钠、乙酸钠、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种以上的组合。
7.较好地，s2中，二价锡离子废水溶液的用量以能够将三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物完全浸没为准，优选三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物∶二价锡离子废水溶液的用量=（0.2~1）g∶（100~500）ml。
8.所述三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物再利用的方法制备的阻燃剂。
9.进一步地，所述阻燃剂为三聚氰胺甲醛树脂与二氧化锡的复合材料，并且三聚氰胺甲醛树脂呈树枝状，树枝状三聚氰胺甲醛树脂的表面分布有二氧化锡颗粒。
10.有益效果：本发明将三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物用于处理含锡废水，去除率大于99.99%，最终废水锡浓度含量小于gb30770
‑
2014《锡、锑、汞工业污染物排放标准》中的排放要求；同时，吸附锡之后的泡沫经过简单热处理和研磨后，具有良好的阻燃性能，是一种新型的复合阻燃剂；除此之外，本发明提供的再利用方法具有步骤简单、原料廉价易得、反应条件温和等特点，其产率高、生产成本低，适合大规模工业化生产。
附图说明
11.图1：实施例1所得产物的扫描电镜图（200倍数）；图2：实施例1所得产物的扫描电镜图（20000倍数）；图3：实施例1所得产物的x射线粉末衍射图；图4：实施例1所得产物及的极限氧指数（loi）和ul94垂直燃烧等级图；图5：实施例1所得产物与对比样品的锥形量热测试获得的热释放率曲线图；图6：实施例1所得产物与对比样品的锥形量热测试获得的总释放热量曲线图；图7：实施例1所得产物与对比样品的锥形量热测试获得的总烟气产量曲线图。
具体实施方式
12.下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细、清楚地描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
13.实施例1一种三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物再利用的方法，包括以下步骤：s1、量取浓度为2706 mg/l的二价锡离子废水溶液，用氨水将溶液的ph值调整为7；s2、将0.5 g三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物放入200 ml s1所得溶液中，室温条件下保持30 min；s3、将s2中三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物取出，320 ℃条件下保持60 min；s4、将s3的产物研磨成微米级颗粒作为产物，标记为mf
‑
sno2。
14.产物形貌和结构表征图1和图2是实施例1所得产物的扫描电镜图片（不同放大倍数）。从图1（200倍数）可以看出：经过研磨后三聚氰胺甲醛树脂泡沫的三维网络结构被破坏，形成树枝状结构，颗粒尺度为50微米左右。从图2（20000倍数）可以看出：树枝状的表面有许多小颗粒。
15.图3为实施例1所得产物的x射线粉末衍射图，从图3可以看出：产物的衍射峰与sno2（jcpdf 29
‑
1484）的峰一一对应，说明经过热处理后，吸附的锡变成了二氧化锡。因此，在图2中，树枝状表面上的小颗粒即为二氧化锡。
16.吸附性能对二价锡离子废水溶液在进行实施例1再利用方法前后进行浓度测试，换算锡离子去除率，结果见表1。由表1可知：锡离子去除率大于99.99%，最终废水锡浓度含量小于gb30770
‑
2014《锡、锑、汞工业污染物排放标准》中的排放要求。
[0017][0018]
阻燃性能按照表2配方将聚氯乙烯（pvc）、加工助剂和阻燃剂放入开炼机中，在110 ℃条件下混炼10min；然后转移到平板硫化机上，在170 ℃和20 mpa条件下，热压成型，分别制备样品pvc、pvc/mf
‑
2.5、pvc/sno2‑
2.5、pvc/mf
‑
sno2‑
2.5。表2中，pvc表示只添加加工助剂，不添
加阻燃剂的样品；pvc/mf
‑
2.5表示pvc中除了添加加工助剂外，还添加了2.5wt%的三聚氰胺甲醛树脂泡沫粉（三聚氰胺甲醛树脂泡沫粉由三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物320 ℃煅烧60 min后研磨获得，标记为mf）；pvc/sno2‑
2.5表示pvc中除了添加加工助剂外，还添加了2.5wt%的二氧化锡微粉（二氧化锡微粉由二价锡离子废水溶液未经三聚氰胺甲醛树脂泡沫吸附，加碱获得沉淀物，然后320 ℃煅烧60 min后研磨获得，标记为sno2）；pvc/mf
‑
sno2‑
2.5表示pvc中除了添加加工助剂外，还添加了2.5wt%的实施例1产物。
[0018]
（1）极限氧指数loi测试：参照 gb/t 2406
‑
1993，将所得样板制样（自撑材料，型式iv，样品尺寸100 mm
×ꢀ
6.5mm
ꢀ×ꢀ
3 mm）用于测试极限氧指数loi，数据见表3和图4；（2）垂直燃烧等级测试：参照 gb/t 2408
‑
2008，实验方法b
‑
垂直燃烧法，样品尺寸为125 mm
×ꢀ
13mm
ꢀ×ꢀ
3 mm，数据见表3和图4；（3）锥形量热测试：依据标准iso 5660 测试锥形量热，样品尺寸为125 mm
×ꢀ
13mm
ꢀ×ꢀ
3 mm，热辐射为35kw/m2，数据见表3。图5、图6和图7分别为锥形量热测试样品的热释放率、总释放热量和总烟气产量图。
[0019]
从表3中数据可以看出：实施例1所得的产物相对于对比样品（纯pvc、pvc/mf
‑
2.5和pvc/sno2‑
2.5），其氧指数loi最大，ul94达到v0等级，以及热释放速率峰值（phrr）、总热释放量（thr）、总烟释放量（tsr）值最小，表明实施例1所得的产物相对于对比样品，显示出最好的阻燃和和抑烟性能。
[0020]
实施例2一种三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物再利用的方法，包括以下步骤：s1、量取浓度为2000 mg/l的二价锡离子水溶液，用氢氧化钠将溶液的ph值调整为8；s2、将0.2 g三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物放入100 ml s1所得溶液中，室温条件
下保持200 min；s3、将s2中三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物取出，300℃条件下保持30 min；s4、将s3的产物研磨成微米级颗粒，作为阻燃剂使用。
[0021]
实施例3一种三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物再利用的方法，包括以下步骤：s1、量取浓度为3000 mg/l的二价锡离子水溶液，用氢氧化钾将溶液的ph值调整为7.5；s2、将1 g三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物放入500 ml s1所得溶液中，室温条件下保持5 min；s3、将s2中三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物取出，280℃条件下保持180 min；s4、将s3的产物研磨成微米级颗粒，作为阻燃剂使用。
[0022]
实施例4一种三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物再利用的方法，包括以下步骤：s1、量取浓度为2500 mg/l的二价锡离子水溶液，用氨水将溶液的ph值调整为7；s2、将0.6 g三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物放入400 ml s1所得溶液中，室温条件下保持60 min；s3、将s2中三聚氰胺甲醛树脂泡沫废弃物取出，310℃条件下保持80 min；s4、将s3的产物研磨成微米级颗粒，作为阻燃剂使用。