[发明专利]一种废弃交联聚乙烯高效制备再生制品的工业制备方法

说明书

本发明提供一种废弃交联聚乙烯高效制备再生制品的工业制备方法，该工业制备方法基于利用更新型的固相力化学反应器直接对废弃交联聚乙烯与废弃磷石膏共碾磨处理，制得的混合超细粉体可直接通过螺杆挤出造粒，最终成型处理为再生制品。其中制得的混合超细粉体具有优良加工流动性，可直接通过螺杆造粒无需再经过增塑处理等加强其可加工性的工艺步骤，大幅简化了整体生产流程并大幅提高了生产效能。

技术领域

本发明属于废弃交联聚乙烯和废弃磷石膏回收利用技术领域，具体涉及一种废弃交联聚乙烯高效制备再生制品的工业制备方法，特别是针对利用中国发明专利CN202210302106.1所公开的一种工业用磨盘形固相力化学反应器对上述废弃磷石膏和废弃交联聚乙烯进行处理。

背景技术

聚乙烯(PE)是五大通用塑料之一，其产量和消费量位居各种合成树脂之首，在工业、农业和日常生活中得到广泛的应用。但是聚乙烯的耐高温性能较差。力学性能及耐化学性能有时也不能满足实际使用的要求。因此对聚乙烯进行改性一直是聚乙烯产品开发应用的关键，聚乙烯交联技术就是提高其材料性能的一种重要技术。经过交联改性的聚乙烯可使其性能得到大幅度的改善，不仅显著提高了聚乙烯的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性和电性能等综合性能。而且非常明显地提高了耐温等级，可使聚乙烯的耐热温度从70℃提高到100℃以上。从而大大拓宽了聚乙烯的应用范围。

目前，交联聚乙烯(XLPE)已经被广泛应用于管材、薄膜、电缆料以及泡沫制品等方面。

因其应用广泛，造成每年产生十分巨量的废弃交联聚乙烯。但现有研究成果表明，交联聚乙烯因其所具有的三维网状结构，无法直接再次热塑加工进行回收利用。

当前，针对废弃交联聚乙烯的主流处理方式包括填埋、焚烧和裂解等。这些处理方式对环境通常极为不友好，容易造成土壤污染、废气泄露，严重危害环境及周边居民的身体健康，并通过进一步分析发现其对生态环境造成了不可逆的伤害。

回收利用(Recycle，Reuse)是目前废弃交联聚乙烯最为提倡且富有前景的处理方式。现有报道中对于常规废弃高分子材料，可以采用包括溶剂分离回收、熔体加工回收和固相加工回收这三种方式进行回收利用，但由于废弃交联聚乙烯材料的三维网状结构特性使其具有难溶难熔的特征，致使其难以采用溶剂分离回收或熔体加工回收方式，因而只能通过固相加工方式进行回收。

为了提供一种更为清洁、高效、易于实施的废弃交联聚乙烯固相加工回收利用新技术，本发明的发明人所在课题组经过长达近十年的研究攻关，在此期间发表了多篇学术论文，并前后申报了多个发明专利技术。

2014年10月8日，在先申请专利“一种废弃交联聚乙烯回收材料及其回收方法”(CN104385485A)中，公开了一种废弃交联聚乙烯回收材料及其回收方法，该方法是先将废弃交联聚乙烯粉碎成0.5-2cm的粒料，然后置于固相力化学反应器中进行碾磨，碾磨过程中控制冷却循环水温为5～30℃，碾磨压力为10～50MPa，碾磨转速10～1000rpm，碾磨次数为5-30次，其材料被碾磨成粉体，其粒度为100-500目，且通过索氏提取装置测试的凝胶含量60％。

但是，在后续进一步实验过程中发现，虽然利用固相力化学反应器对废弃交联聚乙烯进行了碾磨，实现了一定程度上废弃交联聚乙烯的解交联，但是经过碾磨所得粉体呈现出颗粒外表解交联，内部仍为交联状态，导致在粉体热塑加工时呈现颗粒流的状态。因此虽然其具有一定的热塑加工性，但是其流动性通常只有在高剪切力场的作用下才能勉强进行加工，而对于低剪切力场的单螺杆直接挤出成型以及无剪切力场的硫化压板技术，都表现出了较差的力学性能，因此在其应用例中也并未谈及直接挤出成型为片材的应用方式及产品性能。

并且上述专利技术在实施过程中还发现，即便按照其应用例公开先通过高剪切力场的双螺杆挤出机挤出造粒再热压成型，但是其加工的产品只能是不连续的小块片材，无法在实际生产中大量连续加工，极大的限制了其应用范围。