废高压聚乙烯循环利用生产电雷管绝缘塑头的方法研究

李树彬，陈良友

（四川省宜宾威力化工有限责任公司， 四川 宜宾 644600）

导爆管[1]是塑料管内壁附有薄层炸药与铝粉的起爆器材。国内大多数厂家采用高压聚乙烯作为原材料生产导爆管。导爆管[2]生产中会产生废高压聚乙烯（以下简称废塑料）。我司每年产生的废塑料大约在30 t左右，这些废塑料直接外卖价格低廉，如果进行深加工成本又很高，而我司生产电雷管每年大约需要高压聚乙烯30 t。如果能将废塑料用于电雷管注塑固定其爆破线，将节约大量的成本。2006年我们将废导爆管经粉碎、蒸煮、漂洗、烘干，去除炸药与铝粉，消除爆炸性能的废塑料，用于电雷管注塑固定其爆破线。但废塑料的加入会使注塑温度升高80～100℃，导致绝缘爆破线被烫破，顾客使用电雷管时会因短路而导致拒爆。如果降低注塑温度，又会导致塑料塞注不满，废品增多、效率降低。

为解决这一难题，通过多次攻关选型试验，笔者在废塑料中添加X，经多次注塑试验表明，X的

加入，提高了废塑料的熔融指数、降低了熔化温度，增强了废塑料的塑性，攻克了废塑料用于电雷管生产绝缘塑头温度升高导致绝缘爆破线被烫破的难关，实现了废高压聚乙烯循环利用。

1 项目技术可行性分析

1.1 废塑料注塑可行性分析。

高压聚乙烯[3]是生产导爆管的主要原材料，它是以乙烯为单体的塑料材料，是一种乳白色呈半透明的蜡状固体树脂，无味、无毒、无臭。熔点为120～125 ℃，柔软性良好，抗冲击韧性好，具有重复加工的性能。高压聚乙烯在导爆管拉制过程中经高温熔解、挤出、冷却成型，再到废导爆管粉碎、蒸煮、漂洗、烘干等过程，将受到大量的光和热作用[4]，导致熔融指数变低，拉伸强度变小，熔点增高，塑料的可塑性变差，不能直接生产电雷管塑料头。

1.2 废塑料循环利用的条件与方法

为实现废塑料循环利用，必须解决废塑料熔融指数变低、拉伸强度变小、熔化温度增高的问题，以增强废塑料的塑性。其方法有[5]：一是将废塑料作为制作新高压聚乙烯的原材料进行重新加工，此方法投资大，需要人员多，设备、技术的要求较高。二是电雷管注塑时外加一种能与废塑料混合均匀、起到提高废塑料熔融指数、增强拉伸强度、降低熔化温度的液体添加剂。此添加剂[6]应符合以下条件。

（1）来源广泛、成本低廉，添加量少。

（2）无毒、无害、无味、无色，不会造成健康危害。

（3）具有提高废塑料熔融指数、增强拉伸强度、降低熔化温度的能力。

2 试验部分

2.1 试验原理

将能恢复废塑料性能的液体添加剂分子插入到废塑料分子链之间[7],削弱废塑料分子链间的应力,从而增强废塑料分子链的移动性，以增强其塑性，实现重新注塑时温度不增加，注塑饱满、成形良好的新材料。

2.2 试验方案

2.2.1 液体添加剂优选试验

采购符合1.2条件的液体添加剂20种，并将20种液体添加剂按相同的比例与废塑料完全混合后加热测试熔化温度与新高压聚乙烯、未加添加剂废塑料的熔化温度进行对比试验。通过20多次的对比试验优化出既能降低注塑温度，又无毒、无害、无味、无色，来源广泛、成本低廉，由成都市科龙化工试剂厂生产的用于制造化妆品的原料，我们叫做X。在小试中，发现只需少量的添加剂X就可以明显降低废塑料的熔点温度[8]，且温度降低程度可通过改变X的用量进行调节。

2.2.2 试验材料与设备

（1）原材料

废塑料：是由废导爆管经粉碎、蒸煮、漂洗、烘干后形成的粒径为10 cm长的废高压聚乙烯，由公司自制。

添加剂X：分析纯，四川成都市科龙化工试剂厂生产。

（2）仪器与设备

注塑机：C4725-1型，无锡市多科工程液压件厂，计量器具，搅拌器与容器。

2.2.3 添加X的废塑料与新旧混合料，新料的注塑对比试验

将1 kg废塑料加入10 mL X，混合10 min，待X与废塑料完全混合均匀进行注塑试验。并以新高压聚乙烯以及新旧聚乙烯混合料，用同一台注塑机进行注塑对比试验。结果表明废塑料比新高压聚乙烯，注塑温度大约降低了40oC。组装成电雷管进行各项指标检验全部合格，电雷管脚线没有被烫破。但是本次试验发现由于X加入后，废高压聚乙烯的粘性增强，产生空心长条物，堵塞下料管，影响工作效率的新问题。试验情况见表1，质量指标见表2，电雷管检测报告见表3。

表1 加入X的废塑料与新旧混合料、新塑料注塑试验结果表Table 1 Comparison test results of Added additive X waste plastics ,mixture of old and new materials, new high pressure polyethylene plastic

表2 加入X的废塑料与新旧混合料、新塑料质量指标Table 2 Add X waste plastics mixed with old and new materials, new high pressure polyethylene quality indicators

2.2.4 X加入量减少一半的注塑试验

废塑料结块生成空心长条物，堵塞下料管的原因主要有：

（1）X加得太多，致使废塑料相互粘结，流散性差。

（2）废塑料粒径太长25 cm，比重轻，容易导致废塑料结团。

将废塑料重新粉碎、粒径控制在10 cm以内，并将1 kg重新粉碎的废塑料加入5 mL X，混合均匀，再将0.5 kg新高压聚乙烯与其完全混合，进行注塑试验。结果表明：下料通畅，注塑温度为188 ℃，做成电雷管进行各项指标检测全部合格。X加入量减少一半的废塑料质量指标测试数据见表4，X加入量减少一半的废塑料做成煤矿许用毫秒电雷管各项质量指标检测数据与表3相当，均在合格范围内。

表3 加入X的废塑料与新料混合做成煤矿许用毫秒延期电雷管检测报告[9]Table 3 Add X waste plastics mixed with new material make it permitted millisecond delay electric detonator for coal mine detection report

2.2.5 X加入量减少一半的注塑试验

废塑料结块生成空心长条物，堵塞下料管的原因主要有：

（1）X加得太多，致使废塑料相互粘结，流散性差。

（2）废塑料粒径太长25 cm，比重轻，容易导致废塑料结团。

将废塑料重新粉碎、粒径控制在10 cm以内，并将1 kg重新粉碎的废塑料加入5 mL X，混合均匀，再将0.5 kg新高压聚乙烯与其完全混合，进行注塑试验。结果表明：下料通畅，注塑温度为188oC，做成电雷管进行各项指标检测全部合格。X加入量减少一半的废塑料质量指标测试数据见表 4，X加入量减少一半的废塑料做成煤矿许用毫秒电雷管各项质量指标检测数据与表3相当，均在合格范围内。

表4 X加入量减少一半的废塑料质量指标Table 4 X addition amount to reduce half of the waste plastics quality indicators

2.2.6 加入X的全废塑料注塑试验

2.2.4 试验，成功的实现了废塑料的回收利用，但不能完全实现废塑料循环利用。其原因有：一是废塑料加入X后相互粘结，流散性差。二是注塑机下料管狭小。为此更换了狭小的下料管，在下料斗上安装了一个微型搅拌机。然后加入X进行全废塑料的小试、中试和大批量生产，共计生产5 000多万发。

在内部检测与顾客使用中，未发现脚线被烫破的问题，实现了废塑料的循环利用。

2.2.7 废塑料循环利用生产电雷管绝缘塑头工艺参数

通过多次注塑试验，终于探索出了一种实现废高压聚乙烯循环利用生产电雷管绝缘塑头的方法，其工艺技术参数见表5。

表5 废塑料循环利用注塑成绝缘塑头工艺参数Table 5 Waste plastics recycling plastic injection into the insulation process parameters

3 结 论

废导爆管经过粉碎、蒸煮、漂洗、烘干，去除炸药与铝粉，消除其爆炸性能，加入添加剂X，改造注塑机、加装微型搅拌机等方法，能有效提高废塑料的熔融指数，降低熔点温度，提高废塑料的流散性，从而实现废高压聚乙烯循环利用生产电雷管绝缘塑头。不仅每年节约资金40多万元，而且保护了环境，消除了安全隐患。此技术，在国内民爆行业尚属首创，已被国家专利局受理。

［1］陈嘉琨, 范钦文, 高耀林. 塑料导爆管［M］. 北京：国防工业出版社, 1987: 3-26; 201-221.

［2］导爆管［S］WJ/T2019-2004. 北京：中国标准出版社:1-8.

［3］张武最. 合成树脂与塑料：合成纤维［M］. 北京：化学工业出版社，1998：1-20.

［4］许宇婷, 张志文. 原料杂质对聚乙烯生产的影响及预防措施［J］. 石化技术, 2012（3）:6-8.

［5］陈丹，黄兴元，汪朋，梁雄，周献华. 废旧塑料回收利用的有效途径［J］. 工程塑料应用, 2012（9）:2-6.

［6］吴飞. 有机过氧化物在高压聚乙烯生产中的应用分析［J］. 石化技术，2001（4）:8-10.

［7］刘玉婷，张洁心，尹大伟，吕博. 废旧塑料再利用生产新材料的研究进展［J］. 化工新型材料, 2009（5）:11-14

［8］秦玉芳，李利，周宁琳，魏少华，黄颖霞，沈健. 利用聚乙烯废塑料合成高吸水树脂［J］. 南京师大学报, 2005（2）: 66-72:12-15.［9］工业电雷管［S］GB8031-2005. 北京：中国标准出版社:1-10.