CN101284924A - 回收pp的增韧方法 - Google Patents

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周金堂
周娟娟
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Abstract

本发明涉及一种回收PP的增韧方法，属于热塑性弹性体与塑料共混体系增韧技术领域。包括以下步骤：(1)增韧相的选择：选用增韧效果明显、加工性能好的热塑性弹性体或橡胶或韧性热塑性塑料；(2)增韧相用量的确定：使增韧后PP基体冲击韧性达到7KJ/m2，强度在20MPa以上；(3)将回收PP与上述增韧相充分混合均匀，在挤出机中进行反应挤出造粒。该方法在实现较大程度提高回收PP韧性的同时，保证强度相对下降较少。

Description

回收PP的增韧方法
所属领域
本发明涉及一种回收PP的增韧方法，属于热塑性弹性体与塑料共混体系增韧技术领域，涉及接枝处理技术和共混技术。
背景技术
聚丙烯(PP)是五大通用塑料中发展最快的一种塑料，其综合性能优异，但是塑料制品易破损、易老化、难降解，造成废旧PP愈积愈多，回收再利用废旧PP已成为当前研究的热点之一。低温脆性是PP最致命的弱点，因而对回收PP进行增韧处理是循环再利用的关键所在。
共混增韧改性是指用其他塑料或热塑性弹性体等改性材料添加入PP，改变其大球晶结构，以此实现PP高低温冲击韧性的提高。其中，热塑性弹性体共混增韧效果最为明显，理论研究也较为成熟，普遍认为其满足银纹-剪切带屈服理论。但是共混体系在韧性得到大幅度提高的同时，强度有很大的损失。且弹性体的使用量与弹性体与基体间的相容性对增韧效果有很大影响。
此外，回收PP中含有较多的杂质，对于界面结合、相容性等均有较大影响，已有的适用于纯PP增韧改性的工艺步骤与实验参数已不再适用。
综上所述，一种适用于回收PP的增韧体制和工艺流程及参数亟待发明。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种回收PP的增韧方法，以实现较大程度提高回收PP韧性的同时，保证强度相对下降较少。
一种回收PP的增韧方法，其特征在于包括以下步骤：
1)增韧相的选择：选用增韧效果明显、加工性能好的热塑性弹性体或橡胶或韧性热塑性塑料；
2)增韧相用量的确定：使增韧后PP基体冲击韧性达到7KJ/m2，强度在20MPa以上；
3)将回收PP与上述增韧相充分混合均匀，在挤出机中进行反应挤出造粒。
上述的回收PP的增韧方法，如果所述的增韧相为热塑性弹性体，其质量分数占总量的5％-40％，则较使用橡胶或韧性塑料增韧其增韧效果更加明显。
上述的回收PP的增韧方法，其特征在于：
如果所述的热塑性弹性体选用乙烯-辛烯共聚物(POE)，其中POE中辛烯的质量分数占总量的20％-30％，则可赋予其更高的冲击性能、热稳定性、性能/价格比、较好的加工性、无气味等特点；
如果POE的质量分数占总量的30％-40％，则增韧后的回收PP综合性能最佳；
如果对POE进行接枝处理，其中接枝单体为马来酸酐(MAH)，则POE与回收PP可以形成更好的界面结合，对于韧性的提高以及强度的保持都有利；
回收PP与POE共混造粒这一过程中，挤出机一至五段温度(℃)分别为190-200，205-220，220-225，230-240，240-245。
PP极性较小，与添加的弹性体相容性较差。首先，本工艺对所添加的粒状弹性体进行接枝处理，使其与PP基体具有较好的相容性，形成良好的界面结合，以保证较小的强度损失。其次，选择合适的弹性体用量。弹性体用量对于橡-塑共混体系的增韧效果至关重要，选取合适的弹性体用量可以使得增韧后的PP具有优异的综合性能。最后，将弹性体粒子与回收PP混合均匀后共同造粒，弹性体为粒状可以保证其与回收PP能够混合均匀，保证其在基体PP中良好的分散性。调整工艺参数，制得具有所需性能的原料粒子。合适的工艺参数是保证原料粒子机械性能的关键之一，也是最后实现韧性大幅度提高，同时刚性降低相对较小的关键因素。
具体实施方式
以下以一具体实施例进一步说明本发明的方法：
1、热塑性弹性体的处理
1.1弹性体种类的选择
选择乙烯-辛烯共聚物(POE)作为增韧回收PP的弹性体，POE单体中辛烯的质量分数为20％-30％。
1.2 POE用量的确定
PP/POE共混体系中，POE含量不同则对PP的增韧效果不同。选定POE最佳含量为30％，此时POE增韧回收PP的综合性能最佳，既大大地提高了回收PP的抗冲击性能，又能够满足强度的要求。
1.3 POE的接枝处理
采用溶液接枝法将马来酸酐(MAH)接枝到POE上，制得POE-g-MAH产物，提高了与基体PP的相容性。将一定量的POE颗粒置于甲苯溶液中，油浴加热至POE完全溶解；加入MAH和DCP，反应一段时间后抽滤；使用乙醇洗涤多次，洗去残余的MAH和甲苯；最后，在80℃、0.095Mpa的真空烘箱中烘24h。
2、回收PP与POE共混造粒
将回收PP与粒状POE在高混机中充分混合均匀，与少量助剂一起加入挤出机中共混造粒。挤出机参数设置如下表所示：
表一料筒各段温度
料筒各段     第一段     第二段     第三段   第四段   第五段
温度T(℃)     195     210     220   230   240
表二挤出机各段转速
  机段     主机     侧主机     喂料
  转速n(r/min)     1734     1865     864
3、成品性能测试
将挤出造粒得到的PP/POE原料在注塑机中注塑成型，并进行物理性能测试，主要有抗冲击强度测试(U型缺口和无缺口)、抗拉强度测试、抗弯性能测试。
3.1抗冲击强度测试
根据GB1043-79进行抗冲击强度测试，分为缺口冲击强度测试和无缺口冲击强度测试。冲击强度表征了材料吸收冲击功的能力，即抗冲击破坏的能力，是表征材料韧性的主要指标。冲击强度值越大，则材料的冲击韧性就越好。
表三PP/POE复合材料缺口冲击强度
表四PP/POE复合材料无缺口冲击强度
Figure A20081012388700062
3.2抗拉强度测试
根据GB1040-79进行拉伸强度测试。抗拉强度是指材料在断裂前所能承受的最大应力值，是材料强度的主要表征参数。抗拉强度值大的材料其强度高，即刚性好。
表五PP/POE复合材料抗拉强度
Figure A20081012388700063
3.3抗弯性能测试
根据GB1042-79进行拉伸强度测试。采用三点弯曲强度测试方法对材料进行弯曲性能测试，弯曲强度是表征材料刚性的重要参数之一。
表六PP/POE复合材料弯曲强度
Figure A20081012388700071

Claims (4)

1、一种回收PP的增韧方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)、增韧相的选择：选用增韧效果明显、加工性能好的热塑性弹性体或橡胶或韧性热塑性塑料；
(2)、增韧相用量的确定：使增韧后PP基体冲击韧性达到7KJ/m2，强度在20MPa以上；
(3)、将回收PP与上述增韧相充分混合均匀，在挤出机中进行反应挤出造粒。
2、根据权利要求1所述的回收PP的增韧方法，其特征在于：所述的增韧相为热塑性弹性体，其质量分数占总量的5％-40％。
3、根据权利要求2所述的回收PP的增韧方法，其特征在于：
所述的热塑性弹性体选用乙烯-辛烯共聚物(POE)，其中POE中辛烯的质量分数占总量的20％-30％；
上述POE的质量分数占总量的20％-35％；
还包括对POE的接枝处理，其中接枝单体为马来酸酐(MAH)；
回收PP与POE共混造粒这一过程中，挤出机一至五段温度(℃)分别为190-200，205-220，220-225，230-240，240-245。
4、根据权利要求3所述的回收PP的增韧方法，其特征在于：所述POE的质量分数占总量的30％。
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