CN102952335A

CN102952335A - 一种利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料及其制备方法

Info

Publication number: CN102952335A
Application number: CN2012104019050A
Authority: CN
Inventors: 李俊; 黄志杰; 郑京连; 周淑芬
Original assignee: Shanghai Jun'er New Material Co Ltd; ZHEJIANG JUNER NEW MATERIAL CO Ltd
Current assignee: Cgn Juner New Materials Co ltd; SHANGHAI JUNER NEW MATERIALS CO Ltd; Zhejiang Juner New Materials Co ltd
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: CN102952335B

Abstract

本发明公开了一种利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，其原料的重量百分比组成为：废洗衣机内桶料90%-98%、相容剂1%-8%、复合光热稳定剂0.6%-3%和润滑剂0.1%-1%。该废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料具有与PP新料相当的力学性能和流动加工性能，杂质少，且由于添加了复合光热稳定剂，使得材料具有优良的耐热老化性能，适合用于汽车外饰件，减少了环境污染、实现了资源循环利用，具有极大的社会效应和经济效益。本发明还公开了利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料的制备方法，操作简单，无需特殊的设备，成本低，适于工业化生产。

Description

一种利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及的是一种利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯（PP）具有良好的机械强度，是属于非极性的热塑性材料，无毒、密度小、耐热性较好，可应用于电器、汽车等领域。但聚丙烯具有以下缺点：耐候性差，耐光、热及抗老化性差，亲水及抗静电性能差，喷涂、着色和粘合等二次加工性能差，与其它极性材料的相容性差等，这样就需要对聚丙烯材料进行一定的改性，才能满足使用要求。

随着国家宏观经济的快速提升，2011年1-11月，全国生产家用洗衣机6063.2万台，这必然产生大量的废旧洗衣机。废旧洗衣机内桶基本由共聚聚丙烯材料注塑而成，随意丢弃后，无法在短时间内降解，造成严重浪费。随着石油资源的日益稀缺和国际油价受政治经济因素的影响，合成塑料树脂价格日益提升，加之人们环境意识的不断提高，塑料的循环利用越来越受到各国重视。由于废旧洗衣机内桶，受热、光、微生物等作用，分子链发生了不同程度的降解，使其力学性能大幅度降低，将失去基本的使用价值。另外，由于废旧洗衣机内桶的回收料通常粘附有大量的泥沙、螺丝钉、标识纸、泡沫等杂质，这些杂质也给聚丙烯的回收应用带来许多困难。不加处理直接回收得到的聚丙烯性能差、杂质多和外观均无法满足基本使用要求。因此，对于回收的洗衣机内桶料需要进行后处理，并添加适当的助剂才能真正回收应用。目前汽车用聚丙烯的量越来越大，对于汽车内饰用聚丙烯材料来说，需要材料具有更低的气味、总碳、雾度，废旧洗衣机内桶聚丙烯料回收料难以用于汽车内饰，但汽车外饰件材料主要需要满足力学性能和耐候性，如能研究出废旧洗衣机内桶料的改性配方，经过后处理应该可以满足相关要求。

现有采用废旧料制备材料的技术也已有报道，如，中国专利申请CN201010134971.7公开了一种以废旧聚丙烯塑料件为原料的改性复合材料及其制备方法，该改性复合材料由以下按重量百分比计的组分组成:聚丙烯原生料0～95%、回收PP5%～100%、填料0～60%、增韧剂0～20%、偶联剂0～1.5%、热稳定剂0～1%、光稳定剂0～1%、加工助剂0～1%和成核剂0～1%，制备包括以下步骤:将上述物料高速搅拌混合均匀，得到混合料；将混合料在挤出设备内以180℃～235℃的温度下熔融共混，挤出造粒；挤出、拉条、冷却、切粒，得到改性复合材料。该改性复合材料可用于汽车配件、家电、周转箱、地台板、管材等。该改性复合材料中主要的基体原料为聚丙烯原生料，回收PP的利用率很低，且制得的改性复合材料的性能较差，当增大回收PP的用量的时候改性复合材料的性能急剧下降。

发明内容

本发明提供了一种利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，具有优异的性能，可代替高流动性PP共聚新料用作汽车外饰件的材料。

一种利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，由以下重量百分含量的原料组成：

所述的废洗衣机内桶料选用废弃的由聚丙烯注塑的洗衣机内桶料，进一步优选废弃的由共聚聚丙烯注塑的洗衣机内桶料。废旧洗衣机内桶共聚聚丙烯料相对于一般的废旧聚丙烯料具有更好的流动性、冲击性能和稳定性，适合于汽车制件材料要求。从利于实际生产考虑，所述的废洗衣机内桶料为直径小于10mm的碎片，水分含量≤0.3%（重量百分比）。

所述的相容剂选用马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯中的一种或两种，可选用市售产品。由于聚丙烯为非极性材料，与极性材料相容性差，而废旧洗衣机内桶料杂质较多，且有些会是喷漆的废旧洗衣机内桶料，或者留有喷漆标识，这些都是属于极性物质，因此相容剂的作用就在于将非极性的聚丙烯材料与极性物质能有效混合，增强两相界面间的粘结，达到良好的力学性能。

所述的复合光热稳定剂选用市售的受阻酚抗氧剂（如抗氧剂1010等）、亚磷酸酯类抗氧剂（如抗氧剂168等）、硫酯类抗氧剂（如抗氧剂硫代二丙酸双硬脂基酯(DSTP)等）、受阻胺光稳定剂（如944(汽巴)等）、金属离子钝化剂中的至少两种。废旧的洗衣机内桶料的耐候性较差，易降解，为了有效利用资源、延长聚丙烯寿命，添加复合光热稳定剂是必须的，这种复合光热稳定剂能防止废旧洗衣机内桶PP料在生产过程中的降解，同时提高产品在使用过程中的耐热性、耐光性及变色性，且能有效满足汽车外饰件材料的耐候性能。

所述的润滑剂选用市售的聚丙烯蜡、脂肪酸、脂肪酰胺、脂肪酸金属盐（如硬脂酸钙等）中的一种或两种，其能改善废旧洗衣机内桶PP料的加工性能，降低加工能耗，此外，硬脂酸金属盐除有外润滑作用外，还有一定改善流动性和中和残留酸性物质的作用。所述的聚丙烯蜡优选聚丙烯均聚物蜡，因该蜡具有高热稳定性，更适合用于废旧塑料加工。

所述的聚丙烯料，进一步优选由以下重量百分含量的原料组成：

所述的废洗衣机内桶料为废弃的由共聚聚丙烯注塑的洗衣机内桶料；

所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯中的一种或两种；

所述的复合光热稳定剂由受阻酚抗氧剂、受阻胺光稳定剂两种和亚磷酸酯抗氧剂、硫酯抗氧剂中的一种组成；

所述的润滑剂为聚丙烯蜡或硬脂肪酸钙。

所述的聚丙烯料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将回收的废洗衣机内桶破碎成直径小于10mm的碎片，将碎片经洗涤除去泥沙及金属并离心甩干后干燥至水分含量≤0.3%（重量百分比）；

（2）将步骤（1）干燥好的废洗衣机内桶碎片与相容剂、复合光热稳定剂和润滑剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中挤出后经过水冷、切粒，制得聚丙烯料；

其中，双螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为：190℃-200℃、200℃-220℃、220℃-230℃、220℃-230℃、220℃-230℃、220℃-230℃、220℃-230℃、220℃-230℃，模头的温度为230℃。

所述的双螺杆挤出机的进料口处安装有磁铁架，这能进一步有效分出废旧洗衣机破碎料中的铁杂质，提高产品的纯度，同时减少金属杂质对双螺杆挤出机的损伤。

所述的双螺杆挤出机的模头安装有300目金属过滤网，这能进一步有效过滤废旧洗衣机内桶料中未彻底清洗干净的固体杂质（如石块、金属等），提高产品纯度。

所述的双螺杆挤出机选用本领域常用的通用设备即可。

所述的聚丙烯料具有优异的性能，可代替高流动性PP共聚新料用作汽车外饰件的材料，用于制备汽车外饰件。

本发明具有如下有益效果：

本发明利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，具有与PP共聚新料（即直接利用聚丙烯、聚乙烯为原料合成的PP共聚新料）相当的力学性能和流动加工性能，杂质少，可部分或全部代替PP新料用作汽车外饰件用材料。

本发明将废弃物进行再利用，减少了环境污染、实现了资源循环利用，具有极大的社会效应和经济效益。

本发明制备方法操作简单，无需特殊的设备，成本低，适于工业化生产。

具体实施方式

实施例1

将回收的废弃的由共聚聚丙烯注塑的洗衣机内桶加入高速破碎机中破碎为直径小于10mm的碎片，然后倒入大型滚筒水洗机中洗去泥沙及金属并离心甩干，随后使用料斗式烘箱将其干燥至水分含量为0.3%（重量百分比）。

将96Kg上述干燥好的废旧洗衣机内桶碎片与3Kg马来酸酐接枝聚丙烯：CMG9801（日之升）、0.2Kg受阻酚类抗氧剂：抗氧剂1010（雅宝）、0.2Kg亚磷酸酯类抗氧剂：抗氧剂168（雅宝）、0.2Kg受阻胺类光稳定剂：770（汽巴）和0.4Kg聚丙烯均聚物蜡（霍尼韦尔A-C 1754）在高速（1450转/分钟）混合机中高速混合2min后，从第一加料器（主喂料，进料口处安装有磁铁架）加入模头安装有300目金属过滤网的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为：195℃±5℃、210℃±10℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃，模头的温度为230℃，挤出后经过水冷、切粒，然后包装，制得汽车外饰用PP粒料。

实施例2

按实施例1中的处理方式将回收的废旧洗衣机内桶处理达到要求后，将98Kg上述干燥好的废洗衣机内桶碎片与1.0Kg马来酸酐接枝聚丙烯Bondyram 1001（壮景化工）、0.3Kg受阻酚类抗氧剂：抗氧剂1010（雅宝）、0.3Kg硫酯类抗氧剂：抗氧剂DSTP（雅宝）和0.2Kg受阻胺类光稳定剂：944（汽巴）0.2Kg硬脂酸钙在高速混合机中高速（1450转/分钟）混合2min后，从第一加料器（主喂料，进料口处安装有磁铁架）加入模头安装有300目金属过滤网的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为：195℃±5℃、210℃±10℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃，模头的温度为230℃，挤出后经过水冷、切粒，然后包装，制得汽车外饰用PP粒料。

实施例3

按实施例1中的处理方式将回收的废旧洗衣机内桶处理达到要求后，将96Kg上述干燥好的废洗衣机内桶碎片与3.0Kg马来酸酐接枝聚丙烯（日之升马来酸酐接枝聚丙烯CMG5001）、0.3Kg受阻酚类抗氧剂：抗氧剂1010（雅宝）、0.3Kg硫酯类抗氧剂：抗氧剂DSTP（雅宝），0.2Kg受阻胺类光稳定剂：944（汽巴）和0.2Kg硬脂酸钙在高速（1450转/分钟）混合机中高速混合2min后，从第一加料器（主喂料，进料口处安装有磁铁架）加入模头安装有300目金属过滤网的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为：195℃±5℃、210℃±10℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃，模头的温度为230℃，挤出后经过水冷、切粒，然后包装，制得汽车外饰用PP粒料。

将上述汽车外饰用PP粒料在鼓风干燥箱中于100℃放置2小时，然后由注射成型机制备成测试样条，进行性能测试，结果见下表：

注：表中的对比材料1为不加任何处理的废旧洗衣机内桶料性能。

对比材料2为上海石化共聚聚丙烯牌号M2600R，该材料为目前洗衣机桶、汽车部件专用新料。

结论：从上述测试数据可看出，本发明的废洗衣机内桶料制备汽车外饰用聚丙烯料具有与PP新料相当的力学性能和流动加工性能，且由于添加了复合光热稳定剂，使得材料具有优良的耐热老化性能，适合用于汽车外饰件。

Claims

1.一种利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料组成：

2.如权利要求1所述的利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，其特征在于，所述的废洗衣机内桶料为废弃的由聚丙烯注塑的洗衣机内桶料。

3.如权利要求2所述的利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，其特征在于，所述的废洗衣机内桶料为废弃的由共聚聚丙烯注塑的洗衣机内桶料。

4.如权利要求1所述的利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯中的一种或两种。

5.如权利要求1所述的利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，其特征在于，所述的复合光热稳定剂为受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、硫酯抗氧剂、受阻胺光稳定剂、金属离子钝化剂中的至少两种。

6.如权利要求1所述的利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，其特征在于，所述的润滑剂为聚丙烯蜡、脂肪酸、脂肪酰胺、脂肪酸金属盐中的一种或两种。

7.如权利要求1所述的利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料组成：

所述的润滑剂为聚丙烯蜡或硬脂肪酸钙。

8.如权利要求1-7任一项所述的利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将回收的废洗衣机内桶破碎成直径小于10mm的碎片，将碎片经洗涤，离心甩干后干燥至水分含量小于等于0.3%；

9.如权利要求8所述的利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机的进料口处安装有磁铁架，模头处安装有300目金属过滤网。

10.如权利要求1-7任一项所述的利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料在用作汽车外饰件的材料和制备汽车外饰件中的应用。