CN102993538A - 一种改性塑料及制造方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料回收改性和加工技术领域，涉及一种改性塑料及制备方法和用途，该改性塑料由包含以下重量份的组分制成：聚乙烯树脂100份、废塑料80～140份、增强纤维30～80份、组合填料60～140份、光稳定剂8～16份、复合型抗氧剂11～20份、增塑剂15～25份、无机复合型阻燃剂50～80份、分散剂1.5～2.0份。本发明所提供的改性塑料强度高且韧性好、耐冲击、易加工、寿命长而且成本低、阻燃防火性好。本发明方法简单实用，所得材料弯曲强度高且韧性好、耐冲击、耐老化使用寿命长、阻燃防火性好，最大的优点能把废塑料重新回收加工，使生产成本降低，保护环境，是一种新型农用大棚骨架材料。

Description

一种改性塑料及制造方法和用途
技术领域
本发明属于高分子改性技术和加工技术领域，涉及一种改性塑料及其制备方法和用途。
背景技术
随着世界经济和科技的迅猛发展，人们物质生活水平的日益提高，城市化进程的不断加快，城市固体废弃物的产量急剧增加。据统计，我国目前城市生活垃圾的年产量已经超过1.5亿吨，而且每年正以8％～10％的速度增长。我国大约有2/3的城市处于垃圾包围之中。我国城市生活中垃圾中的废塑料约占垃圾总量的4％～10％，年产量达到500～600万吨，而且每年正以近8％～9％的速度增长。
目前，我国城市生活垃圾处理技术仍以卫生填埋和露天堆放为主，占总处理量的79.2％，其次采用堆肥处理，占总处理量的18.8％，少量采用焚烧技术，约占总处理量的2％。我国废塑料的回收再利用量仅占10％，约90％的废塑料被填埋和焚烧。因此，如何实现废塑料资源化利用和无害化处理，已经成为世界关注的焦点问题。
利用废塑料回收重新加工技术，可有效的减少废弃物污染，处理规模大并且使生产成本大大降低，100％实现废塑料的资源化利用。但是在实际生产中，需要考虑到废塑料与其他原料的混匀问题，还要考虑到废塑料的添加对产品性能的影响。盲目的利用废塑料回收重新加工，会使产品强度、冲击性变差，耐老化性差使用寿命短，阻燃防火性达不到要求，加工复杂，最终使生产成本更高，算不上真正的废塑料资源化利用。
发明内容
本发明的目的在于为了解决上述问题而提供一种改性塑料及其制备方法和用途。本发明提供的改性塑料的加工工艺简单、废塑料加工回收能力强，并且产品性能较佳。
本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
本发明的改性塑料是以聚乙烯树脂和废塑料为基本原材料加工而成，该材料还包括增强纤维、组合填料、光稳定剂、复合型抗氧剂、增塑剂、无机复合型阻燃剂和分散剂。
一种改性塑料，其由包含以下重量份的组分制成：
聚乙烯树脂                100份，
废塑料                    80～140份，
增强纤维                    30～80份，
组合填料                    60～140份，
光稳定剂                    8～16份，
复合型抗氧剂                11～20份，
增塑剂                      15～25份，
无机复合型阻燃剂            50～80份，
分散剂                      1.5～2.0份。
所述的聚乙烯树脂是由线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯组成的混合树脂，且他们的质量比为1～2.5∶3。
所述的废塑料选自废聚乙烯、废聚丙烯、废聚苯乙烯或废聚氯乙烯中的一种或一种以上。
所述的增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维或不锈钢纤维中的一种或一种以上。
所述的组合填料选自滑石粉、云母粉、碳酸钙、石英粉或高岭土中的任意两种或以上的组合。
所述的光稳定剂选自对，对’-异亚丙基双酚双水杨酸、亚磷酸三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶)酯、水杨酸-4-叔丁基苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或一种以上。
所述的复合型抗氧剂选自N，N′-二(β-萘基)对苯二胺、硫代二丙酸十八酯、抗氧剂1010{[β-(3，5二叔丁基4-羟基-苯基)丙酸]季戊四醇酯}、抗氧剂DLTP(硫代二丙酸二月桂酯)或抗氧剂CA(1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷)中的任意两种或以上的混合物。
所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二壬酯或对苯二甲酸二辛酯中的一种或一种以上。
所述的无机复合型阻燃剂选自氢氧化铝与三氧化二锑，并且氢氧化铝与三氧化二锑的质量比为2～3∶1，其中氢氧化铝是经过500目过筛的。
所述的分散剂选自聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、塑化聚乙烯蜡或聚α-甲基苯乙烯中的一种或一种以上。
一种上述改性塑料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将组合填料60～140份、增强纤维30～80份、聚乙烯树脂100份和废塑料80～140份按上述比例依次加入高速混合机内混合搅拌30～45min，再加入光稳定剂8～16份、复合型抗氧剂11～20份、增塑剂15～25份、无机复合型阻燃剂50～80份、分散剂1.5～2.0份，继续混合搅拌5～10min，转速540～980r/min；
(2)将上述混料用辊压机混炼6～10min，混炼温度110～130℃；
(3)再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在130～150℃，螺杆转速20～35r/min；
(4)将上述粒料注射成型，进料温度155～180℃，出料温度155～180℃，注射压力70.0～80.0MPa。
一种上述改性塑料用作农用大棚骨架材料的用途。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明所提供的废塑料加工生产农用大棚骨架材料强度高且韧性好、耐冲击、易加工、寿命长而且成本低、阻燃防火性好能达到UL-94的V-0级标准。
2、本发明所提供的废塑料重新回收加工，使生产成本降低，保护环境无二次污染并且产品性能高，可推广农用大棚骨架材料的使用，满足社会发展的需要。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对如上所述的废塑料加工生产农用大棚骨架材料作进一步详细的说明。
实施例中采用GB(国标)测定材料的各项性能，如无特别说明，组分的份数均为重量份数。
实施例1
(1)将滑石粉52份、碳酸钙35份、玻璃纤维45份、聚乙烯树脂(LLDPE∶HDPE＝1.5∶3)100份、废聚氯乙烯95份按配方比例依次加入高速混合机内混合搅拌35min，再加入亚磷酸三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶)酯10份、复合型抗氧剂(抗氧剂CA 6份与抗氧剂10105份)、邻苯二甲酸二辛酯18份、无机复合型阻燃剂(氢氧化铝50份与三氧化二锑20份)、聚乙烯蜡1.8份，继续混合搅拌5min，转速760r/min；
(2)将上述混料用辊压机混炼8min，混炼温度110～120℃；
(3)再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在145℃，螺杆转速28r/min；
(4)将上述粒料注射成型，进料温度170～180℃，出料温度170～180℃，注射压力72.0MPa。
将所得材料按标准实验要求加工成测试样条，测试其性能列于表1中。
实施例2
(1)将高岭土65份、碳酸钙48份、碳纤维60份、聚乙烯树脂(LLDPE∶HDPE＝2∶3)100份、废聚乙烯80份按配方比例依次加入高速混合机内混合搅拌35min，再加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮12份、复合型抗氧剂(抗氧剂DLTP 8份与抗氧剂10106份)、邻苯二甲酸二壬酯15份、无机复合型阻燃剂(氢氧化铝35份与三氧化二锑16份)、聚乙烯蜡1.5份，继续混合搅拌6min，转速840r/min；
(2)将上述混料用辊压机混炼10min，混炼温度120～130℃；
(3)再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在130℃，螺杆转速25r/min；
(4)将上述粒料注射成型，进料温度160～170℃，出料温度155～165℃，注射压力75.0MPa。
将所得材料按标准实验要求加工成测试样条，测试其性能列于表1中。
实施例3
(1)将高岭土40份、碳酸钙22份、碳纤维30份、聚乙烯树脂(LLDPE∶HDPE＝1∶3)100份、废聚乙烯135份按配方比例依次加入高速混合机内混合搅拌35min，再加入亚磷酸三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶)酯8份、复合型抗氧剂(抗氧剂CA 6份与抗氧剂DLTP 6份)、邻苯二甲酸二辛酯20份、无机复合型阻燃剂(氢氧化铝52份与三氧化二锑23份)、聚乙烯蜡1.8份，继续混合搅拌10min，转速540r/min；
(2)将上述混料用辊压机混炼10min，混炼温度120～130℃；
(3)再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在150℃，螺杆转速30r/min；
(4)将上述粒料注射成型，进料温度155～165℃，出料温度160～165℃，注射压力78.0MPa。
将所得材料按标准实验要求加工成测试样条，测试其性能列于表1中。
实施例4
(1)将石英粉70份、碳酸钙50份、不锈钢纤维65份、聚乙烯树脂(LLDPE∶HDPE＝2.5∶3)100份、废聚氯乙烯115份按配方比例依次加入高速混合机内混合搅拌35min，再加入对，对’-异亚丙基双酚双水杨酸14份、复合型抗氧剂(抗氧剂CA 9份与抗氧剂10108份)、邻苯二甲酸二辛酯25份、无机复合型阻燃剂(氢氧化铝48份与三氧化二锑22份)、聚乙烯蜡1.6份，继续混合搅拌8min，转速980r/min；
(2)将上述混料用辊压机混炼6min，混炼温度120～130℃；
(3)再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在145℃，螺杆转速24r/min；
(4)将上述粒料注射成型，进料温度160～170℃，出料温度160～170℃，注射压力75.0MPa。
将所得材料按标准实验要求加工成测试样条，测试其性能列于表1中。
实施例5
(1)将滑石粉75份、碳酸钙60份、玻璃纤维78份、聚乙烯树脂(LLDPE∶HDPE＝2∶3)100份、废聚乙烯100份按配方比例依次加入高速混合机内混合搅拌35min，再加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮15份、复合型抗氧剂(抗氧剂DLTP 10份与抗氧剂10108份)、邻苯二甲酸二壬酯23份、无机复合型阻燃剂(氢氧化铝55份与三氧化二锑25份)、聚乙烯蜡1.8份，继续混合搅拌8min，转速860r/min；
(2)将上述混料用辊压机混炼8min，混炼温度115～125℃；
(3)再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在150℃，螺杆转速32r/min；
(4)将上述粒料注射成型，进料温度160～180℃，出料温度160～175℃，注射压力76.0MPa。
将所得材料按标准实验要求加工成测试样条，测试其性能列于表1中。
比较例1
不添加光稳定剂，其余同实施例4步骤。将石英粉70份、碳酸钙50份、不锈钢纤维65份、聚乙烯树脂(LLDPE∶HDPE＝2.5∶3)100份、废聚氯乙烯115份按配方比例依次加入高速混合机内混合搅拌35min，再加入复合型抗氧剂(抗氧剂CA 9份与抗氧剂10108份)、邻苯二甲酸二辛酯25份、无机复合型阻燃剂(氢氧化铝48份与三氧化二锑22份)、聚乙烯蜡1.6份，继续混合搅拌8min，转速980r/min；将上述混料用辊压机混炼6min，混炼温度120～130℃；再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在145℃，螺杆转速24r/min；将上述粒料注射成型，进料温度160～170℃，出料温度160～170℃，注射压力75.0MPa。将所得材料按标准实验要求加工成测试样条，测试其性能列于表1中。
比较例2
不添加增强纤维(玻璃纤维)，其余同实施例5步骤。将滑石粉75份、碳酸钙60份、聚乙烯树脂(LLDPE∶HDPE＝2∶3)100份、废聚乙烯100份按配方比例依次加入高速混合机内混合搅拌35min，再加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮15份、复合型抗氧剂(抗氧剂DLTP 10份与抗氧剂10108份)、邻苯二甲酸二壬酯23份、无机复合型阻燃剂(氢氧化铝55份与三氧化二锑25份)、聚乙烯蜡1.8份，继续混合搅拌8min，转速860r/min；将上述混料用辊压机混炼8min，混炼温度115～125℃；再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在150℃，螺杆转速32r/min；将上述粒料注射成型，进料温度160～180℃，出料温度160～175℃，注射压力76.0MPa。将所得材料按标准实验要求加工成测试样条，测试其性能列于表1中。
比较例3
不添加废聚乙烯，其余同实施例5步骤。将滑石粉75份、碳酸钙60份、玻璃纤维78份、聚乙烯树脂(LLDPE∶HDPE＝2∶3)165份按配方比例依次加入高速混合机内混合搅拌35min，再加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮15份、复合型抗氧剂(抗氧剂DLTP 10份与抗氧剂10108份)、邻苯二甲酸二壬酯23份、无机复合型阻燃剂(氢氧化铝55份与三氧化二锑25份)、聚乙烯蜡1.8份，继续混合搅拌8min，转速860r/min；将上述混料用辊压机混炼8min，混炼温度115～125℃；再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在150℃，螺杆转速32r/min；将上述粒料注射成型，进料温度160～180℃，出料温度160～175℃，注射压力76.0MPa。将所得材料按标准实验要求加工成测试样条，测试其性能列于表1中。
表1
Figure BDA0000090329250000061
由表1中各项数据看出，实施例4、5所得大棚骨架材料的综合性能较好，可以提高塑料产品性能。比较例1中不添加光稳定剂使材料光老化保持率显著降低，耐老化性达不到产品性能要求；比较例2不添加玻璃纤维使材料弯曲强度、压缩强度、缺口冲击强度下降很多，力学性能很差；比较例3不加废聚乙烯使材料的综合性能很好，与实施例5所得材料性能差不多，但是没有充分利用废聚乙烯，生产成本变大，不利于工业化。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性塑料，其特征在于：其由包含以下重量份的组分制成：
聚乙烯树脂            100份，
废塑料                80～140份，
增强纤维              30～80份，
组合填料              60～140份，
光稳定剂              8～16份，
复合型抗氧剂          11～20份，
增塑剂                15～25份，
无机复合型阻燃剂      50～80份，
分散剂                1.5～2.0份。
2.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的聚乙烯树脂是由线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯组成的混合树脂，且他们的质量比为1～2.5∶3。
3.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的废塑料选自废聚乙烯、废聚丙烯、废聚苯乙烯或废聚氯乙烯中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维或不锈钢纤维中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的组合填料选自滑石粉、云母粉、碳酸钙、石英粉或高岭土中的任意两种或以上的组合。
6.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的光稳定剂选自对，对’-异亚丙基双酚双水杨酸、亚磷酸三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶)酯、水杨酸-4-叔丁基苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的复合型抗氧剂选自N，N′-二(β-萘基)对苯二胺、硫代二丙酸十八酯、[β-(3，5二叔丁基4-羟基-苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷中的任意两种或以上的混合物；
或所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二壬酯或对苯二甲酸二辛酯中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的无机复合型阻燃剂选自氢氧化铝与三氧化二锑，并且氢氧化铝与三氧化二锑的质量比为2～3∶1，其中氢氧化铝是经过500目过筛的；
或所述的分散剂选自聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、塑化聚乙烯蜡或聚α-甲基苯乙烯中的一种或一种以上。
9.一种上述权利要求1-8中任一所述的改性塑料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)将组合填料60～140份、增强纤维30～80份、聚乙烯树脂100份和废塑料80～140份按上述比例依次加入高速混合机内混合搅拌30～45min，再加入光稳定剂8～16份、复合型抗氧剂11～20份、增塑剂15～25份、无机复合型阻燃剂50～80份、分散剂1.5～2.0份，继续混合搅拌5～10min，转速540～980r/min；
(2)将上述混料用辊压机混炼6～10min，混炼温度110～130℃；
(3)再将上述混炼物置于挤塑机内挤出造粒，温度控制在130～150℃，螺杆转速20～35r/min；
(4)将上述粒料注射成型，进料温度155～180℃，出料温度155～180℃，注射压力70.O～80.OMPa。
10.一种上述权利要求1-8中任一所述的改性塑料用作农用大棚骨架材料的用途。
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