CN103172934B - 一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强frtp材料的制备方法 - Google Patents

一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强frtp材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法。本发明通过对废胶粉进行机械半脱硫表面处理和将热塑性玻璃钢边角料进行干法破碎，经过原位反应挤出造粒，同时解决了废胶粉、边角料与基体之间的相容性和粘结性的问题，利用废胶粉和废弃热塑性玻璃钢为核心原料，创造了一种性能优异的新型绿色FRTP的制备工艺。

Description

一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法
技术领域
 本发明涉及一种复合材料领域，尤其涉及一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法。
背景技术
在天然资源日趋减少和能源相对紧缺的今天，资源的回收再利用具有特殊的意义。我国是橡胶制品大国，每年产生废橡胶约80万吨～100万吨。废橡胶属于热固性聚合物材料，废弃后在自然界中十几年乃至几十年都不会腐烂变质。同样热塑性玻璃钢也因其生产成本低、使用灵活性大、质轻耐腐蚀等优点而在汽车内饰领域得到了广泛的应用。随着生产过程边角料和废弃热塑性玻璃钢的逐年增加，循环再利用的重要性日益凸显。废橡胶和热塑性玻璃钢边角料的堆积占用土地，污染环境。
国内外常用的废橡胶回收利用方法有轮胎翻新、再生胶、生产胶粉等。玻璃钢常用的回收利用方法有：热解回收法、粉碎回收法、能量回收法、水解或醇解回收法、生物回收法等。目前胶粉的改性方法有：机械力化学改性、聚合物表面涂层改性、再生胶脱硫改性、表面接枝和互穿聚合物网络改性、气体和核-壳改性、物理辐射改性等。文献中有采用微波活化改性废胶粉制备复合材料（牛晓伟，废胶粉的微波活化及其应用研究[D]，扬州大学，2006），也有使用低温冷冻废胶粉制备混炼胶（鲁萍等，中国专利申请号200910182391.2）。同样也有关于利用粉碎玻璃钢废弃物作为片状模塑料的填充料（浦鸿汀等，中国专利申请号200310122810.6）。考虑到固体废弃物回收的成本与难易程度，本发明采取了最为环保的废胶粉的机械力半脱硫改性和热塑性玻璃钢边角料干法破碎法。
发明内容
本发明为了解决以上问题提供了一种节约成本、节能环保、性能优异、生产方便的废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法。
本发明的技术方案是：各组分所占重量份分别为：热塑性树脂15-90份、增韧剂5-25份、增强剂5-20份、无机填料0-20份、硫化促进剂0.1-1份、脱硫剂0-1份、偶联剂0-1份，其特征在于：包括下述步骤：
1）将5-25份直径为20-80目的废胶粉与0-1份的脱硫剂加入双螺杆挤出机中，物料在加料段除去水分，其加热温度为145-155℃，在双螺杆压缩段挤压剪切力和脱硫剂的协同作用下，废胶粉中大量的硫化键断裂，压缩段的温度为195-205℃；
2）在高速混合机中分别加入改性后胶粉、无机填料、热塑性树脂、硫化促进剂和偶联剂，混合均匀；
3）将板状热塑性玻璃钢边角料置于粉碎机中粉碎，所得破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm；
4）将上述第二步中的混合物料加入挤出机料斗中与破碎料一起进行原位挤出反应，挤出机温度范围为180-240℃，转速200-400r/min。
所述的热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺中的任意一种。
所述的增韧剂为废胶粉，胶粉的直径为20-80目。
所述的增强剂为回收的热塑性玻璃钢边角料，破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm。
所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、玻璃微珠、秸秆纤维、陶土、云母中的任意一种。
所述的硫化促进剂为TT、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂M中的任意一种。
所述的脱硫剂为二苯二硫化物（DPDS）、氨苯基二硫化物（APDS）、Delink、二(邻苯甲酰氨基)二硫化物(DBADPDS)、烯丙基二硫化物(DADS) 中的任意一种。
所述的偶联剂为硅烷类偶联剂KH-550、硅烷类偶联剂KH-560、硅烷类偶联剂KH-570、钛酸酯类偶联剂中的任意一种。
本发明的有益效果是：通过对废胶粉进行机械半脱硫表面处理和将热塑性玻璃钢边角料进行干法破碎，经过原位反应挤出造粒，同时解决了废胶粉、热塑性玻璃钢边角料与基体之间的相容性和粘结性的问题，制备了一种性能优异的FRTP材料，本发明产品变废为宝、节约成本、绿色环保，其主要性能指标为：拉伸强度≥25MPa，弹性模量≥1.1GPa，弯曲强度≥36MPa，弯曲模量≥1.5GPa，冲击强度≥8kJ·m-2。获得的产品质轻耐腐蚀，达到了地下管道、检查井、化粪池、水窖等产品的性能要求，可作为其原料使用。
具体实施方式
实施例1
一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，各组分所占重量份分别为：聚丙烯70份、直径为20-80目的废胶粉10份、破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm的热塑性玻璃钢边角料10份、滑石粉10份、硫化促进剂TT1份、脱硫剂Delink 1份、1份偶联剂KH-550，包括下述步骤：
1）将2000g废胶粉与20g脱硫剂Delink加入双螺杆挤出机中，物料在加料段除去水分，其加热温度为145-155℃，在双螺杆压缩段挤压剪切力和脱硫剂的协同作用下，废胶粉中大量的硫化键断裂，压缩段的温度为195-205℃；
2）在高速混合机中分别加入聚丙烯1400g、活化胶粉200g、滑石粉200g、2g硫化促进剂TT和2g偶联剂KH-550，混合均匀；
3）将板状热塑性玻璃钢边角料200g置于粉碎机中粉碎，所得破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm；
4）将上述第二步中的混合物料加入挤出机料斗中与破碎料一起进行原位挤出反应，挤出机温度范围为180-240℃，转速200-400r/min。
实施例2
一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，各组分所占重量份分别为：聚丙烯60份、直径为20-80目的废胶粉20份、破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm的热塑性玻璃钢边角料10份、滑石粉10份、1份硫化促进剂TT、1份脱硫剂Delink、1份偶联剂KH-550，包括下述步骤：
1）将2000g废胶粉与20g脱硫剂Delink加入双螺杆挤出机中，物料在加料段除去水分，其加热温度为145-155℃，在双螺杆压缩段挤压剪切力和脱硫剂的协同作用下，废胶粉中大量的硫化键断裂，压缩段的温度为195-205℃；
2）在高速混合机中分别加入聚丙烯1200g、活化胶粉200g、滑石粉200g、2g硫化促进剂TT和2g偶联剂KH-550，混合均匀；
3）将板状热塑性玻璃钢边角料200g置于粉碎机中粉碎，所得破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm；
4）将上述第二步中的混合物料加入挤出机料斗中与破碎料一起进行原位挤出反应，挤出机温度范围为180-240℃，转速200-400r/min。
实施例3
一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，各组分所占重量份分别为：聚丙烯60份、直径为20-80目的废胶粉10份、破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm的热塑性玻璃钢边角料20份、滑石粉10份、硫化促进剂TT1份、脱硫剂Delink 1份、1份偶联剂KH-550，包括下述步骤：
1）将2000g废胶粉与20g脱硫剂Delink加入双螺杆挤出机中，物料在加料段除去水分，其加热温度为145-155℃，在双螺杆压缩段挤压剪切力和脱硫剂的协同作用下，废胶粉中大量的硫化键断裂，压缩段的温度为195-205℃；
2）在高速混合机中分别加入聚丙烯1200g、活化胶粉200g、滑石粉200g、2g硫化促进剂TT和2g偶联剂KH-550，混合均匀；
3）将板状热塑性玻璃钢边角料400g置于粉碎机中粉碎，所得破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm；
4）将上述第二步中的混合物料加入挤出机料斗中与破碎料一起进行原位挤出反应，挤出机温度范围为180-240℃，转速200-400r/min。

Claims (8)

1. 一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，各组分所占重量份分别为：热塑性树脂15-90份、增韧剂5-25份、增强剂5-20份、无机填料0-20份、硫化促进剂0.1-1份、脱硫剂0-1份、偶联剂0-1份，其特征在于：包括下述步骤：
1）将5-25份直径为20-80目的废胶粉与0-1份的脱硫剂加入双螺杆挤出机中，物料在加料段除去水分，其加热温度为145-155℃，在双螺杆压缩段挤压剪切力和脱硫剂的协同作用下，废胶粉中大量的硫化键断裂，压缩段的温度为195-205℃；
2）在高速混合机中分别加入改性后胶粉、无机填料、热塑性树脂、硫化促进剂和偶联剂，混合均匀；
3）将板状热塑性玻璃钢边角料置于粉碎机中粉碎，所得破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm；
4）将上述第二步中的混合物料加入挤出机料斗中与破碎料一起进行原位挤出反应，挤出机温度范围为180-240℃，转速200-400r/min。
2.根据权利要求1所述的一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，其特征在于：所述的热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，其特征在于，所述的增韧剂为废胶粉，胶粉的直径为20-80目。
4.根据权利要求1所述的一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，其特征在于：所述的增强剂为回收的热塑性玻璃钢边角料，破碎料尺寸为1×1mm～10×10mm。
5.根据权利要求1所述的一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，其特征在于：所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、玻璃微珠、秸秆纤维、陶土、云母中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，其特征在于：所述的硫化促进剂为TT、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂M中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，其特征在于：所述的脱硫剂为二苯二硫化物（DPDS）、氨苯基二硫化物（APDS）、Delink、二(邻苯甲酰氨基)二硫化物(DBADPDS)、烯丙基二硫化物(DADS) 中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种废胶粉增韧热塑性玻璃钢边角料增强FRTP材料的制备方法，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷类偶联剂KH-550、硅烷类偶联剂KH-560、硅烷类偶联剂KH-570、钛酸酯类偶联剂中的任意一种。
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