CN103183856A - 一种轮胎橡胶粉改性的再生塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合材料，具体涉及一种轮胎橡胶粉改性的再生塑料及其制备方法。本发明的目的是为了解决现有废旧轮胎橡胶、废旧塑料等零污染资源化困难等问题。本发明的轮胎橡胶粉改性的再生塑料，由含以下质量百分比组分的原料制得：废旧塑料20％～70％、轮胎橡胶粉10％～40％、阻燃剂5％～26％、增容剂1％～10％、润滑剂0.1％～3％、增塑剂0.5％～5％、抗氧剂0.05％～4％。本发明利用轮胎橡胶粉改性的再生塑料，不但提高废旧轮胎橡胶粉的资源利用率、开发胶粉新的应用技术，扩大胶粉的应用范围，同时所制备的再生塑料仍具有良好的力学性能，并极大降低再生塑料的生产成本，以期能进一步扩大再生塑料的应用领域。

Description

一种轮胎橡胶粉改性的再生塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料，具体涉及一种轮胎橡胶粉改性的再生塑料及其制备方法。
背景技术
再生塑料是一种新型环保复合材料，它利用废弃的各种塑料进行复配再生，添加特种助剂，经挤出制成的既具有塑料性能又符合环保要求的再生复合材料。
近年来，废旧轮胎橡胶的回收和利用已成为一个紧迫的问题。大量废旧轮胎橡胶的堆积不仅造成了资源的浪费，而且为老鼠、蚊子的繁殖提供了场所。堆积的废旧轮胎橡胶很容易引起火灾，并且不完全燃烧会放出碳氢化合物和有毒气体，其火焰很难扑灭。近年来，国内外对废旧轮胎橡胶进行了回收利用，如热分解回收液体燃料和化学品、燃料利用、再生胶利用、胶粉利用等等。其中制成胶粉利用因其工艺简单、节能、节水、环境污染少、产品性能较好等优点已经得到越来越广泛的应用。胶粉添加到橡胶、沥青、混凝土中，可以制成橡胶制品、铺路材料和建筑材料等等。
另外，废旧塑料是我国环境污染的重大污染源之一，每年有上千万吨的废旧塑料被作为垃圾丢弃，而塑料本身又是难以降解的物质，因此对环境造成长久的污染。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有废旧轮胎橡胶、废旧塑料等零污染资源化困难等问题，提供一种利用废旧轮胎橡胶粉改性废旧塑料而得的再生塑料及其制备方法。
本发明为解决上述技术问题所提供的方案为：一种轮胎橡胶粉改性的再生塑料，由含以下质量百分比组分的原料制得：
废旧塑料20％～70％、轮胎橡胶粉10％～40％、阻燃剂5％～26％、增容剂1％～10％、润滑剂0.1％～3％、增塑剂0.5％～5％、抗氧剂0.05％～4％。
优选地，
所述塑料是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)中的一种或几种的组合；可以是回收的塑料，也可以为新料。
所述的阻燃剂为四苯基(双酚-A)二磷酸酯(BDP)、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)、聚磷酸铵(APP)、磷酸三苯酯(TPP)等磷氮系阻燃剂中的一种或它们中几种的混合物；
所述增容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、ABS接枝马来酸酐、聚苯乙烯接枝马来酸酐、钛酸酯、铝酸酯、异氰酸酯、硅烷偶联剂中的一种或几种的组合，所述的硅烷偶联剂优选为六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷；
所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、乙撑双硬脂酰胺、脂肪烃蜡、氧化聚乙烯；硬脂酸金属盐优选为硬脂酸钠、硬脂酸钙或硬脂酸锌；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯；
其中所述的抗氧剂为2，2′-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧剂1010)、抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂DLTP、抗紫外剂UV531中的一种或几种的组合，所述的着色剂为二氧化钛、炭黑、铁红、铁黄、钛青绿或钛青蓝。
所述轮胎橡胶粉为废旧轮胎拆解、破碎而得，粒径范围为80～200目。
本发明还提供上述轮胎橡胶粉改性的再生塑料的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将回收的废旧塑料进行分拣、破碎、清洗、干燥处理后，加入到高速混合机中充分混匀备用，混合时间控制在5～10分钟；
步骤二：将经过步骤一处理的塑料与废旧轮胎橡胶粉和其它加工助剂，在高速混合机中充分混匀，混合时间控制在10～20分钟；
步骤三：将经过步骤二混匀后的混合料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，加工温度为150～230℃，转速为160～200转/分钟。
优选地，步骤三的加工温度为180～220℃，转速为170～190转/分钟。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用废旧轮胎橡胶粉改性废旧塑料，在增强再生塑料力学性能的同时，达到废旧轮胎橡胶粉的无害化资源化利用，该制备方法具有价廉、环保、经济效益高、原材料供应广泛等优点；
(2)本发明采用挤出成型，将废旧轮胎橡胶粉直接与废旧塑料等混合，无需进行预处理，能显著减少成型工艺时间，降低生产成本。
本发明利用轮胎橡胶粉改性的再生塑料，不但提高废旧轮胎橡胶粉的资源利用率、开发胶粉新的应用技术，扩大胶粉的应用范围，同时所制备的再生塑料仍具有良好的力学性能，并极大降低再生塑料的生产成本，以期能进一步扩大再生塑料的应用领域。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
原料组分按重量份计
高密度聚乙烯(HDPE)58份、废旧轮胎橡胶粉20份、PE接枝马来酸酐5份、聚磷酸铵12.5份、硬脂酸锌2.7份、1.8份抗氧剂1010。
将废旧轮胎橡胶粉、HDPE、PE接枝马来酸酐、聚磷酸铵、硬脂酸锌、抗氧剂1010等分别加入到高速混合机至混合均匀，然后将混合物料在双螺杆挤出机中反应挤出制成粒料，螺杆熔融温度190℃，转速180转/分钟，挤出物料冷却后，经切粒机切粒，得到粒料。
将所得粒料加入挤出机中进行挤出成型，制得性能优异的热塑性弹性体，弯曲强度达到25.5MPa，缺口冲击强度197J/m。
实施例2
原料组分按重量计
聚氯乙烯(PVC)70份、废旧轮胎橡胶粉18份、聚磷酸铵5份、硬脂酸锌3份、2.5份抗氧剂1010和1.5份抗氧剂264。
将废旧轮胎橡胶粉、PVC、聚磷酸铵、硬脂酸锌、抗氧剂1010和抗氧剂264等分别加入到高速混合机至混合均匀，然后将混合物料在双螺杆挤出机中反应挤出制成粒料，螺杆熔融温度175℃，转速200转/分钟，挤出物料冷却后，经切粒机切粒，得到粒料。
将所得粒料加入挤出机中进行挤出成型，制得性能优异的再生塑料，弯曲强度达到50MPa，缺口冲击强度316J/m。
实施例3
原料组分按重量计
聚丙烯(PP)58份、废旧轮胎橡胶粉21份、PP接枝马来酸酐4份、聚磷酸铵12份、硬脂酸锌2份、1.5份抗氧剂1010和1.5份抗氧剂168。
将废旧轮胎橡胶粉、PP、PP接枝马来酸酐、聚磷酸铵、硬脂酸锌、抗氧剂1010和抗氧剂168等分别加入到高速混合机至混合均匀，然后将混合物料在双螺杆挤出机中反应挤出制成粒料，螺杆熔融温度230℃，转速160转/分钟，挤出物料冷却后，经切粒机切粒，得到粒料。
将所得粒料加入挤出机中进行挤出成型，制得性能优异的再生塑料，弯曲强度达到38MPa，缺口冲击强度398J/m。
实施例4
一种轮胎橡胶粉改性的再生塑料，由以下重量份配比的原料制得：
废旧塑料聚苯乙烯31份、轮胎橡胶粉35份、阻燃剂磷酸三苯酯22份、增容剂聚苯乙烯接枝马来酸酐10份、润滑剂硬脂酸钠0.5份、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯0.5份、抗氧剂DLTP 1份。
制备方法：
步骤一、将回收的废旧塑料进行分拣、破碎、清洗、干燥处理后，加入到高速混合机中充分混匀备用，混合时间控制在10分钟；
步骤二：将经过步骤一处理的塑料与废旧轮胎橡胶粉和其它加工助剂，在高速混合机中充分混匀，混合时间控制在10分钟；
步骤三：将经过步骤二混匀后的混合料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，加工温度为210℃，转速为200转/分钟。
实施例5
一种轮胎橡胶粉改性的再生塑料，由以下重量份配比的原料制得：
废旧塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯45份、轮胎橡胶粉26份、阻燃剂磷酸三苯酯18份、增容剂六甲基二硅氧烷6份、润滑剂硬脂酸1份、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯2份、抗氧剂2，2′-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)2份。
制备方法：
步骤一、将回收的废旧塑料进行分拣、破碎、清洗、干燥处理后，加入到高速混合机中充分混匀备用，混合时间控制在5分钟；
步骤二：将经过步骤一处理的塑料与废旧轮胎橡胶粉和其它加工助剂，在高速混合机中充分混匀，混合时间控制在20分钟；
步骤三：将经过步骤二混匀后的混合料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，加工温度为220℃，转速为190转/分钟。
上述各实施例中所用轮胎橡胶粉为废旧汽车轮胎经拆解、破碎而得，其粒径范围为80～200目。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轮胎橡胶粉改性的再生塑料，其特征是，由含以下质量百分比组分的原料制得：
废旧塑料20％～70％、轮胎橡胶粉10％～40％、阻燃剂5％～26％、增容剂1％～10％、润滑剂0.1％～3％、增塑剂0.5％～5％、抗氧剂0.05％～4％。
2.根据权利要求1所述的轮胎橡胶粉改性的再生塑料，其特征是，所述废旧塑料是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯中的一种或者几种的组合。
3.根据权利要求1所述的轮胎橡胶粉改性的再生塑料，其特征是，所述轮胎橡胶粉为废旧汽车轮胎经拆解、破碎而得，其粒径范围为80～200目。
4.根据权利要求1所述的轮胎橡胶粉改性的再生塑料，其特征是，所述的阻燃剂为四苯基(双酚-A)二磷酸酯、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯、聚磷酸铵、磷酸三苯酯中的一种或者几种的组合；
所述增容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、ABS接枝马来酸酐、聚苯乙烯接枝马来酸酐、钛酸酯、铝酸酯、异氰酸酯、硅烷偶联剂中的一种或者几种的组合；
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、乙撑双硬脂酰胺、脂肪烃蜡、氧化聚乙烯中的一种或者几种的组合；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。
5.根据权利要求4所述的轮胎橡胶粉改性的再生塑料，其特征是，所述的硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；所述硬脂酸金属盐为硬脂酸钠、硬脂酸钙或硬脂酸锌。
6.根据权利要求1所述的轮胎橡胶粉改性的再生塑料，其特征是，所述的抗氧剂为2，2′-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂DLTP、抗紫外剂UV531中的一种或几种的组合。
7.权利要求1至6任一项权利要求所述轮胎橡胶粉改性的再生塑料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、将回收的废旧塑料进行分拣、破碎、清洗、干燥处理后，加入到高速混合机中充分混匀备用，混合时间控制在5～10分钟；
步骤二：将经过步骤一处理的塑料与废旧轮胎橡胶粉和其它加工助剂，在高速混合机中充分混匀，混合时间控制在10～20分钟；
步骤三：将经过步骤二混匀后的混合料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，加工温度为150～230℃，转速为160～200转/分钟。
8.根据权利要求7所述的轮胎橡胶粉改性的再生塑料的制备方法，其特征是，步骤三的加工温度为180～220℃，转速为170～190转/分钟。
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