CN103242628A - 一种聚烯烃与聚酯的共混回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚烯烃与聚酯的共混回收方法，其步骤如下：(1)、将聚酯回收料破碎成0.3～5cm×0.3～5cm见方的碎片，然后进行干燥，聚酯回收料碎片干燥结束后水分含量小于100ppm；(2)、将干燥后的聚酯回收料碎片与接枝剂、增容剂一起加入同向双螺杆挤出机进行挤出，挤出的料条经水冷造粒即得回收塑料粒子。本发明具有的优点为能实现聚烯烃与聚酯回收料的有效回收再利用。

Description

一种聚烯烃与聚酯的共混回收方法
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃同聚酯的共混技术，确切的说是含有柔性链段（-CH2CH2-）的聚烯烃（包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯）与含有柔性链段（-CH2CH2-）、极性的酯基和刚性苯环的聚酯（包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等）类材料的共混回收技术。
背景技术
聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）等，是一类高结晶聚合物。作为合成纤维的主要原料之一，聚酯材料具有优良的力学性能，高冲击强度和耐磨损性、耐蠕变性，并且刚性高、硬度大、吸水性小及尺寸稳定性好等优点，广泛用于合成纤维、包装、工程塑料等领域。
聚酯及其产品问世以来，由于具有广泛的应用而倍受人们的青睐，特别是20世纪70年代以来，世界范围内聚酯产业得到了较快发展。其中2012年中国PET产量接近4000万吨，其中一半以上吨用于涤纶生产，剩余部分主要用于各种聚酯瓶和聚酯薄膜的生产。目前我国人均纤维消费量约为美国的1／3；人均瓶级切片消费量相当于美国的1／8。国内对PET产品的消费需求存在巨大的增长空间。随着PET工业的发展，PET的应用也逐渐由仅仅作为纤维材料发展到非纤材料领域，非纤用PET的生产能力已占PET总产能的1／3以上，并且保持高速增长。
聚酯的非纤应用主要集中在制造饮料、食品等的包装容器领域。与玻璃瓶和一般的塑料瓶相比，聚酯瓶具有透明性好、易回收、力学强度高、耐化学腐蚀等优点。聚酯用于生产聚酯瓶时，通常使用聚烯烃类材料制造的瓶盖和标签，在回收时如果不进行分离处理会对材料的力学性能造成影响，且由于聚酯分子结构中含有酯基和亚甲基，在使用过程中不可避免地会发生水解和热降解，甚至会有生物降解发生。降解后的聚酯的材料性能会发生明显的变化，如力学性能降低、特性粘度下降等，使聚酯回收料无法实现有效回收及再利用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种实现聚烯烃与聚酯回收料的有效回收再利用的聚烯烃与聚酯的共混回收方法。
本发明的技术内容为：一种聚烯烃与聚酯的共混回收方法，其步骤如下：
(1)、将聚酯回收料破碎成0.3～5cm×0.3～5cm见方的碎片，然后进行干燥，干燥时间为5～10小时，干燥温度为110～170℃，聚酯回收料碎片干燥结束后水分含量小于100ppm；
(2)、将干燥后的聚酯回收料碎片与接枝剂、增容剂一起加入同向双螺杆挤出机进行挤出，挤出的料条经水冷造粒即得回收塑料粒子，同向双螺杆挤出机的温度设定为喂料段245～265℃，压缩段255～285℃，挤出段260～295℃，机头245～285℃；聚酯回收料碎片、接枝剂与增容剂的加料的重量百分比为：
聚酯回收料碎片   80～90
接枝剂         0.5～10
增容剂         1～15
其中接枝剂为马来酸酐、丙烯酸酯或丙烯酸缩水甘油酯；增容剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、乙烯丙烯酸共聚物（EAA）或乙丙橡胶(EPR)。
在上述聚烯烃与聚酯的共混回收方法中，聚酯回收料碎片为聚烯烃与聚酯的任意混合料，其中聚烯烃是含有柔性链段（-CH2CH2-），包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯；聚酯是含有柔性链段（-CH2CH2-）、极性的酯基和刚性苯环的聚酯，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等。
本发明就是通过添加接枝剂与增容剂改善回收聚酯材料的相容性能、提高其特性粘度，从而实现聚酯切片的有效回收及再利用。
本发明使用反应挤出的工艺对聚酯和聚烯烃进行共混改性，在加入接枝剂和增容剂的情况下，形成多重网络结构。聚酯和聚烯烃是两种结构和性能完全不同的材料，两种材料之间的相容性差，要制备聚酯/聚烯烃合金，首先需要改善两者的相容性。通过在PE分子链上引入极性基团或反应性功能基团，改变聚烯烃的极性，提高与聚酯的共混相容性；主要是接枝或共聚马来酸酐、丙烯酸酯、丙烯酸缩水甘油酯等含酸酐基、酯基、环氧基的不饱和化合物等，通过接枝或共聚形成共聚物。
在聚酯/聚烯烃共混体系中加入增容剂，是为了提高聚烯烃与聚酯两者的相容性；反应性增容是提高聚酯/聚烯烃相容性的有效手段，EVA、EAA和EPR这些增容剂从结构上看，它们的基体与聚烯烃具有相容性，所带的功能基团，如环氧基、酸酐基、羧基、酯基等基团与聚酯中的羟基、羧基和酯基等能够进行反应，从形成原位共聚物，从而实现增容的作用。
聚酯与聚烯烃在工业上已得到广泛的应用，通过上述方法实现两者的合金化能进一步优化两者的性能，特别是解决这两种最大的塑料废料的回收问题具有重要意义。聚烯烃与聚酯共混，不仅能够改善聚烯烃的流变性能，加快聚酯的结晶速度，提高举止的冲击强度，减小聚酯的吸水性，而且能够得到高拉伸强度、高韧性、高结晶度、耐高温的回收塑料粒子。
使用本发明制造出的回收塑料粒子测试特性粘度为0.80dl/g以上，测试方法参照GB/T 14190-2008纤维级聚酯切片（PET）试验方法中规定的粘度项目的试验方法，制得的回收塑料粒子可用于制造聚酯打包带、地毯丝、电子元器件等制品。
本发明所具有的优点是：实现了聚烯烃与聚酯回收料的有效回收再利用。
具体实施例
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
下列实施例中使用的原料是聚酯回收料，瓶盖和热收缩商标膜等附属材料不进行单独分离处理，粉碎成5mmX5mm见方的碎片。挤出机使用南京科贝隆生产的CTE-40同向双螺杆配混挤出机，螺杆直径D=40mm，长径比L/D=48。
例1：(1)、将90Kg聚酯回收料碎片进行干燥，干燥时间为8小时，干燥温度为160℃，干燥结束后水分含量小于100ppm；
(2)、将干燥后的90Kg聚酯回收料碎片与马来酸酐1Kg、EVA9 Kg加入同向双螺杆挤出机进行挤出，挤出的料条经水冷造粒即得回收塑料粒子，同向双螺杆挤出机的温度设定为喂料段260℃，压缩段280℃，挤出段290℃，机头280℃；测试粒子的特性粘度为0.843dl/g。
例2：(1)、将85Kg聚酯回收料碎片进行干燥，干燥时间为8小时，干燥温度为160℃，干燥结束后水分含量小于100ppm；
(2)、将干燥后的85Kg聚酯回收料碎片与丙烯酸酯1.5Kg、EAA13.5 Kg加入同向双螺杆挤出机进行挤出，挤出的料条经水冷造粒即得回收塑料粒子，同向双螺杆挤出机的温度设定为喂料段250℃，压缩段260℃，挤出段265℃，机头250℃；测试粒子的特性粘度为0.89dl/g。
例3：(1)、将80Kg聚酯回收料碎片进行干燥，干燥时间为6小时，干燥温度为130℃，干燥结束后水分含量小于100ppm；
(2)、将干燥后的80Kg聚酯回收料碎片与丙烯酸缩水甘油酯1.2Kg、EPR18.8 Kg加入同向双螺杆挤出机进行挤出，挤出的料条经水冷造粒即得回收塑料粒子，同向双螺杆挤出机的温度设定为喂料段250℃，压缩段260℃，挤出段265℃，机头250℃；测试粒子的特性粘度为1.01dl/g。

Claims (1)

1.一种聚烯烃与聚酯的共混回收方法，其步骤如下：
(1)、将聚酯回收料破碎成0.3～5cm×0.3～5cm见方的碎片，然后进行干燥，干燥时间为5～10小时，干燥温度为110～170℃，聚酯回收料碎片干燥结束后水分含量小于100ppm；
(2)、将干燥后的聚酯回收料碎片与接枝剂、增容剂一起加入同向双螺杆挤出机进行挤出，挤出的料条经水冷造粒即得回收塑料粒子，同向双螺杆挤出机的温度设定为喂料段245～265℃，压缩段255～285℃，挤出段260～295℃，机头245～285℃；聚酯回收料碎片、接枝剂与增容剂的加料的重量百分比为：
聚酯回收料碎片   80～90
接枝剂         0.5～10
增容剂         1～15
其中接枝剂为马来酸酐、丙烯酸酯或丙烯酸缩水甘油酯；增容剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物或乙丙橡胶。
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