CN104212037A - 一种再生hdpe颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种再生HDPE颗粒,包括如下重量份数的成分：回收HDPE：75-80份，抗静电剂：0.1～0.5份，光稳定剂：0.1～0.5份，抗氧剂：0.1～1份，活性碳酸钙：20-25份，CaSt：0.1-3份,润滑剂：0.1-1份。本发明所制备的再生HDPE具有和全新料相当的性能，可以替代全新的HDPE使用，起到节能环保的作用。本发明还公开了所述再生HDPE颗粒的制备方法，其制备工艺简单，易于实现工业化生产。

Description

一种再生HDPE颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种再生塑料及其制备方法，特别涉及一种再生HDPE颗粒及其制备方法
背景技术
高密度聚乙烯(HDPE)是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。HDPE为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941～0.960。因其具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。被广泛用于挤出包装薄膜，绳索，编织袋，渔网，水管，中空制品，瓶子等产品。可见，HDPE的使用量非常的大。
目前，我国HDPE的使用量非常大，如果都使用全新料，对资源是一种浪费，也对环境污染有很大影响。所以，HDPE的回收利用显得非常重要，既可以降低原料成本又可以减小环境压力。但是，回收之后再生的HDPE在性能上存在一些较为明显缺陷，尤其是在物理力学性能方面，如拉伸强度偏低，冲击强度低等缺陷。
关于HDPE的回收再生，现有技术中，申请号为CN201210403278.4的专利申请中，提到再生高密度聚乙烯的制备方法，其中添加了交联助剂和抗氧化剂，相比于没有再生过的高密度聚乙烯，在氧化诱导时间，拉伸强度，断裂伸长率，冲击强度等性能有所提高。但是，所制得的再生HDPE和新料HDPE相比，性能仍然存在较大差距，比如再生HDPE的拉伸强度只有19.98MPa，断裂伸长率只有198.5％。而全新料HDPE的拉伸强度不小于25MPa，断裂伸长率不小于500％。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种再生HDPE颗粒及其制备方法。本发明中的再生HDPE颗粒，其熔融指数，悬臂梁缺口冲击强度，屈服强度，断裂伸长率都符合全新料的标准。同时，制备工艺简单易操作。
具体技术方案如下：
一种再生HDPE颗粒，包括如下重量份数的成分：
回收HDPE：75-80份，抗静电剂：0.1～0.5份，光稳定剂：0.1～0.5份，抗氧剂：0.1～1份，活性碳酸钙：20-25份，CaSt：0.1-3份,润滑剂：0.1-1份。
本发明中的HDPE为高密度聚乙烯,是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。本发明中活性碳酸钙的质量份数为20-25份时，再生HDPE的力学性能达到最大值。因为活性碳酸钙在表面形成一种特殊的包层结构，能显著改善在聚烯烃等高聚物基体中的分散性和亲和性，并且能与高聚物基体间产生界面作用，从而提高制品的抗冲击强度。
所述的抗静电剂为高分子永久性抗静电剂PEEA。由于聚合物的体积电阻率一般高达1010～1020Ω/cm2，易积蓄静电而发生危险，而抗静电剂有导电作用，可以使静电及时泄漏。
所述的光稳定剂选用受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂的一种或几种。光稳定剂能够抑制或减弱光对塑料的降解作用，提高塑胶耐光性。优选受阻胺光稳定剂，因为它是一类具有空间位阻效应的有机胺类化合物，因其具有分解氢过氧化物、猝灭激发态氧、捕获自由基、且有效基团可循环再生功能。
所述的抗氧剂选用抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂2246中的一种或几种。抗氧剂可以延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。
所述的抗氧剂1076化学名为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。所述的抗氧剂1010化学名为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。所述的抗氧剂2246化学名为2,2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。
所述的CaSt为硬脂酸钙类润滑剂。
所述的润滑剂选用EBS、PE石蜡的一种或两种。优选，EBS，因为EBS属于酰胺化合物，该类化合物具有较好的外润滑作用，所以既是润滑剂，又是很好的抗粘贴剂。此外，还能提高塑料制品的抗静电性。
所述的EBS为N,N’－乙撑双硬脂酰胺,是许多热塑性和热固性塑料中常用的润滑剂。所述的PE蜡，又称高分子蜡简称聚乙烯蜡。因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。
所述的活性碳酸钙的制备方法是，将粒度为2500目的碳酸钙，至于转速为600-800r/min的混合机中，温度为80-100℃干燥5-8min，加入偶联剂、白油继续混合3-5min制成活性碳酸钙；所述活性碳酸钙中，碳酸钙、偶联剂、白油的质量比为100:1-2：0.2-0.5。
所述的白油即为矿物油，是通过物理蒸馏方法从石油中提炼出的基础油。少许工业级白油高速旋转可使碳酸钙粒径之间完全包裹处于活化状态。
所述的偶联剂选用钛酸酯偶联剂。所述的钛酸酯偶联剂为钛酸酯偶联剂NTC-132或者三异硬酯酸钛酸异丙酯
上述再生HDPE颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)HDPE废旧料，清洗干净，均化后得回收HDPE；
(2)将步骤(1)得到的回收HDPE、以及活性碳酸钙、润滑剂、CaSt在转速为800-1000r/min的混合机中混合3-5min，再加入抗静电剂、光稳定剂、抗氧剂继续混合5-8min，得到预混料；
(3)将步骤(2)得到的预混料在挤出机内加热熔融挤出，拉条、冷却、干燥、造粒，得到再生HDPE颗粒。
所述的挤出机为双螺杆挤出机，加热温度为180℃-210℃，螺杆转速为280-320r/min。该条件下，有利于HDPE的熔融，并且将各成分搅拌均匀。
所述的挤出机中的过滤网的细度为60*100*80。
所述的再生HDPE颗粒可用于生产编织袋。大大降低了原料成本，如果需要再加入色粉，同时也实现了产品的多样，多色。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明中的回收HDPE为100％废旧塑料，有效地解决废旧塑料带来的环境污染、资源浪费的问题。并且其制备简单，易于实现工业化生产。
(2)本发明提供的再生HDPE颗粒防静电、抗氧化、紫外线可长期暴晒或外露于场地外。
(3)本发明提供的再生HDPE颗粒，其熔融指数，悬臂梁缺口冲击强度，屈服强度，断裂伸长率都符合全新料的标准，可以替代全新料使用，节能环保。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种再生HDPE的制备方法，包括以下步骤：
(1)HDPE废旧料(来自娃哇哈哈瓶，水管，酸奶瓶)，去掉瓶盖和标签纸，清洗干净，均化后得回收HDPE；
(2)将步骤(1)得到的75kg回收HDPE、以及20kg活性碳酸钙、0.1kgEBS、0.1kg CaSt在转速为800r/min的混合机中混合3min，再加入0.1kg高分子永久性抗静电剂PEEA、0.1kg受阻胺光稳定剂、0.1kg抗氧剂1076继续混合5min，得到预混料；
(3)将步骤(2)得到的预混料在螺杆转速为280r/min，过滤网细度为60*100*80的双螺杆挤出机内，温度为210℃加热熔融挤出，拉条、20℃冷却水冷却、吹风机干燥、造粒，得到再生HDPE颗粒。
本实施例中的活性碳酸钙是将粒度为2500目的碳酸钙19.6kg，置于转速为600r/min的混合机中，温度为80℃干燥8min，加入钛酸酯偶联剂0.35kg、白油0.05kg继续混合5min制成活性碳酸钙。
采用国家标准中的办法进行性能检测，实施例1中制得的再生HDPE颗粒，其结果如表1所示。
实施例2
一种再生HDPE的制备方法，包括以下步骤：
(1)HDPE废旧料(来自娃哈哈瓶，水管，酸奶瓶)，去掉瓶盖和标签纸，清洗干净，均化后得回收HDPE；
(2)将步骤(1)得到的80kg回收HDPE、以及25kg活性碳酸钙、0.2kgEBS、0.1kg CaSt在转速为1000r/min的混合机中混合5min，再加入0.1kg高分子永久性抗静电剂PEEA、0.1kg受阻胺光稳定剂、0.1kg抗氧剂1010继续混合5min，得到预混料；
(3)将步骤(2)得到的预混料在螺杆转速为320r/min，过滤网细度为60*100*80，的双螺杆挤出机内，温度为180℃加热熔融挤出，拉条、20℃冷却水冷却、吹风机干燥、造粒，得到再生HDPE颗粒。
本实施例中的活性碳酸钙是将粒度为2500目的碳酸钙24.7kg，至于转速为800r/min的混合机中，温度为90℃干燥8min，加入钛酸酯偶联剂0.25kg、白油0.05kg继续混合5min制成活性碳酸钙。
采用国家标准中的办法进行性能检测，实施例2中制得的再生HDPE颗粒，其结果如表1所示。
实施例3
一种再生HDPE的制备方法，包括以下步骤：
(1)HDPE废旧料(来自娃哈哈瓶，水管，酸奶瓶)，去掉瓶盖和标签纸，清洗干净，均化后得回收HDPE；
(2)将步骤(1)得到的75kg回收HDPE、以及20kg活性碳酸钙、0.1kgPE石蜡、3kg CaSt在转速为800r/min的混合机中混合3min，再加入0.1kg高分子永久性抗静电剂PEEA、0.1kg受阻胺光稳定剂、0.1kg抗氧剂2246继续混合5min，得到预混料；
(3)将步骤(2)得到的预混料在螺杆转速为300r/min，过滤网细度为60*100*80的双螺杆挤出机内，温度为210℃加热熔融挤出，拉条、20℃冷却水冷却、吹风机干燥、造粒，得到再生HDPE颗粒。
本实施例中的活性碳酸钙是将粒度为2500目的碳酸钙19.6kg，至于转速为700r/min的混合机中，温度为100℃干燥5min，加入0.35kg钛酸酯偶联剂NTC-132、白油0.05kg继续混合4min制成活性碳酸钙。
采用国家标准中的办法进行性能检测，实施例3中制得的再生HDPE颗粒，其结果如表1所示。
实施例4
一种再生HDPE的制备方法，包括以下步骤：
(1)HDPE废旧料(来自娃哈哈瓶，水管，酸奶瓶)，去掉瓶盖和标签纸，清洗干净，均化后得回收HDPE；
(2)将步骤(1)得到的78kg回收HDPE、以及20kg活性碳酸钙、0.5kgEBS、2kg CaSt在转速为900r/min的混合机中混合3min，再加入0.1kg高分子永久性抗静电剂PEEA、0.5kg受阻胺光稳定剂、1kg抗氧剂1076继续混合5min，得到预混料；
(3)将步骤(2)得到的预混料在螺杆转速为320r/min，过滤网细度为60*100*80的双螺杆挤出机内，温度为200℃加热熔融挤出，拉条、25℃冷却水冷却、吹风机干燥、造粒，得到再生HDPE颗粒。
本实施例中的活性碳酸钙是将粒度为2500目的碳酸钙19.6kg，至于转速为600r/min的混合机中，温度为80℃干燥8min，加入三异硬酯酸钛酸异丙酯偶联剂0.35kg、白油0.05kg继续混合5min制成活性碳酸钙。
采用国家标准中的办法进行性能检测，实施例4中制得的再生HDPE颗粒，其结果如表1所示。
表1.再生HDPE颗粒的性能
从表1可见，本发明中的回收HDPE的性能检测结果和全新料相比，可以代替全新料使用。

Claims (10)

1.一种再生HDPE颗粒，其特征在于，包括如下重量份数的成分：
回收HDPE：75-80份，抗静电剂：0.1～0.5份，光稳定剂：0.1～0.5份，抗氧剂：0.1～1份，活性碳酸钙：20-25份，CaSt：0.1-3份,润滑剂：0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的再生HDPE颗粒，其颗粒在于，所述的抗静电剂为高分子永久性抗静电剂PEEA。
3.根据权利要求1所述的再生HDPE颗粒，其特征在于，所述的光稳定剂选用受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的再生HDPE颗粒，其特征在于，所述的抗氧剂选用抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂2246中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的再生HDPE颗粒，其特征在于，所述的润滑剂选用EBS、PE石蜡的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的再生HDPE颗粒，其特征在于，所述的活性碳酸钙的制备方法是，将粒度为2500目的碳酸钙，置于转速为600-800r/min的混合机中，温度为80-100℃干燥5-8min，加入偶联剂、白油继续混合3-5min制成活性碳酸钙；所述活性碳酸钙中，碳酸钙、偶联剂、白油的质量比为100:1-2：0.2-0.5。
7.根据权利要求6所述的再生HDPE颗粒，其特征在于，所述的偶联剂选用钛酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1-7任意一项所述再生HDPE颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)HDPE废旧料，清洗干净，均化后得回收HDPE；
(2)将步骤(1)得到的回收HDPE、以及活性碳酸钙、润滑剂、CaSt在转速为800-1000r/min的混合机中混合3-5min，再加入抗静电剂、光稳定剂、抗氧剂继续混合5-8min，得到预混料；
(3)将步骤(2)得到的预混料在挤出机内加热熔融挤出，拉条、冷却、干燥、造粒，得到再生HDPE颗粒。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的挤出机为双螺杆挤出机，加热温度为180℃-210℃，螺杆转速为280-320r/min。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的挤出机中的过滤网细度为60*100*80。
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