CN104327402A - 一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于高分子材料领域，尤其涉及一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料及其制备方法。本申请提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料由物料经熔融共混制成，以重量份数计，所述物料包括：废旧高抗冲聚苯乙烯100份；双恶唑啉化合物0.3～1.5份；所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。本申请提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料具有良好的机械性能。实验结果表明，本申请提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料的缺口冲击强度高于4kJ/m2，拉伸强度高于25MPa，弯曲强度高于34MPa，断裂伸长率高于50％，熔体质量流动速率低于8.5g/10min。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料及其制备方法。
背景技术
苯乙烯树脂是五大通用性合成树脂之一，其产量仅次于PE、PVC和PP，居第四位。
苯乙烯发展初期，只生产通用型聚苯乙烯，其质硬而脆。机械强度不高，耐热性较差，且易燃。为此人们做了大量的改进工作，形成了高抗冲聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯、丙烯晴-苯乙烯共聚物等为代表的庞大的苯乙烯树脂体系。
高抗冲聚苯乙烯是一种橡胶粒分散在透明聚苯乙烯基质中形成的复合材料。它具有尺寸稳定、电绝缘性好、易于加工、成本低廉、综合性能优良等优点，从而在包装、器械、家电及玩具等领域被广泛使用，消耗量逐年增加。
伴随着高抗冲聚苯乙烯材料消耗量的增加，高抗冲聚苯乙烯材料制品废弃物的数量也急剧上升，这不仅给环境带来了巨大的危害，也对资源形成了极大的浪费。
对于高抗冲聚苯乙烯材料制品废弃物的处置而言，最理想的方式就是对其进行回收再用，但是由于高抗冲聚苯乙烯材料制品废弃物中的废旧高抗冲聚苯乙烯的机械性能普遍较差，导致其回收后难以二次利用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料及其制备方法，采用本发明提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料机械强度高。
本发明提供了一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料，由物料经熔融共混制成，以重量份数计，所述物料包括：
废旧高抗冲聚苯乙烯 100份；
双恶唑啉化合物 0.3～1.5份；
所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。
优选的，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的拉伸强度低于25MPa。
优选的，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的弯曲强度低于34MPa。
优选的，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断裂伸长率低于50％。
优选的，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的熔体质量流动速率高于8.5g/10min。
优选的，所述双恶唑啉化合物为1,3-双(2-恶唑啉基)苯、2,2'-双-(2-恶唑啉)和1,4-双(2-恶唑啉基)苯中的一种或多种。
本发明提供了一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料的制备方法，包括以下步骤：
100重量份废旧高抗冲聚苯乙烯和0.3～1.5重量份双恶唑啉化合物熔融共混，得到废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料；
所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。
优选的，所述熔融共混的温度为190～210℃。
优选的，所述废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物熔融共混之前，分别对废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物进行干燥。
优选的，所述干燥的温度为30～80℃；所述干燥的时间为6～24h。
与现有技术相比，本发明提供了一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料及其制备方法。本发明提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料由物料经熔融共混制成，以重量份数计，所述物料包括：废旧高抗冲聚苯乙烯100份；双恶唑啉化合物0.3～1.5份；所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。本发明提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料具有良好的机械性能。实验结果表明，本发明提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料的缺口冲击强度高于4kJ/m2，拉伸强度高于25MPa，弯曲强度高于34MPa，断裂伸长率高于50％，熔体质量流动速率低于8.5g/10min。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料，由物料经熔融共混制成，以重量份数计，所述物料包括：
废旧高抗冲聚苯乙烯 100份；
双恶唑啉化合物 0.3～1.5份；
所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。
本发明提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料由物料经熔融共混制得，所述物料包括废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物。其中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于3kJ/m2；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度小于等于2.8kJ/m2。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的拉伸强度低于25MPa；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的拉伸强度小于等于20MPa。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的弯曲强度低于34MPa；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的弯曲强度低于31MPa；在本发明提供的其他实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的弯曲强度小于等于30.2MPa。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断裂伸长率低于50％；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断裂伸长率低于25％；在本发明提供的其他实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断裂伸长率小于等于23％。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的熔体质量流动速率高于8.5g/10min；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的熔体质量流动速率高于9g/10min；在本发明提供的其他实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断熔体质量流动速率大于等于9.08g/10min。
本发明对所述废旧高抗冲聚苯乙烯的来源没有特别限定，可以是从高抗冲聚苯乙烯材料制品废弃物中回收得到的废旧高抗冲聚苯乙烯回收料。
在本发明中，所述双恶唑啉化合物优选为1,3-双(2-恶唑啉基)苯(MPBO)、2,2'-双-(2-恶唑啉)(BOZ)和1,4-双(2-恶唑啉基)苯(PBO)中的一种或多种。在所述物料中，以废旧高抗冲聚苯乙烯的含量为100重量份计，所述双恶唑啉化合物的含量为0.3～1.5重量份，优选为0.5～1.3重量份。
本发明提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料在废旧高抗冲击聚苯乙烯中添加了双恶唑啉化合物，明显提高了废旧高抗冲击聚苯乙烯的冲击强度，同时也保证了改性材料的拉伸强度和弯曲强度达到了高抗冲击聚苯乙烯新料的性能标准，且具有良好的加工性能。实验结果表明，本发明提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料的缺口冲击强度高于4kJ/m2，拉伸强度高于25MPa，弯曲强度高于34MPa，断裂伸长率高于50％，熔体质量流动速率低于8.5g/10min。
本发明提供了一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料的制备方法，包括以下步骤：
100重量份废旧高抗冲聚苯乙烯和0.3～1.5重量份双恶唑啉化合物熔融共混，得到废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料；
所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。
在本发明提供的制备方法中，首先将废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物熔融共混。其中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于3kJ/m2；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度小于等于2.8kJ/m2。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的拉伸强度低于25MPa；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的拉伸强度小于等于20MPa。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的弯曲强度低于34MPa；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的弯曲强度低于31MPa；在本发明提供的其他实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的弯曲强度小于等于30.2MPa。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断裂伸长率低于50％；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断裂伸长率低于25％；在本发明提供的其他实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断裂伸长率小于等于23％。
在本发明提供的一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的熔体质量流动速率高于8.5g/10min；在本发明提供的另一个实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的熔体质量流动速率高于9g/10min；在本发明提供的其他实施例中，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断熔体质量流动速率大于等于9.08g/10min。
本发明对所述废旧高抗冲聚苯乙烯的来源没有特别限定，可以是从高抗冲聚苯乙烯材料制品废弃物中回收得到的废旧高抗冲聚苯乙烯回收料。
在本发明中，所述双恶唑啉化合物优选为1,3-双(2-恶唑啉基)苯、2,2'-双-(2-恶唑啉)和1,4-双(2-恶唑啉基)苯中的一种或多种。
所述废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物的质量比为100:0.3～1.5。所述熔融共混的温度优选为190～210℃。本发明对所述废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物进行熔融共混时所用的设备没有特别限定，优选为本领域技术人员熟知的双螺杆挤出机。
在本发明中，优选在所述废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物熔融共混之前，分别对废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物进行干燥。所述干燥的温度优选为30～80℃，更优选为60～80℃；所述干燥的时间优选为6～24h，更优选为12～16h。本发明对废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物进行干燥时所用的设备没有特别限定，优选为本领域技术人员熟知的鼓风干燥箱。在本发明提供的一个实施例中，优选将干燥后的废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物混合均匀后，再进行熔融共混。本发明中，在原料熔融共混之前，对其进行干燥，可以有效防止废旧高抗冲聚苯乙烯中含有的水份在熔融共混过程中挥发，从而避免原料在熔融共混过程中由于水份挥发引起的热降解和水解。
在本发明中，优选在所述废旧高抗冲聚苯乙烯进行干燥之前，对所述废旧高抗冲聚苯乙烯进行粉碎，得到废旧高抗冲聚苯乙烯片状料。所述废旧高抗冲聚苯乙烯片状料的长度优选小于1cm，宽度优选小于5mm，厚度优选小于2mm。
熔融共混结束后，得到的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料熔体，所述熔体经过冷却，得到废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料。
为便于本发明提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料在下游产品中的使用，本发明优选对冷却得到的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料进行造粒，得到颗粒状改性材料成品。在本发明中，将废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料制成颗粒可以使得改性材料的热熔温度更低，有效降低其在制造各种下游产品时的能耗。
本发明提供的制备方法操作简单，能够制备得到机械性能优良的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料，解决了废旧高抗冲击聚苯乙烯回收后难以二次利用的问题，具有较好的经济效益和社会效益。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
将废旧高抗冲聚苯乙烯回收料粉碎成长度小于1cm，宽度小于5mm，厚度小于2mm的片状料，然后将粉碎得到的片状料500g和1,3-双(2-恶唑啉基)苯2.5g放置在鼓风干燥箱中，在80℃下干燥12h。干燥结束后，将干燥后的废旧高抗冲聚苯乙烯回收料和1,3-双(2-恶唑啉基)苯均匀混合，加入到双螺杆挤出机。废旧高抗冲聚苯乙烯回收料和1,3-双(2-恶唑啉基)苯在双螺杆挤出机中熔融共混后挤出，挤出温度为190℃，挤出得到的挤出料依次经过冷却和造粒，得到废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料。
在本实施例中，所使用的废旧高抗冲聚苯乙烯回收料由郑州双成塑料盘制备有限公司提供，所述废旧高抗冲聚苯乙烯回收料的缺口冲击强度为2.8kJ/m2，拉伸强度为20MPa，弯曲强度为30.2MPa，断裂伸长率为23％，熔体质量流动速率为9.08g/10min。
实施例2
将废旧高抗冲聚苯乙烯回收料粉碎成长度小于1cm，宽度小于5mm，厚度小于2mm的片状料，然后将粉碎得到的片状料500g和1,3-双(2-恶唑啉基)苯4.5g放置在鼓风干燥箱中，在80℃下干燥12h。干燥结束后，将干燥后的废旧高抗冲聚苯乙烯回收料和1,3-双(2-恶唑啉基)苯均匀混合，加入到双螺杆挤出机。废旧高抗冲聚苯乙烯回收料和双恶唑啉化合物1,3-双(2-恶唑啉基)苯在双螺杆挤出机中熔融共混后挤出，挤出温度为190℃，挤出得到的挤出料依次经过冷却和造粒，得到废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料。
在本实施例中，所使用的废旧高抗冲聚苯乙烯回收料与实施例1相同。
实施例3
将废旧高抗冲聚苯乙烯回收料粉碎成长度小于1cm，宽度小于5mm，厚度小于2mm的片状料，然后将粉碎得到的片状料500g和1,3-双(2-恶唑啉基)苯6.5g放置在鼓风干燥箱中，在80℃下干燥12h。将干燥后的废旧高抗冲聚苯乙烯回收料和1,3-双(2-恶唑啉基)苯均匀混合，加入到双螺杆挤出机。废旧高抗冲聚苯乙烯回收料和1,3-双(2-恶唑啉基)苯在双螺杆挤出机中熔融共混后挤出，挤出温度为190℃，挤出得到的挤出料依次经过冷却和造粒，得到废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料。
在本实施例中，所使用的废旧高抗冲聚苯乙烯回收料与实施例1相同。
实施例4
废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料性能检测
实施例1、实施例2和实施例3制得改性材料以及废旧高抗冲聚苯乙烯回收料通过注塑机注塑成测试样条，检测各测试样条的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和熔体质量流动速率。其中，缺口冲击强度按照标准测试方法GB1843-80进行测试；拉伸强度按照标准测试方法GB/T1040-92进行测试；弯曲强度按照标准测试方法GB/T 9341-2000进行测试；熔体质量流动速率按照标准测试方法GB/3682-2000进行测试；断裂伸长率按照标准测试方法GB/T1040-92进行测试。测试结果如表1所示。
表1废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料性能检测结果
通过表1可以看出，本发明提供的废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料的机械性能明显优于废旧高抗冲聚苯乙烯回收料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料，由物料经熔融共混制成，以重量份数计，所述物料包括：
废旧高抗冲聚苯乙烯 100份；
双恶唑啉化合物 0.3～1.5份；
所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。
2.根据权利要求1所述的改性材料，其特征在于，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的拉伸强度低于25MPa。
3.根据权利要求1所述的改性材料，其特征在于，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的弯曲强度低于34MPa。
4.根据权利要求1所述的改性材料，其特征在于，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的断裂伸长率低于50％。
5.根据权利要求1所述的改性材料，其特征在于，所述废旧高抗冲聚苯乙烯的熔体质量流动速率高于8.5g/10min。
6.根据权利要求1所述的改性材料，其特征在于，所述双恶唑啉化合物为1,3-双(2-恶唑啉基)苯、2,2'-双-(2-恶唑啉)和1,4-双(2-恶唑啉基)苯中的一种或多种。
7.一种废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料的制备方法，包括以下步骤：
100重量份废旧高抗冲聚苯乙烯和0.3～1.5重量份双恶唑啉化合物熔融共混，得到废旧高抗冲聚苯乙烯改性材料；
所述废旧高抗冲聚苯乙烯的缺口冲击强度低于4kJ/m2。
8.根据权利要7所述的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的温度为190～210℃。
9.根据权利要7所述的制备方法，其特征在于，所述废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物熔融共混之前，分别对废旧高抗冲聚苯乙烯和双恶唑啉化合物进行干燥。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为30～80℃；所述干燥的时间为6～24h。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 030051, Shanxi, Xueyuan Road, No. 3, North Central University Applicant after: Zhongbei Univ Applicant after: Chongqing Koyyer Plastic Co., Ltd. Address before: 400000, Shapingba District, Chongqing City, Phoenix Town, eight character bridge village, stone dam beach, Chongqing Yi Ying new material Co., Ltd. Applicant before: Chongqing Koyyer Plastic Co., Ltd. Applicant before: Zhongbei Univ |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: CHONGQING KEYIYING PLASTIC CO., LTD. TO: ZHONGBEI UNIV |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150204 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |