CN104371188A

CN104371188A - 一种强度大、光泽度高的再生塑料及其制备方法

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Publication number: CN104371188A
Application number: CN201410060248.7A
Authority: CN
Inventors: 解波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-02-25

Abstract

本发明涉及一种强度大、光泽度高的再生塑料，由以下组份按重量份制备而成：再生塑料原料50－85；除水剂1－5；无机矿物填料5－25；马来酸酐接枝聚丙烯物 0.3－2；抗氧剂0.2－0.8；增韧剂5－15；硅烷交联剂1.5－3。本发明中除水剂可以有效去除再生塑料的水分，从而使再生塑料的力学性能相应提高；再生塑料加工成塑料制品后，提高塑料制品的质量和成品率；硅烷交联剂使得最终产品的强度、刚性、韧性、耐热性性能比较优异，扩大了再生塑料的使用范围。

Description

一种强度大、光泽度高的再生塑料及其制备方法

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种强度大、光泽度高的再生塑料及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着高分子合成技术的不断进步，塑料工业得到了飞速的发展，越来越多的塑料制品成为了人们生活不可或缺的物质。但同时也给我们带来了由大量废旧塑料形成的白色污染垃圾，并带了大量资源浪费与治污费用。为了解决这一世界难题，目前人们研究对废旧塑料进行回收利用，通过对废旧塑料进行简单地再生或共混形成再生塑料用来制备垃圾筒、花盆等用品，也有用来制备汽车上的保险杆、防溅板等非主要部件。

由于再生塑料是指通过预处理、熔融造粒、改性等物理或化学的方法对废旧塑料进行加工处理后重新得到的塑料原料，是对塑料的再次利用。其在使用过程中易老化降解，作为汽车保险杠的材料在强度、硬度、冲击韧性、耐热性、稳定性等方面性能大大降低；另一方面，再生塑料中的一些残留助剂和因降解形成的部分低分子混合物，表现在产品上会出现不同程度的刺激性气味，大大限制了再生塑料的使用范围。另外，再生塑料在加工处理过程中会带入大部分的水，使其含水量很大而直接影响加工的塑料制品的质量，特别是在注塑过程中会形成水气，如不消除，会在制品的表面形成气泡或水纹，对制品的强度及外观造成不良影响。目前为了去除再生塑料中的水分，现普遍采用加热烘干法，即利用电热干燥机械消除水分，但由于大量的水分在塑料粒子内部包覆，即使在高温情况下也不能有效的排除。而且要增置高温烘干设备，还会造成延长制品加工时间、增加塑料制品加工工序、高耗电量、增加生产成本和人工等不足。

发明内容

本发明的目的就是提供一种强度大、光泽度高的再生塑料，解决了废旧塑料强度低、水分大而影响光泽度及难闻气味等问题，提高了产品性能，扩大其应用范围。

本发明的另一个目的是提供上述再生塑料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种强度大、光泽度高的再生塑料，该材料由以下组份按重量份制备而成：

再生塑料原料 50－85份；

除水剂 1－5份；

无机矿物填料 5－25份；

马来酸酐接枝聚丙烯物 0.3－2份；

抗氧剂 0.2－0.8份；

增韧剂 5－15份；

硅烷交联剂 1.5－3份；

所述除水剂由下述组份按重量份制备而成：

热塑性载体塑料 15－35份；

硅藻土 65－85份；

润滑剂 2－8份；

偶联剂 1－3份；

分散剂 0－3份。

进一步，所述的再生塑料原料是指经过分拣、破碎、清洗、造粒后的热塑性聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯的废旧塑料，其燃烧剩余物小于2%；所述的热塑性载体塑料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯。

进一步，所述的无机矿物填料为经过助剂包覆、表面活化处理后的滑石粉、碳酸钙或云母中的至少一种，所述无机矿物填料的粒径大于1000目；所述助剂为白油、硅烷偶联剂KH550、钛酸脂偶联剂、有机硅类塑料分散剂E525与硬脂酸钙中的至少一种。

进一步，所述抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4--二叔丁基苯基)酯的复配，两者质量比为1:2。

进一步，所述增韧剂选自乙烯- 辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯- 丁烯共聚物、苯乙烯- 丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中一种；所述的硅烷交联剂由乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化二异丙苯与二月桂酸二正丁基锡组成。

进一步，所述硅藻土经高温煅烧后粉碎，其粒径大于800目， SiO2含量大于89%，孔隙率大于90%，比表面积为60㎡/g以上。

进一步，所述润滑剂选自白油与乙撑双硬脂酰胺的复配，两者质量比为1:1；所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷或异丙基三（二辛基焦磷酸酯酰基）钛酸酯；所述的分散剂为硬脂酸单甘油酯或乙撑基双硬脂酰胺。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述再生塑料的方法，包括以下步骤：

（1）制备无机矿物填料：取100份滑石粉、碳酸钙或云母中的至少一种，加入1-4份白油、0-3份硅烷偶联剂KH550、0-3份钛酸脂偶联剂、0-3份有机硅类塑料分散剂E525、0-3份硬脂酸钙，一起高速混合均匀后，烘干、再高速混合，最后经冷却制得粉状无机矿物填料；

（2）制备硅烷交联剂：将1.4-2.8份乙烯基三甲氧基硅烷、0.05-0.3份过氧化二异丙苯（DCP）与0.05-0.2份二月桂酸二正丁基锡进行搅拌混合制得硅烷交联剂；

（3）制备除水剂：按比例称取载体树脂、偶联剂、分散剂和润滑剂，置于高速搅拌机搅拌，然后加入硅藻土继续搅拌后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得除水剂。

（4）按配比称取原料，先将再生塑料原料、除水剂、马来酸酐接枝聚丙烯物、抗氧剂、硅烷交联剂一起加入高速混合机中进行混合；再加入无机矿物填料与增韧剂再次混合得预混料；最后经双螺杆挤出机挤出、水冷、切粒及干燥，即制得强度大、光泽度高的再生塑料。

本发明制备的再生塑料与现有技术相比具有下列优点：

1）本发明提供的除水剂中含有能与水结合的氧化物硅藻土具有多孔结构，对低分子物质具有较强吸附性，可降低再生塑料的刺激性气味，扩大其使用范围；且多孔缝隙可以容纳结合水，从而可以有效去除再生塑料的水分，从而使再生塑料的力学性能相应提高；再生塑料加工成塑料制品后，提高塑料制品的质量和成品率；

2）本发明的再生塑料在加工制品时不需要对其进行烘料，可明显提高生产率和降低能耗，具有明显的经济效益和社会效益。

3）本发明中的硅烷交联剂在一定温度下分解产生自由基，引发再生塑料原料大分子之间发生化学交联反应，在大分子链之间形成化学键，形成网状体型结构，从而使得最终产品的强度、刚性、韧性、耐热性性能比较优异，扩大了再生塑料的使用范围。

4）原料的来源广泛，并减少废旧塑料对环境的污染，提升再生塑料的价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。

主要通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述，由于本发明主要在于配方的改进，其它的工艺条件，如螺杆的操作条件等，与现有技术基本相同，故实施例将注重配方的列举。

在实施例中，各物性的测试方法分别如下：

熔融指数是根据ISO 1133进行测试；

拉伸强度、断裂伸长率根据ISO 527-1,2 进行测量；

弯曲强度、弯曲模量根据ISO 178 进行测量；

悬臂梁缺口冲击强度根据ISO 180 进行测量；

气味性检测采用大众VW50180气味检测标准，判定标准分为6个等级：1为无异味；2为稍有异味；3为有味道，但不刺激；4为有刺激性气味；5为有强烈的刺激性气味；6为无法忍受的味道。

实施例1

（1）制备无机矿物填料：按质量比为1:3取滑石粉与碳酸钙100份，加入3份白油、2份钛酸酯偶联剂、2份有机硅类塑料分散剂E525进行充分混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；

（2）制备硅烷交联剂：将乙烯基三甲氧基硅烷2份、过氧化二异丙苯（DCP）0.3份、二月桂酸二正丁基锡0.2份，进行搅拌混合制得硅烷交联剂；

（3）制备除水剂：将聚乙烯（PE）20份、润滑剂（白油与乙撑双硬脂酰胺质量比为1:1）6份、硅烷偶联剂KH-550为2份、有机硅类塑料分散剂(E525) 2份加入高速搅拌机中搅拌4min后，加入硅藻土80份后再继续搅拌4min得预混料。此后再将预混料喂入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得塑料成型用除水剂；

（4）按配比称取原料，先将再生塑料原料50份、除水剂1份、马来酸酐接枝聚丙烯物0.3份、抗氧剂（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4--二叔丁基苯基)酯质量比为1:2）0.2份、硅烷交联剂1.5份一起加入高速混合机中进行混合；再加入无机矿物填料25份与增韧剂乙烯-醋酸乙烯共聚物5份再次混合得预混料；最后经双螺杆挤出机挤出、水冷、切粒及干燥，即制得强度大、光泽度高的再生塑料。

其中螺杆第一区温度185℃，第二区温度190℃，第三区温度195℃，第四区温度200℃，第五区温度210℃，第六区温度215℃，挤出机头温度205℃，螺杆转速为400 转/分。

实施例2

（1）制备无机矿物填料：按质量比为4:1取碳酸钙与云母粉100份，加入4份白油、3份钛酸酯偶联剂、3份有机硅类塑料分散剂E525、2份硬脂酸钙一起进行混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；

（2）制备硅烷交联剂：将乙烯基三甲氧基硅烷1.4份、过氧化二异丙苯（DCP）0.05份、二月桂酸二正丁基锡0.05份，进行搅拌混合制得硅烷交联剂；

（3）制备除水剂：将聚丙烯（PP）15份、润滑剂（白油与乙撑双硬脂酰胺质量比为1:1）8份、硅烷偶联剂KH-550为3份、乙撑基双硬脂酰胺（EBS）3份加入高速搅拌机中搅拌3min后，加入硅藻土85份后再继续搅拌5min得预混料。此后再将预混料喂入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得塑料成型用除水剂；

（4）按配比称取原料，先将再生塑料原料50份、除水剂2份、马来酸酐接枝聚丙烯物0.5份、抗氧剂（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4--二叔丁基苯基)酯质量比为1:2）0.3份、硅烷交联剂2份一起加入高速混合机中进行混合；再加入无机矿物填料20份与增韧剂苯乙烯- 丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物10份再次混合得预混料；最后经双螺杆挤出机挤出、水冷、切粒及干燥，即制得强度大、光泽度高的再生塑料。

实施例3

（1）制备无机矿物填料：取滑石粉100份，加入1份白油、2份硅烷偶联剂KH550、2份硬脂酸钙一起进行高速混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；

（2）制备硅烷交联剂：将乙烯基三甲氧基硅烷2.5份、过氧化二异丙苯（DCP）0.2份、二月桂酸二正丁基锡0.1份，进行搅拌混合制得硅烷交联剂；

（3）制备除水剂：将聚苯乙烯（PS）25份、润滑剂（白油与乙撑双硬脂酰胺质量比为1:1）2份、钛酸酯偶联剂NDZ-201为2份加入高速搅拌机中搅拌5min后，加入硅藻土75份后再继续搅拌3min得预混料。此后再将预混料喂入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得塑料成型用除水剂；

（4）按配比称取原料，先将再生塑料原料70份、除水剂3份、马来酸酐接枝聚丙烯物1份、抗氧剂（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4--二叔丁基苯基)酯质量比为1:2）0.4份、硅烷交联剂2.5份一起加入高速混合机中进行混合；再加入无机矿物填料15份与增韧剂乙烯- 丁烯共聚物15份再次混合得预混料；最后经双螺杆挤出机挤出、水冷、切粒及干燥，即制得强度大、光泽度高的再生塑料。

实施例4

（1）制备无机矿物填料：按质量比为1:2取滑石粉、云母粉100份，加入2份白油、3份硅烷偶联剂KH550、1份有机硅类塑料分散剂E525、3份硬脂酸钙一起进行高速混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；

（2）制备硅烷交联剂：将乙烯基三甲氧基硅烷1.8份、过氧化二异丙苯（DCP）0.15份、二月桂酸二正丁基锡0.1份，进行搅拌混合制得硅烷交联剂；

（3）制备除水剂：将聚乙烯（PE）35份、润滑剂（白油与乙撑双硬脂酰胺质量比为1:1）4份、硅烷偶联剂KH-550为1份、乙撑基双硬脂酰胺（EBS）为2份加入高速搅拌机中搅拌4min后，加入硅藻土65份后再继续搅拌5min得预混料。此后再将预混料喂入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得塑料成型用除水剂；

（4）按配比称取原料，先将再生塑料原料80份、除水剂5份、马来酸酐接枝聚丙烯物2份、抗氧剂（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4--二叔丁基苯基)酯质量比为1:2）0.7份、硅烷交联剂3份一起加入高速混合机中进行混合；再加入无机矿物填料5份与增韧剂乙烯- 辛烯共聚物5份再次混合得预混料；最后经双螺杆挤出机挤出、水冷、切粒及干燥，即制得强度大、光泽度高的再生塑料。

实施例5

（1）制备无机矿物填料：取碳酸钙100份，加入2份白油、2份钛酸酯偶联剂、2份有机硅类塑料分散剂E525、2份硬脂酸钙一起进行高速混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；

（2）制备硅烷交联剂：将乙烯基三甲氧基硅烷2.3份、过氧化二异丙苯（DCP）0.25份、二月桂酸二正丁基锡0.05份，进行搅拌混合制得硅烷交联剂；

（3）制备除水剂：将聚丙烯（PP）30份、润滑剂（白油与乙撑双硬脂酰胺质量比为1:1）4份、钛酸酯偶联剂NDZ-201为2份、硬脂酸单甘油酯（GMS）为2份加入高速搅拌机中搅拌4min后，加入硅藻土70份后再继续搅拌5min得预混料。此后再将预混料喂入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得塑料成型用除水剂；

（4）按配比称取原料，先将再生塑料原料75份、除水剂4份、马来酸酐接枝聚丙烯物1.5份、抗氧剂（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4--二叔丁基苯基)酯质量比为1:2）0.8份、硅烷交联剂1.5份一起加入高速混合机中进行混合；再加入无机矿物填料25份与增韧剂三元乙丙橡胶5份再次混合得预混料；最后经双螺杆挤出机挤出、水冷、切粒及干燥，即制得强度大、光泽度高的再生塑料。

实施例6

（1）制备无机矿物填料：取滑石粉100份，加入2份白油、1份硅烷偶联剂KH550、3份有机硅类塑料分散剂E525、1份硬脂酸钙一起进行高速混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；

（2）制备硅烷交联剂：将乙烯基三甲氧基硅烷2.8份、过氧化二异丙苯（DCP）0.15份、二月桂酸二正丁基锡0.05份，进行搅拌混合制得硅烷交联剂；

（3）制备除水剂：将聚丙烯烯（PP）30份、润滑剂（白油与乙撑双硬脂酰胺质量比为1:1）4份、钛酸酯偶联剂NDZ-201为2份、硬脂酸单甘油酯（GMS）为2份加入高速搅拌机中搅拌4min后，加入硅藻土70份后再继续搅拌5min得预混料。此后再将预混料喂入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得塑料成型用除水剂；

（4）按配比称取原料，先将再生塑料原料60份、除水剂3.5份、马来酸酐接枝聚丙烯物2份、抗氧剂（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4--二叔丁基苯基)酯质量比为1:2）0.8份、硅烷交联剂1.5份一起加入高速混合机中进行混合；再加入无机矿物填料20份与增韧剂乙烯- 辛烯共聚物15份再次混合得预混料；最后经双螺杆挤出机挤出、水冷、切粒及干燥，即制得强度大、光泽度高的再生塑料。

分别对各实施例得到的产品进行物性检测，其性能如下表所示：

由以上实施例结果可以看出，所得到的再生塑料具有良好的熔体流动性能，较好的刚性、韧性和强度。同时经加工后大大降低了再生塑料的刺激性气味，其气味性采用大众VW50180气味检测标准进行检测，其等级为2-3.5，即是稍有异味但不刺激，从而扩大了本发明的再生塑料的应用范围，可用于生产中低端汽车部件如保险杠等。此外本发明选用的原材料来源较广，生产工艺简单，节省了生产成本。

另外，由于本发明制备再生塑料过程中添加使用了除水剂在，使得塑料制品表面光洁平整，无水纹或气泡。所以除水剂可以有效的去除再生塑料制品的表面水纹，提高光泽度，同时也小幅提高了塑料制品的力学性能并降低再生塑料的刺激性气味。

这些实施例仅用于说明本发明而不应该限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明所述内容之后，本领域技术人员对本发明做各种等价形式的改动或修改，这些等价形式同样属于本申请的权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种强度大、光泽度高的再生塑料，其特征在于：该材料由以下组份按重量份制备而成：

再生塑料原料 50－85份；

除水剂 1－5份；

无机矿物填料 5－25份；

马来酸酐接枝聚丙烯物 0.3－2份；

抗氧剂 0.2－0.8份；

增韧剂 5－15份；

硅烷交联剂 1.5－3份；

所述除水剂由下述组份按重量份制备而成：

热塑性载体塑料 15－35份份；

硅藻土 65－85份；

润滑剂 2－8份；

偶联剂 1－3份；

分散剂 0－3份。

2.根据权利要求1所述的再生塑料，其特征在于：所述的再生塑料原料是指经过分拣、破碎、清洗、造粒后的热塑性聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯的废旧塑料，其燃烧剩余物小于2%；所述的热塑性载体塑料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯。

3.根据权利要求1所述的再生塑料，其特征在于：所述的无机矿物填料为经过助剂包覆、表面活化处理后的滑石粉、碳酸钙或云母中的至少一种，所述无机矿物填料的粒径大于1000目；所述助剂为白油、硅烷偶联剂KH550、钛酸脂偶联剂、有机硅类塑料分散剂E525与硬脂酸钙中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的再生塑料，其特征在于：所述抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4--二叔丁基苯基)酯的复配，两者质量比为1:2。

5.根据权利要求1所述的再生塑料，其特征在于：所述增韧剂选自乙烯- 辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯- 丁烯共聚物、苯乙烯- 丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中一种；所述的硅烷交联剂由乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化二异丙苯与二月桂酸二正丁基锡组成。

6.根据权利要求1所述的再生塑料，其特征在于：所述硅藻土经高温煅烧后粉碎，其粒径大于800目， SiO2含量大于89%，孔隙率大于90%，比表面积为60㎡/g以上。

7.根据权利要求1所述的再生塑料，其特征在于：所述润滑剂选自白油与乙撑双硬脂酰胺的复配，两者质量比为1:1；所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷或异丙基三（二辛基焦磷酸酯酰基）钛酸酯；所述的分散剂为硬脂酸单甘油酯或乙撑基双硬脂酰胺。

8.一种制备如权利要求1所述的再生塑料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（3）制备除水剂：按比例称取载体树脂、偶联剂、分散剂和润滑剂，置于高速搅拌机搅拌，然后加入硅藻土继续搅拌后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得除水剂；