CN104945717B - 一种再生pe高性能复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种再生pe高性能复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种再生PE高性能复合材料，该材料是由以下原料制成：再生聚乙烯、乙烯丙烯酸、ＥＰＭ、纳米蒙脱土、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1，1‑双（叔丁基过氧基）‑3，3，5‑三甲基环己烷、白油、交联剂等。本发明还公开了该再生PE高性能复合材料的制备方法。本发明以四元复合制成PE高性能复合材料，给再生PE材料的应用提供了更大的可能，实现了资源循环再利用，所制得的产品具有高强度、高抗冲、高回弹性、耐高低温等优良性能，拓展了再生PE材料在汽车配件、机械、生活日用等方面的应用领域，具有十分重要的意义。

Description

一种再生PE高性能复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料及其制备方法，特别是一种再生PE高性能复合材料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯(PE)是通用合成树脂中产量最大的品种，因其价格便宜，性能较好，广泛应用于 工业、农业、包装及日常生活中，在塑料工业中占有举足轻重的地位，因而市场需求量巨大。
在制造聚乙烯(PE)以上产品时，会产生边角废料和次品，以及产品的废旧物，被遗弃后对环境造成的污染，其自然降解需要一百年以上，针对以上产品的巨大遗弃物，回收再生循环再利用，是一项重大课题。
由于聚乙烯制品的长期使用以及回收过程中的二次加工，使得再生聚乙烯的各方面性能都有很大程度的下降，尤其是材料的拉伸强度以及韧性，在很大程度上限制了再生材料的使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通过现有技术的不足，提供一种组方更为合量，产品具有高强度、高抗冲、高回弹性、耐高低温的一种再生PE高性能复合材料。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述再生PE高性能复合材料及的制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种再生PE高性能复合材料，其特点是：该复合材料主要由以下重量配比的原料制成：
再生聚乙烯　 　　　　 60-70；
乙烯丙烯酸酯 10-15；
二元乙丙橡胶　　　　　　 5-10；
纳米蒙脱土 10-20；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯； 0.8-1.2；
1，1-双（叔丁基过氧基）-3，3，5 -三甲基环己烷 0.8-1.2；
白油 1-2；
交联剂　　　　　　　 　 0.5-2。
本发明所述的再生聚乙烯（PE）是由废弃的聚乙烯制品经过回收清洗加工而制得的材料，可以是颗粒料或粉料等可以便于下一步加工的材料形式。本发明中所述的交联剂可以为现有技术中公开的任何一种可适用于本发明的任何一种交联剂，优选光交联剂。
本发明所述的再生PE高性能复合材料技术方案中，优选的技术方案是，各原料的重量配比为：
再生聚乙烯　　　　　　 70；
乙烯丙烯酸酯 15；
ＥＰＭ　　　　　　　　　 10；
纳米蒙脱土 10；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 0.8；
1，1-双（叔丁基过氧基）-3，3，5 -三甲基环己烷 1.0；
白油 2；
光交联剂　　　　　　　 　 0.8。
本发明所述的再生PE高性能复合材料技术方案中，进一步优选的技术方案是：原料中还含有重量配比为0.5-3颜料。所述的颜料可以选用现有技术中公开的任何一种颜料。
本发明所述的再生PE高性能复合材料技术方案中，进一步优选的技术方案是：原料中还含有重量配比为0.2-5的助剂，所述的助剂为阻燃剂、抗氧剂、防霉剂中的一种或多种。所述的阻燃剂、抗氧剂、防霉剂可以为现有技术中公开的任何一种可以适用于本发明的阻燃剂、抗氧剂、防霉剂。
本发明所述的再生PE高性能复合材料技术方案中，进一步优选的技术方案是：当助剂中含有阻燃剂、抗氧剂、防霉剂中的至少2种时，其中一种的重量含量不低于助剂总重量的5%。
本发明所要解决的另一个技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明还提供了一种再生PE高性能复合材料的制备方法，其特点是，所述的再生PE高性能复合材料为以上技术方案中任何一项所述的PE高性能复合材料，其步骤如下：先按所述重量配比准备各原料，然后：
（1）将乙烯丙烯酸酯（AEM）、二元乙丙橡胶（EPM）、纳米蒙脱土，白油，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTM），1,1-(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，或者再加入助剂，一同进入密炼机中进行混炼，混炼温度为90-100℃，时间为5-8分钟，然后倒入单螺杆挤出机内挤出，挤出机温度为100-135℃，通过多孔状模头挤出，用旋转切粒径经风冷却，得颗粒状物料；
（2）将所得颗粒状物料与再生聚乙烯混合搅拌均匀，经双螺杆挤出机共混，挤出机温度，第一区为 180℃-200℃，第二区为190℃-200℃，第三区为180℃-190℃，多孔状模头挤出，水环模面切造粒，离心机抛干，通过热风吹干燥后，即得。
以上所述的一种再生PE高性能复合材料的制备方法技术方案中，进一步优选的技术方案是：步骤（1）中：混炼温度为95℃，时间为6分钟，然后倒入单螺杆挤出机内挤出，挤出机温度为120℃。
本发明以再生聚乙烯（PE)，乙烯丙烯酸酯橡胶(AEM)，二元乙丙橡胶（EPM），纳米蒙脱土为主料，四元复合制成PE高性能复合材料。此材料制成的产品断裂伸长率，耐候性、耐油、耐溶剂性、弹性和加工性能能均有显著提高，给再生PE材料的应用提供了更大的可能，实现了资源循环再利用，所制得的产品具有高强度、高抗冲、高回弹性、耐高低温等优良性能，拓展了再生PE材料在汽车配件、机械、生活日用等方面的应用领域，具有十分重要的意义。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种再生PE高性能复合材料，该复合材料主要由以下重量配比的原料制成：
再生聚乙烯　　　　　　 60；
乙烯丙烯酸酯 10；
二元乙丙橡胶　　　　　　 5；
纳米蒙脱土 10；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯； 0.8；
1，1-双（叔丁基过氧基）-3，3，5 -三甲基环己烷 0.8；
白油 1；
交联剂　　　　　　　 　 0.5。
实施例2，一种再生PE高性能复合材料，该复合材料主要由以下重量配比的原料制成：
再生聚乙烯　　　　　　 70；
乙烯丙烯酸酯 15；
二元乙丙橡胶　　　　　　 10；
纳米蒙脱土 20；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯； 1.2；
1，1-双（叔丁基过氧基）-3，3，5 -三甲基环己烷 1.2；
白油 2；
交联剂　　　　　　　 　 2。
实施例3，一种再生PE高性能复合材料，该复合材料主要由以下重量配比的原料制成：
再生聚乙烯　　　　 　 68；
乙烯丙烯酸酯 11；
二元乙丙橡胶　　　　　　 9；
纳米蒙脱土 12；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯； 0.9；
1，1-双（叔丁基过氧基）-3，3，5 -三甲基环己烷 1.0；
白油 1.6；
交联剂　　　　　　　 　 1.5。
实施例4，一种再生PE高性能复合材料，该复合材料主要由以下重量配比的原料制成：
再生聚乙烯　　　　 　 62；
乙烯丙烯酸酯 13；
二元乙丙橡胶　　　　　　 7；
纳米蒙脱土 18；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯； 0.9；
1，1-双（叔丁基过氧基）-3，3，5 -三甲基环己烷 1.1；
白油 1.2；
交联剂　　　　　　　 　 1。
实施例5，一种再生PE高性能复合材料，该复合材料主要由以下重量配比的原料制成：
再生聚乙烯　　　　　　　　 70；
乙烯丙烯酸酯 15；
ＥＰＭ　　　　　　　　　 10；
纳米蒙脱土 10；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 0.8；
1，1-双（叔丁基过氧基）-3，3，5 -三甲基环己烷 1.0；
白油 2；
光交联剂　　　　　　 　 0.8。
实施例6，实施例1－5中任何一项所述的PE高性能复合材料中：所述的原料中还含有重量配比为0.5-3颜料。
实施例7，实施例1－6中任何一项所述的PE高性能复合材料中：原料中还含有重量配比为0.2的助剂，所述的助剂为阻燃剂、抗氧剂、防霉剂中的一种或二种。混合选用时，其中一种的重量含量不低于助剂总重量的5%。
实施例8，实施例1－6中任何一项所述的PE高性能复合材料中：原料中还含有重量配比为5的助剂，所述的助剂为阻燃剂、抗氧剂和防霉剂。且其中一种的重量含量不低于助剂总重量的5%。
实施例9，一种再生PE高性能复合材料的制备方法，所述的再生PE高性能复合材料为实施例1－8中任何一项所述的再生PE高性能复合材料，其步骤如下：先按所述重量配比准备各原料，然后：
（1）将乙烯丙烯酸酯、二元乙丙橡胶、纳米蒙脱土，白油，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1,1-(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，或者再加入助剂，一同进入密炼机中进行混炼，混炼温度为90℃，时间为5分钟，然后倒入单螺杆挤出机内挤出，挤出机温度为100℃，通过多孔状模头挤出，用旋转切粒径经风冷却，得颗粒状物料；
（2）将所得颗粒状物料与聚乙烯混合搅拌均匀，经双螺杆挤出机共混，挤出机温度，第一区为 180℃-200℃，第二区为190℃-200℃，第三区为180℃-190℃，多孔状模头挤出，水环模面切造粒，离心机抛干，通过热风吹干燥后，即得。
实施例10，一种再生PE高性能复合材料的制备方法，所述的再生PE高性能复合材料为实施例1－8中任何一项所述的再生PE高性能复合材料，其步骤如下：先按所述重量配比准备各原料，然后：
（1）将乙烯丙烯酸酯、二元乙丙橡胶、纳米蒙脱土，白油，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1,1-(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，或者再加入助剂，一同进入密炼机中进行混炼，混炼温度为100℃，时间为8分钟，然后倒入单螺杆挤出机内挤出，挤出机温度为135℃，通过多孔状模头挤出，用旋转切粒径经风冷却，得颗粒状物料；
（2）将所得颗粒状物料与聚乙烯混合搅拌均匀，经双螺杆挤出机共混，挤出机温度，第一区为 180℃-200℃，第二区为190℃-200℃，第三区为180℃-190℃，多孔状模头挤出，水环模面切造粒，离心机抛干，通过热风吹干燥后，即得。
实施例11，一种再生PE高性能复合材料的制备方法，所述的再生PE高性能复合材料为实施例1－8中任何一项所述的再生PE高性能复合材料，其步骤如下：先按所述重量配比准备各原料，然后：
（1）将乙烯丙烯酸酯、二元乙丙橡胶、纳米蒙脱土，白油，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1,1-(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，或者再加入助剂，一同进入密炼机中进行混炼，混炼温度为95℃，时间为6分钟，然后倒入单螺杆挤出机内挤出，挤出机温度为120℃，通过多孔状模头挤出，用旋转切粒径经风冷却，得颗粒状物料；
（2）将所得颗粒状物料与聚乙烯混合搅拌均匀，经双螺杆挤出机共混，挤出机温度，第一区为 180℃-200℃，第二区为190℃-200℃，第三区为180℃-190℃，多孔状模头挤出，水环模面切造粒，离心机抛干，通过热风吹干燥后，即得。
取本实施例所得的PE高性能复合材料，按照常规检测方法进行物理性能测试，结果如下：拉伸强度 ≥13MPA；断裂伸长率 ≥500%；密度 ≤0.98 g/cm3；熔体流动速率≤1.5g/10min。经实验验证，本发明再生PE高性能复合材料取有良好的性能，拓展了再生PE材料在汽车配件、机械、生活日用等方面的应用领域，实现了资源循环再利用。

Claims (7)

1.一种再生PE复合材料，其特征在于：该复合材料主要由以下重量配比的原料制成：
再生聚乙烯　　　　 　 60-70；
乙烯丙烯酸酯橡胶 10-15；
二元乙丙橡胶　　　　　　 5-10；
纳米蒙脱土 10-20；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 0.8-1.2；
1，1-双（叔丁基过氧基）-3，3，5 -三甲基环己烷 0.8-1.2；
白油 1-2；
光交联剂　　　　 　 0.5-2；
制备所述再生PE复合材料的具体步骤如下：
（1）将乙烯丙烯酸酯橡胶、二元乙丙橡胶、纳米蒙脱土，白油，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1,1-(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，或者再加入助剂，一同进入密炼机中进行混炼，混炼温度为90-100℃，时间为5-8分钟，然后倒入单螺杆挤出机内挤出，挤出机温度为100-135℃，通过多孔状模头挤出，用旋转切粒经风冷却，得颗粒状物料；
（2）将所得颗粒状物料与再生聚乙烯混合搅拌均匀，经双螺杆挤出机共混，挤出机温度，第一区为 180℃-200℃，第二区为190℃-200℃，第三区为180℃-190℃，多孔状模头挤出，水环模面切造粒，离心机抛干，通过热风吹干燥后，即得。
2.根据权利要求1所述的再生PE复合材料，其特征在于：各原料的重量配比为：
再生聚乙烯　　　　　　 70；
乙烯丙烯酸酯橡胶 15；
二元乙丙橡胶　　　　　　 10；
纳米蒙脱土 10；
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 0.8；
1，1-双（叔丁基过氧基）-3，3，5 -三甲基环己烷 1.0；
白油 2；
光交联剂　　　　　　　 　 0.8。
3.根据权利要求1所述的再生PE复合材料，其特征在于：原料中还含有重量配比为0.5-3颜料。
4.根据权利要求1或2或3所述再生PE复合材料，其特征在于：原料中还含有重量配比为0.2-5的助剂，所述的助剂为阻燃剂、抗氧剂、防霉剂中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述再生PE复合材料，其特征在于：当助剂中含有阻燃剂、抗氧剂、防霉剂中的至少2种时，其中一种的重量含量不低于助剂总重量的5%。
6.一种再生PE复合材料的制备方法，其特征在于，所述的再生PE复合材料为权利要求1-5中任何一项所述的再生PE复合材料，其步骤如下：先按所述重量配比准备各原料，
然后：
（1）将乙烯丙烯酸酯橡胶、二元乙丙橡胶、纳米蒙脱土，白油，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1,1-(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，或者再加入助剂，一同进入密炼机中进行混炼，混炼温度为90-100℃，时间为5-8分钟，然后倒入单螺杆挤出机内挤出，挤出机温度为100-135℃，通过多孔状模头挤出，用旋转切粒经风冷却，得颗粒状物料；
（2）将所得颗粒状物料与再生聚乙烯混合搅拌均匀，经双螺杆挤出机共混，挤出机温度，第一区为 180℃-200℃，第二区为190℃-200℃，第三区为180℃-190℃，多孔状模头挤出，水环模面切造粒，离心机抛干，通过热风吹干燥后，即得。
7.根据权利要求6所述的一种再生PE复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中：混炼温度为95℃，时间为6分钟，然后倒入单螺杆挤出机内挤出，挤出机温度为120℃。
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