CN105131401A - 一种pe改性料及其制备方法、pe管 - Google Patents

一种pe改性料及其制备方法、pe管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了提供一种PE改性料,包含PE回收料,以及分散于所述PE回收料中的相容剂和相容助剂;所述相容助剂为由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯复配而成。本发明通过在PE回收料中加入相容剂以及相容助剂对PE回收料进行改性制得PE改性料,由于相容助剂既具有增溶性又具有抗氧化性,其可以进一步促进相容助剂本身与PE回收料之间的相容性,同时使相容助剂充分发挥其抗氧化能力,使采用PE改性料制得的PE管具有良好的抗氧化性能。本发明还提供一种该PE改性料的制备方法以及由该PE改性料加工而成的PE管,该PE管具有良好的抗氧化性能。

Description

一种PE改性料及其制备方法、PE管
技术领域
本发明属于塑料领域,具体涉及一种PE改性料及其制备方法,还涉及一种采用该PE改性料加工而成的PE管。
背景技术
聚乙烯(PE)管所采用的PE料是以适当比例的聚乙烯为主要原料,在其中加入适量的抗氧剂等多种加工助剂,经混合→挤出→造粒处理后制得。目前工业上制备该PE料所采用的原料均为全新化工原料,价格偏高;而各种废旧的PE料在自然环境中降解,容易对环境造成污染,因此需要对各种废旧的PE料进行回收再利用,一方面降低环境污染,另一方面降低PE管的生产成本。
采用PE回收料再次用作原料生产PE管时,由于PE回收料中含有大量的杂质,聚乙烯与其他抗氧剂等加工助剂的相容性很差,导致所生产的PE管的性能大打折扣,尤其是PE管的抗氧化性和抗拉伸强度难以满足市场需求。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种PE改性料,由该PE改性料制得的PE管具有良好的抗氧化性能。
本发明的另一个目的在于提供一种上述PE改性料的制备方法。
本发明的又一个目的在于提供一种PE管,该PE管由上述PE改性料加工而成,具有良好的抗氧化性能。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
提供一种PE改性料,包含PE回收料,以及分散于所述PE回收料中的相容剂和相容助剂;
所述相容助剂为由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯复配而成。
上述PE改性料是以PE回收料为主要原料,其中含有很多杂质,加入相容剂后,可以消除杂质对PE回收料和其他功能助剂之间的相容性的影响,以促进PE回收料与其他功能助剂之间的相容性,提高采用该PE回收料制得的PE管的性能,同时促进PE回收料再生利用,以达到降低PE管的生产成本的目的。
上述相容助剂除了提高相容剂的相容性性能之外,还可以作为抗氧化剂使用,与相容剂复配之后,可以进一步提高PE回收料和相容助剂之间的相容性,从而使该相容助剂充分发挥其抗氧化能力,使PE改性料具有良好的抗氧化性能。其中,四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯是一种多元受阻酚型抗氧剂,有良好的防止光和热引起的变色作用,可以用来防止PE管的热氧老化;而三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯是一种高性能固体有机亚磷酸酯抗氧剂,对聚合物的色泽有良好的保护作用,优于其它亚磷酸酯,与抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯复合使用,能提高PE料在加工过程中的热稳定性。
优选地,按重量份计,PE改性料包含以下组分:
PE回收料30~100份;
相容剂0.3~2份;
相容助剂0.1~0.5份。
其中,所述PE回收料在PE改性料中的重量份为30~100份,例如31份、32份、33份、34份、35份、38份、40份、42份、45份、50份、52份、55份、58份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份,优选为40~60份;所述相容剂在PE改性料中的重量份为0.3~2份,例如0.31份、0.32份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.8份、1.9份,优选为0.5~1.2份;所述相容助剂在PE改性料中的重量份为0.1~0.5份,例如0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份、0.18份、0.2份、0.22份、0.25份、0.28份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份,优选为0.1~0.2份。在PE改性料中引入相容助剂,提高PE回收料与相容助剂的相容性的同时,使其充分发挥其抗氧化能力,使采用PE改性料制得的PE管具有良好的抗氧化性。
优选地,所述四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的重量比为(1~10):(1~20),例如1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:5、1:8、2:1、3:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、3:5、6:7、8:3等,优选为1:2;通过对四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的配比进行优化,提高PE料的抗氧化性和热稳定性。当然,本发明的相容助剂不限于上述两种物质的复合物,还可以是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯与三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的复合物,在此不再赘述。
作为PE改性料的优选方案,按重量份计,所述PE改性料还包含弹性体0.15~1份,例如0.16份、0.17份、0.18份、0.19份、0.2份、0.21份、0.22份、0.24份、0.26份、0.28份、0.3份、0.32份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、0.95份,优选为0.2~0.5份。
作为PE改性料的优选方案,按重量份计,所述PE改性料还包含光亮剂0.3~2份,例如0.32份、0.34份、0.35份、0.38份、0.4份、0.42份、0.45份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份,优选为0.3~0.8份。在PE改性料中引入光亮剂,可以增加采用PE改性料制得的PE管的光泽和加工性能,改善PE管的脱模性。
作为PE改性料进一步的优选方案,按重量份计,包含如下组分:
通过对PE改性料中的各组分的含量进行优化,使采用上述PE改性料制得的PE管的性能达到最优。
优选地,所述弹性体为热塑性弹性体,包括TPU、POE、氢化丁苯橡胶以及TPV,优选为氢化丁苯橡胶(HSBR)。所述氢化丁苯橡胶(HSBR)是由丁苯胶乳氢化制备得到,其具有优异的耐热老化性、耐候老化性,是一种优良的耐老化型热塑性弹性体。在PE回收料中加入氢化丁苯橡胶,可以进一步增加采用PE改性料所制得的PE管的拉伸强度,延长PE管的拉伸率。
优选地,所述相容剂为氯化聚乙烯。相容剂又称增容剂,是指借助于分子间的键合力,促使不相容的两种聚合物结合在一体,进而得到稳定的共混物的助剂,这里是指高分子增容剂。相容剂包括PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、马来酸酐接枝相容剂以及氯化聚乙烯,优选为氯化聚乙烯;氯化聚乙烯为饱和高分子材料,外观为白色粉末,无毒无味,PE回收料中加入氯化聚乙烯相容剂制备PE改性料,使采用PE改性料制得的PE管具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学药品、耐老化性能以及具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。
优选地,所述光亮剂为聚乙烯蜡;光亮剂包括聚酰胺类光亮剂、高分子物质与蜡的接枝共聚物类光亮剂,优选为聚乙烯与蜡的接枝共聚物,即聚乙烯蜡;聚乙烯蜡又叫高分子蜡,简称PE蜡,可以改善聚乙烯的流动性能,PE回收料中加入聚乙烯蜡制备PE改性料,使采用PE改性料制得的PE管具有耐磨性和耐化学性,增加PE管的光泽度。
本发明还提供一种上述PE改性料的制备方法,按重量份将至少包含所述相容剂、所述弹性体、所述相容助剂的原料分散于所述PE回收料中,造粒后制得所述PE改性料。通过该方法可制得性能优良的PE改性料。
优选地,上述制备方法包含以下步骤:
(1)、按重量份将至少包含所述相容剂、所述弹性体、所述相容助剂的原料以及所述PE回收料搅拌均匀,制得共混物;
(2)、将所述共混物进行造粒,滤网过滤后制得所述PE改性料;
优选地,所述造粒的温度为190~200℃;
优选地,所述滤网为80~100目滤网。
本发明还提供一种PE管,所述PE管由上述PE改性料加工而成。所述PE管具有良好的抗氧化性能。
与现有技术相比,本发明的有益效果:通过在PE回收料中加入相容剂以及相容助剂对PE回收料进行改性制得PE改性料,所述相容助剂为由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯复配而成。由于相容助剂既具有增溶性又具有抗氧化性,其消除杂质对PE回收料的相容性的影响以促进相容助剂本身与PE回收料之间的相容性,同时使相容助剂充分发挥其抗氧化能力,使采用PE改性料制得的PE管具有良好的抗氧化性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明,本发明的各种原料均可市售购得,或根据本领域的常规方法制备得到。
实施例1
PE改性料的配方如下:
按重量份将相容助剂、弹性体、相容剂的原料以及PE回收料置于搅拌机中搅拌均匀,制得共混物;将共混物导入造粒机内,在190~200℃下进行造粒,然后采用80~100目滤网过滤,制得PE改性料。
将烘干后的PE改性料与吉化100SPE料以1:1的比例混合,并加入适量色母共混,制得PE管(PE管的制备方法属于现有技术,在此不再详述)。
实施例2
PE改性料的配方如下:
除采用上述配方外,PE改性料的制备方法、PE管的制备方法均与实施例1相同,在此不再赘述。
实施例3
PE改性料的配方如下:
除采用上述配方外,PE改性料的制备方法、PE管的制备方法均与实施例1相同,在此不再赘述。
对比例1
直接将PE回收料与吉化100SPE料以1:1的比例混合,并加入适量色母共混,制得PE管。
对比例2
除了不加相容剂外,PE改性料的制备方法以及PE管的制备方法均与实施例1相同。
对比例3
除了不加相容助剂外,PE改性料的制备方法以及PE管的制备方法均与实施例1相同。
按照GB/T8804.3-2003标准,选择在DN110SDR17给水管进行试验,将按照实施例1~3、对比例1~3的制备方法生产出来的PE管分别取样三根,在23℃、100mm/min条件下进行拉伸性能测试,取三次测试结果的平均值,测试结果见表1。
表1
如表1所示,采用本发明的方法制备的PE改性料用于制备PE管时,所制得的PE管的断裂伸长率远大于直接采用PE回收料和吉化100SPE料制得的PE管的断裂伸长率;当PE改性料中不加相容剂或者不加相容助剂时,制得的PE管的断裂伸长率与直接采用PE回收料和吉化100SPE料制得的PE管的断裂伸长率非常接近,此时加入的弹性体几乎不发生任何作用,说明相容剂会提高弹性体与PE回收料之间的相容性,使弹性体充分发挥其功能。而且相容剂、相容助剂同样会影响PE管的拉伸强度及相应的最大力。
分别称取15mg实施例1~3、对比例2~3的PE改性料以及PE回收料,每个样品称取3份,在23℃条件下测试各个PE改性料以及PE回收料的抗氧化能力,取3次测试结果的平均值,结果见表2。
表2
从表2中可知,加了相容剂和相容助剂制得的PE改性料的抗氧化能力是不加相容剂和/或不加相容助剂制得的PE改性料以及PE回收料的抗氧化能力的4倍左右,说明相容剂可以提高相容助剂与PE回收料之间的相容性,使相容助剂充分发挥其抗氧化作用。
以上实施例仅用来说明本发明的详细方法,本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种PE改性料,其特征在于,包含PE回收料,以及分散于所述PE回收料中的相容剂和相容助剂;
所述相容助剂为由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯复配而成。
2.根据权利要求1所述的PE改性料,其特征在于,按重量份计,包含以下组分:
PE回收料30~100份;
相容剂0.3~2份;
相容助剂0.1~0.5份。
3.根据权利要求2所述的PE改性料,其特征在于,所述四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的重量比为(1~10):(1~20),优选为2:1~5。
4.根据权利要求2所述的PE改性料,其特征在于,按重量份计,还包含弹性体0.15~1份。
5.根据权利要求2所述的PE改性料,其特征在于,按重量份计,还包含光亮剂0.3~2份。
6.根据权利要求1所述的PE改性料,其特征在于,按重量份计,包含如下组分:
7.根据权利要求4所述的PE改性料,其特征在于,所述弹性体为氢化丁苯橡胶类热塑性弹性体。
优选地,所述相容剂为氯化聚乙烯。
8.根据权利要求5所述的PE改性料,其特征在于,所述光亮剂为聚乙烯蜡。
9.一种权利要求1至8任一项所述的PE改性料的制备方法,其特征在于,按重量份将至少包含所述相容剂、所述弹性体、所述相容助剂的原料分散于所述PE回收料中,造粒后制得所述PE改性料。
优选地,所述制备方法包含以下步骤:
(1)、按重量份将至少包含所述相容剂、所述弹性体、所述相容助剂的原料以及所述PE回收料搅拌均匀,制得共混物;
(2)、将所述共混物进行造粒,滤网过滤后制得所述PE改性料;
优选地,所述造粒的温度为190~200℃;
优选地,所述滤网为80~100目滤网。
10.一种PE管,其特征在于,所述PE管由上述权利要求1至8任一项所述的PE改性料加工而成。
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C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151209

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