CN105237881A - 一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料及其制备方法，涉及一种高分子材料及其制备方法，本发明废旧聚丙烯塑料为经过分拣、破碎、清洗、漂洗、干燥、吸标后所得的热塑性聚丙烯废旧塑料，其燃烧剩余物小于2%；热塑性载体塑料为聚丙烯。采用微交联技术手段，引发再生塑料原料大分子之间发生化学交联反应形成网状体型结构，从而使得最终产品的强度、刚性、韧性、耐热性性能优异，扩大了再生塑料的使用范围，对当今回收塑料的再生使用有显著的效果。本发明减少废旧塑料对环境的污染，提升再生塑料的价值，具有经济效益高、社会效益好的优点，实现制品的回收再利用，符合当今社会低碳环保的需求。

Description

一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料及其制备方法，特别是涉及一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯（PP材料），是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂材料，是五大通用合成树脂中的一个重要品种。PP是所有合成树脂中密度最小的，仅为0.90～0.91g/cm3，在五大通用塑料中，PP的耐热性优良，PP属于非极性聚合物，具有良好的电绝缘性，且PP吸水性极低，电绝缘性不会受到湿度的影响。因此，聚丙烯通过注塑、挤出、吹塑和热成型等方法制成各种产品，被广泛应用于家电制品、化学建材、电子产品、医疗卫生、日用品、汽车行业、包装行业等。
目前PP材料在使用后，通常无法直接进行二次利用，并且丢弃后无法降解腐烂，造成污染和资源浪费。因此，有必要提供一些技术方案，对这些废弃的PP材料进行回收再利用，实现废弃资源的整合利用，避免环境污染。
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。现有技术的再生PP还只能是寻常塑料的性质，甚至还不如。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料及其制备方法，本发明采用的配方增韧效果高，抗低温冲击和抗撕裂强度能力高，环保无毒，本发明制得的增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，添加到塑料制品中可大幅度减少塑料制品的结晶点；将制得的母料聚丙烯片材和聚丙烯板材等制品中，实现制品的回收再利用，符合当今社会低碳环保的需求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，它由下列原料按照重量份配比制成：
再生塑料原料100份；
载体塑料20-35份；
交联剂3-6份；
产水剂2-5份；
偶联剂3-8份；
增韧剂5-20份；
抗氧化剂0.1-0.8份；
润滑剂2-7份；
催化剂0.3-1.5份。
所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，所述得废旧聚丙烯塑料为经过分拣、破碎、清洗、漂洗、干燥、吸标后所得的热塑性聚丙烯废旧塑料，其燃烧剩余物小于2%；所述的热塑性载体塑料为聚丙烯。
所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，所述交联剂为BPO、DCP、DTBP、DBHP中的一种。
所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，所述产水剂HCOONa·2H2O、NaH2PO3·2H2O、3-三聚氰胺、ZnO和硬脂酸复合产水剂中的一种。
所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，所述偶联剂为乙烯基三乙甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、KH570、KH171、KU550、钛酸酯偶联剂中的一种。
所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，所述增韧剂为乙烯-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。
所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂2246、抗氧剂264中的一种。
所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，所述润滑剂为硬脂酸铅、硬脂酸钡、TAF。
所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料制备方法，所述方法包括以下制备步骤：
（1）按比例将偶联剂、交联剂与催化剂进行搅拌混合制得微交联用交联剂；
（2）按比例称取载体树脂PP塑料、增韧剂和润滑剂，置于高速搅拌机搅拌，然后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得增韧改性PP塑料；
（3）按配比称取再生塑料原料、产水剂、微交联用交联剂一起加入高速混合机中进行混合；再加入增韧改性PP塑料、润滑剂、抗氧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，即制得增韧改性的再生聚丙烯微交联母料；
其工作条件为：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，冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃。
本发明的优点与效果是：
1)本发明中的微交联用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。
2)本发明的增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，采用配方科学，增韧效果高，抗低温冲击和抗撕裂强度能力高，环保无毒，对当今回收塑料的再生使用有显著的效果。
3)本发明工艺简单，操作方便，组成原料配方合理，控制点少，便于大规模生产；同时原料的来源广泛，并减少废旧塑料对环境的污染，提升再生塑料的价值，具有经济效益高、社会效益好的优点。
4)本发明制得的增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，添加到塑料制品中可大幅度减少塑料制品的结晶点；将制得的母料聚丙烯片材和聚丙烯板材等制品中，实现制品的回收再利用，符合当今社会低碳环保的需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
以下实例中未做特别说明的份数，均指质量份数。
表1
实施例1
（1）按表1实施例1中数据配比将催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂KU550和乙烯基三乙氧基硅烷与引发剂BPO、DCP进行搅拌混合制得微交联用交联剂；
（2）按实施例1配比称取载体树脂PP塑料、增韧剂三元乙丙橡胶、SBS共聚物、EVA共聚物和润滑剂硬脂酸钡，置于高速搅拌机搅拌，然后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得增韧改性PP塑料。
（3）按实施例1配比称取热塑性聚丙烯废旧塑料、ZnO和硬脂酸复合产水剂、微交联用交联剂一起加入高速混合机中进行混合；再加入增韧改性PP塑料、润滑剂硬脂酸钡、抗氧剂1010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，即制得增韧改性的再生聚丙烯微交联母料。
其工作条件为：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，冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃。
实施例2
（1）按表1实施例2中数据配比将催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂KU550和乙烯基三乙氧基硅烷与引发剂BPO、DCP进行搅拌混合制得微交联用交联剂；
（2）按实施例2配比称取载体树脂PP塑料、增韧剂三元乙丙橡胶、SBS共聚物、EVA共聚物和润滑剂硬脂酸钡，置于高速搅拌机搅拌，然后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得增韧改性PP塑料。
（3）按实施例2配比称取热塑性聚丙烯废旧塑料、ZnO和硬脂酸复合产水剂、微交联用交联剂一起加入高速混合机中进行混合；再加入增韧改性PP塑料、润滑剂硬脂酸钡、抗氧剂1010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，即制得增韧改性的再生聚丙烯微交联母料。
其工作条件为：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，冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃。
实施例3
（1）按表1实施例3中数据配比将催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂KU550和乙烯基三乙氧基硅烷与引发剂BPO、DCP进行搅拌混合制得微交联用交联剂；
（2）按实施例3配比称取载体树脂PP塑料、增韧剂三元乙丙橡胶、SBS共聚物、EVA共聚物和润滑剂硬脂酸钡，置于高速搅拌机搅拌，然后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得增韧改性PP塑料。
（3）按实施例3配比称取热塑性聚丙烯废旧塑料、ZnO和硬脂酸复合产水剂、微交联用交联剂一起加入高速混合机中进行混合；再加入增韧改性PP塑料、润滑剂硬脂酸钡、抗氧剂1010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，即制得增韧改性的再生聚丙烯微交联母料。
其工作条件为：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，冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃。
对比例1
（1）按表1对比例1中数据配比将催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂KU550和乙烯基三乙氧基硅烷与引发剂BPO、DCP进行搅拌混合制得微交联用交联剂；
（2）按对比例1配比称取载体树脂PP塑料、增韧剂三元乙丙橡胶、SBS共聚物、EVA共聚物和润滑剂硬脂酸钡，置于高速搅拌机搅拌，然后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得增韧改性PP塑料。
（3）按对比例1配比称取热塑性聚丙烯废旧塑料、ZnO和硬脂酸复合产水剂、微交联用交联剂一起加入高速混合机中进行混合；再加入增韧改性PP塑料、润滑剂硬脂酸钡、抗氧剂1010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，即制得增韧改性的再生聚丙烯微交联母料。
其工作条件为：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，冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃。
对比例2
（1）按表1对比例2中数据配比将催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂KU550和乙烯基三乙氧基硅烷与引发剂BPO、DCP进行搅拌混合制得微交联用交联剂；
（2）按对比例2配比称取载体树脂PP塑料、增韧剂三元乙丙橡胶、SBS共聚物、EVA共聚物和润滑剂硬脂酸钡，置于高速搅拌机搅拌，然后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得增韧改性PP塑料。
（3）按对比例2配比称取热塑性聚丙烯废旧塑料、ZnO和硬脂酸复合产水剂、微交联用交联剂一起加入高速混合机中进行混合；再加入增韧改性PP塑料、润滑剂硬脂酸钡、抗氧剂1010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，即制得增韧改性的再生聚丙烯微交联母料。
其工作条件为：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，冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃。
空白例
称取100份热塑性聚丙烯废旧塑料和30份载体树脂PP塑料、润滑剂硬脂酸钡、抗氧剂1010置于高速搅拌机搅拌，然后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得空白PP颗粒。
其工作条件为：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，冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃。
将上述实施例和对比例以及空白例的增韧改性的再生聚丙烯微交联母料经过注塑机注塑成型，制备标准样条按相同测试条件测试各项性能和熔融指数；得到的性能测试结果如下：
表2
由上表看出，本发明的增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，采用配方科学，增韧效果高，抗低温冲击和抗撕裂强度能力高，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。再生PP的熔融指数明显减小，冲击强度和拉伸强度明显提高，断裂伸长率明显上升。适度交联可以有效地增加分子链间的联系，使分子链不易发生相对滑移。
这是由于实验采用微交联法，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。同时，加入增韧剂，制得的增韧改性交联母料，添加到塑料制品中可大幅度减少塑料制品的结晶点；将制得的母料添加到聚丙烯片材和聚丙烯板材等制品中，制品实现高强度和高透明度的效果，实现制品的回收再利用，符合当今社会低碳环保的需求。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (10)

1.一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，其特征在于，它由下列原料按照重量份配比制成：
再生塑料原料100份；
载体塑料20-35份；
交联剂3-6份；
产水剂2-5份；
偶联剂3-8份；
增韧剂5-20份；
抗氧化剂0.1-0.8份；
润滑剂2-7份；
催化剂0.3-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，其特征在于：所述废旧聚丙烯塑料为经过分拣、破碎、清洗、漂洗、干燥、吸标后所得的热塑性聚丙烯废旧塑料，其燃烧剩余物小于2%；所述的热塑性载体塑料为聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，其特征在于：所述交联剂为BPO、DCP、DTBP、DBHP中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，其特征在于：所述产水剂HCOONa·2H2O、NaH2PO3·2H2O、3-三聚氰胺、ZnO和硬脂酸复合产水剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，其特征在于：所述偶联剂为乙烯基三乙甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、KH570、KH171、KU550、钛酸酯偶联剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，其特征在于：所述增韧剂为乙烯-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。
7.根据权利要求1所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂2246、抗氧剂264中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸铅、硬脂酸钡、TAF。
9.根据权利要求1所述的一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
10.一种增韧改性的再生聚丙烯微交联母料制备方法，其特征在于：所述方法包括以下制备步骤：
（1）按比例将偶联剂、交联剂与催化剂进行搅拌混合制得微交联用交联剂；
（2）按比例称取载体树脂PP塑料、增韧剂和润滑剂，置于高速搅拌机搅拌，然后经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得增韧改性PP塑料；
（3）按配比称取再生塑料原料、产水剂、微交联用交联剂一起加入高速混合机中进行混合；再加入增韧改性PP塑料、润滑剂、抗氧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，即制得增韧改性的再生聚丙烯微交联母料；
其工作条件为：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，冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃。
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