CN107446337A - 一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塑料加工技术领域,公开了一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,废旧聚丙烯塑料具有优异的偶联活化作用,能克服改性料与聚碳酸酯基体界面作用弱的特点,有效地改善了改性料与树脂基体的相容性,使无机填料对聚碳酸酯塑料具有更好的增效改性作用,聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯与玻璃纤维共同作用,在聚碳酸酯中能取到较好的增韧补强作用,同时,丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物使得改性塑料的弯曲强度也提高了15‑20%,还能促进聚碳酸酯的结晶,在聚碳酸酯加工中起到一定的润滑作用,改性后的聚碳酸酯塑料具有综合的优异性能。
Description
技术领域
本发明属于塑料加工技术领域,具体涉及一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法。
背景技术
自从1872年德国科学家拜耳首次人工合成酚醛树脂以来,高分子材料的研
究与应用得到了飞速的发展,尤其是塑料已经成为最重要的材料之一,广泛应用于国民经济的各个领域。塑料制品以其优美的外形,鲜艳的色彩和低廉的价格,成为人们口常生活中最为常见、使用接触最多的物品之一,深受大众的青睐。
聚碳酸酯是指分子主链上含有碳酸酯基团的一类聚合物的总称,根据主链结构的不同,可以分为脂肪族、酯环族和芳香族聚碳酸酯。五十多年前,GE公司的Daniel Fox和Bayer公司的Herman Schnell两位化学家独立的合成了双酚A型芳香族聚碳酸酯。聚碳酸酯作为一种用途广泛的工程塑料具有以下几个优点:光学透明性好,玻璃化转变温度(Tg)高,常温韧性好,尺寸稳定性好,吸水率低,阻燃性和电绝缘性好。PC被广泛的应用于电子电器、医疗器械、运动装备、汽车部件和建筑材料等领域。
塑料工业的迅速发展,不可避免地产生了大量废旧塑料,对环境的污染也越发严重。对废旧塑料进行回收循环利用、减少塑料新料消费量,是抑制“白色污染”的有效手段。目前,我国对处理废旧塑料的机制还不够健全,许多可利用资源同固体垃圾一起被填埋或焚烧处理了。在研发新型塑料的同时考虑如何对其进行回收利用、废旧塑料的回收及再利用也是一个必须认真考虑的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,改性后的聚碳酸酯塑料具有综合的优异性能。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,包括以下步骤:
(1)将收集得到的废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料按照40-50:1的比例进行熔融混合炼制,除去杂质部分,添加占回收塑料质量分数为5-10%的改性料,该改性料按照重量份计由以下成分组成:聚丙烯30-35份、填料10-15份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15-20份、马来酸酐接枝聚丙烯8-10份、玻璃纤维1-2份、增塑剂1.0-1.5份;
(2)回收塑料经过熔炼除杂后降温,在料筒中烘制5-6小时,将改性料倒在料筒中,继续烘制2-3小时,料筒烘干温度设定为60-70℃,并伴有鼓风机送风,将各组分的原料初步混合后加入双螺杆挤出机共混,预热1.5-2.0小时后才开始注塑操作;
(3)注塑机各段区域温度分别设定为:射嘴160-170℃、一段170-180℃、二段180-190℃、三段170-180℃,挤出的线料经循环流动水冷却后送入切粒机造粒,所得颗粒在室温下放置10-12小时后进行干燥,干燥过程为在50-60℃通风干燥箱内干燥至恒重,即得所述改性的废旧聚碳酸酯塑料颗粒。
作为对上述方案的进一步描述,注塑工艺中使用的为立式注塑机,注塑压力为40-50bar。
作为对上述方案的进一步描述,所述填料按照重量份计含有以下成分:碳酸钙15-18份、高岭土14-16份、滑石粉13-15份、氧化硅8-10份。
作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)中所述废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料混合炼制温度为230-250℃,炼制搅拌速度为35-45转/分钟。
本发明相比现有技术具有以下优点:为了解决现有聚碳酸酯塑料重复利用率低,性能差的问题,本发明提供了一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,废旧聚丙烯塑料具有优异的偶联活化作用,能克服改性料与聚碳酸酯基体界面作用弱的特点,有效地改善了改性料与树脂基体的相容性,使无机填料对聚碳酸酯塑料具有更好的增效改性作用,聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯与玻璃纤维共同作用,在聚碳酸酯中能取到较好的增韧补强作用,同时,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物使得改性塑料的弯曲强度也提高了15-20%,还能促进聚碳酸酯的结晶,在聚碳酸酯加工中起到一定的润滑作用,改性后的聚碳酸酯塑料具有综合的优异性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,包括以下步骤:
(1)将收集得到的废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料按照40:1的比例进行熔融混合炼制,除去杂质部分,添加占回收塑料质量分数为5%的改性料,该改性料按照重量份计由以下成分组成:聚丙烯30份、填料10份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15份、马来酸酐接枝聚丙烯8份、玻璃纤维1份、增塑剂1.0份;
(2)回收塑料经过熔炼除杂后降温,在料筒中烘制5小时,将改性料倒在料筒中,继续烘制2小时,料筒烘干温度设定为60℃,并伴有鼓风机送风,将各组分的原料初步混合后加入双螺杆挤出机共混,预热1.5小时后才开始注塑操作;
(3)注塑机各段区域温度分别设定为:射嘴160℃、一段170℃、二段180℃、三段170℃,挤出的线料经循环流动水冷却后送入切粒机造粒,所得颗粒在室温下放置10小时后进行干燥,干燥过程为在50℃通风干燥箱内干燥至恒重,即得所述改性的废旧聚碳酸酯塑料颗粒。
作为对上述方案的进一步描述,注塑工艺中使用的为立式注塑机,注塑压力为40bar。
作为对上述方案的进一步描述,所述填料按照重量份计含有以下成分:碳酸钙15份、高岭土14份、滑石粉13份、氧化硅8份。
作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)中所述废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料混合炼制温度为230℃,炼制搅拌速度为35转/分钟。
实施例2
一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,包括以下步骤:
(1)将收集得到的废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料按照45:1的比例进行熔融混合炼制,除去杂质部分,添加占回收塑料质量分数为8%的改性料,该改性料按照重量份计由以下成分组成:聚丙烯33份、填料13份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物18份、马来酸酐接枝聚丙烯9份、玻璃纤维1.5份、增塑剂1.3份;
(2)回收塑料经过熔炼除杂后降温,在料筒中烘制5.5小时,将改性料倒在料筒中,继续烘制2.5小时,料筒烘干温度设定为65℃,并伴有鼓风机送风,将各组分的原料初步混合后加入双螺杆挤出机共混,预热1.8小时后才开始注塑操作;
(3)注塑机各段区域温度分别设定为:射嘴165℃、一段175℃、二段185℃、三段175℃,挤出的线料经循环流动水冷却后送入切粒机造粒,所得颗粒在室温下放置11小时后进行干燥,干燥过程为在55℃通风干燥箱内干燥至恒重,即得所述改性的废旧聚碳酸酯塑料颗粒。
作为对上述方案的进一步描述,注塑工艺中使用的为立式注塑机,注塑压力为45bar。
作为对上述方案的进一步描述,所述填料按照重量份计含有以下成分:碳酸钙16份、高岭土15份、滑石粉14份、氧化硅9份。
作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)中所述废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料混合炼制温度为240℃,炼制搅拌速度为40转/分钟。
实施例3
一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,包括以下步骤:
(1)将收集得到的废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料按照50:1的比例进行熔融混合炼制,除去杂质部分,添加占回收塑料质量分数为10%的改性料,该改性料按照重量份计由以下成分组成:聚丙烯35份、填料15份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、马来酸酐接枝聚丙烯10份、玻璃纤维2份、增塑剂1.5份;
(2)回收塑料经过熔炼除杂后降温,在料筒中烘制6小时,将改性料倒在料筒中,继续烘制3小时,料筒烘干温度设定为70℃,并伴有鼓风机送风,将各组分的原料初步混合后加入双螺杆挤出机共混,预热2.0小时后才开始注塑操作;
(3)注塑机各段区域温度分别设定为:射嘴170℃、一段180℃、二段190℃、三段180℃,挤出的线料经循环流动水冷却后送入切粒机造粒,所得颗粒在室温下放置12小时后进行干燥,干燥过程为在60℃通风干燥箱内干燥至恒重,即得所述改性的废旧聚碳酸酯塑料颗粒。
作为对上述方案的进一步描述,注塑工艺中使用的为立式注塑机,注塑压力为50bar。
作为对上述方案的进一步描述,所述填料按照重量份计含有以下成分:碳酸钙18份、高岭土16份、滑石粉15份、氧化硅10份。
作为对上述方案的进一步描述,步骤(1)中所述废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料混合炼制温度为250℃,炼制搅拌速度为45转/分钟。
对比例1
与实施例1的区别仅在于,省略废旧聚丙烯塑料的添加,其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于,省略聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯的添加,其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于,省略丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的添加,其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法制备改性聚碳酸酯塑料颗粒,同时以现有的聚碳酸酯塑料回收利用过程中作为对照,试验中保持无关变量一致,将各组制备得到的塑料颗粒进行加工制作,并进行相应的性能测试,结果如下表所示:
项目 | 断裂伸长率(%) | 抗拉强度(MPa) | 洛氏硬度(HRL) | 弯曲强度 (MPa) |
实施例1 | 4.5 | 54.3 | 75.3 | 69.3 |
实施例2 | 4.6 | 55.7 | 75.8 | 71.2 |
实施例3 | 4.4 | 54.9 | 75.2 | 70.6 |
对比例1 | 3.8 | 49.2 | 68.5 | 65.8 |
对比例2 | 3.9 | 49.6 | 69.3 | 67.5 |
对比例3 | 3.8 | 49.0 | 67.2 | 64.4 |
对照组 | 3.2 | 43.3 | 60.5 | 62.1 |
由此可见:本发明提供的废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,不仅解决了现有废旧聚碳酸酯塑料回收利用率低的问题,改性后的聚碳酸酯塑料还具有综合的优异性能。
Claims (4)
1.一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将收集得到的废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料按照40-50:1的比例进行熔融混合炼制,除去杂质部分,添加占回收塑料质量分数为5-10%的改性料,该改性料按照重量份计由以下成分组成:聚丙烯30-35份、填料10-15份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15-20份、马来酸酐接枝聚丙烯8-10份、玻璃纤维1-2份、增塑剂1.0-1.5份;
(2)回收塑料经过熔炼除杂后降温,在料筒中烘制5-6小时,将改性料倒在料筒中,继续烘制2-3小时,料筒烘干温度设定为60-70℃,并伴有鼓风机送风,将各组分的原料初步混合后加入双螺杆挤出机共混,预热1.5-2.0小时后才开始注塑操作;
(3)注塑机各段区域温度分别设定为:射嘴160-170℃、一段170-180℃、二段180-190℃、三段170-180℃,挤出的线料经循环流动水冷却后送入切粒机造粒,所得颗粒在室温下放置10-12小时后进行干燥,干燥过程为在50-60℃通风干燥箱内干燥至恒重,即得所述改性的废旧聚碳酸酯塑料颗粒。
2.如权利要求1所述一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,其特征在于,注塑工艺中使用的为立式注塑机,注塑压力为40-50bar。
3.如权利要求1所述一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,其特征在于,所述填料按照重量份计含有以下成分:碳酸钙15-18份、高岭土14-16份、滑石粉13-15份、氧化硅8-10份。
4.如权利要求1所述一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法,其特征在于,步骤(1)中所述废旧聚碳酸酯塑料与废旧聚丙烯塑料混合炼制温度为230-250℃,炼制搅拌速度为35-45转/分钟。
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