CN107446337A - 一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法 - Google Patents

一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法 Download PDF

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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

一种废旧聚碳酸酯塑料的改性方法
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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