CN107603166A - 一种废旧pet再制造方法 - Google Patents

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李慧
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Abstract

本发明公开了一种废旧PET再制造方法,包括如下步骤:(1)原料称取(2)原料处理、(3)混料处理、(4)融料处理、(5)成型处理。本发明对废旧PET的制造工艺进行了特殊的改进处理,有效提升了材料整体的力学特性、耐腐性能、使用寿命等,综合品质较好,具有很好的推广应用价值。

Description

一种废旧PET再制造方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种废旧PET再制造方法。
背景技术
众所周知,随着地球资源的持续减少以及人们对环境问题的持续关注,如何实现可持续发展已经成为了世界性的课题。塑料作为一种材料,在许多方面都发挥着重要作用,但是塑料的后处理同样是一个难题,如果处理不善就会对环境造成污染。因此塑料回收再利用就显得尤为重要,这样不仅能够有效地避免塑料对环境造成污染,还能够节约资源。聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 的应用领域十分广泛,如电子电器方面:电气插座、电子连接器、灯罩外壳;纤维纺丝:涤纶;吹瓶:各种饮料和矿泉水瓶;包装:片材、薄膜等。PET是目前最重要的合成材料之一,具有良好的耐热性、耐药品性、力学性能和电学性能,尤其是透明性好、绝缘性佳,较低的生产成本和较高的性能价格比。PET 价格低廉,具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和力学强度高等特性,广泛用于合成涤纶纤维及薄膜制造、民用吹塑,还可以作为工程塑料用于机械、电子、汽车、电器制造和消费品。而一次性PET包装瓶被丢弃后造成的环境污染日益严重,已经引起了世界范围内的关注。回收废旧PET 瓶不但可以减少环境污染,而且可以节约资源,然而,废旧聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)在一次或多次加工后,会产生比较严重的降解,如果不采取措施加以弥补就直接用来生产的话,那么加工性能和所生产出的产品机械性能就会很差,表观还发黄,无法满足使用的要求,引起聚酯性能劣化,使聚酯的特性粘数降低、颜色变化、羧基增加等缺陷,不能满足使用要求。同时,由于 PET 的玻璃化温度、熔点比较高,模温高,结晶速度较慢且随树脂相对分子质量的增大而降低,结晶速率小、结晶结构不均匀,成型加工困难、成型周期长,制品表面粗糙、光泽度差,冲击韧性也不好,吸水性大等缺点,因而大大限制了 PET 的二次利用效率,因此如何提高回收 PET 的性能就显得至关重要。目前,PET 回收产业有了较大的发展,但回收后的 PET 材料制作的产品质量大不如回收前 PET 材料制备的产品,其性能需要进一步的改善。
申请公布号为 02160127.5与公布号为 200310103224.7 的专利公开了一种对苯二甲酸乙二醇酯组合物,这两种组合物具有良好的韧性和加工性能,并同时保持有较好的强度和刚性,但是该组合物未采用回收的 PET 材料,制作成本较高。申请公布号为CN103146159A 的专利公开了一种废旧 PET 耐热增粘增强复合材料及其制备工艺,废旧PET 耐热增粘增强复合材料在生产时加入复配扩链剂,使 PET 的分子量得到增加,粘度增强,通过添加增韧剂和增强剂提高材料的韧性和强度,通过加入成核剂缩短材料的成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能,通过添加抗氧剂,抑制或延缓制品的氧化或自动氧化过程,提高制品的质量,但是复配扩链剂的添加使得工艺控制难度较大,而且反应后的产品稳定程度受影响。
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PET再制造方法,通过对现有废旧PET的特殊加工处理,最终制得了一种综合特性优异的PET材料。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种废旧PET再制造方法,包括如下步骤:
(1)原料称取:
按对应重量份称取下列原料成分:80~85份废旧PET、8~12份乙丙橡胶、4~7份环氧树脂、5~8份聚甲基丙烯酸甲酯、3~5份碳纳米管纤维、2~5份改性纳米二氧化钛、2~4份凡士林、1~3份硬脂酸钙、4~6份聚乙烯醇、0.2~0.5份抗氧剂、0.1~0.3份紫外线吸收剂;
(2)原料处理:
将步骤(1)称取的废旧PET进行清洗、烘干、粉碎后备用;
(3)混料处理:
将步骤(2)处理后的废旧PET与步骤(1)称取的乙丙橡胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、碳纳米管纤维、改性纳米二氧化钛、凡士林、硬脂酸钙、聚乙烯醇、抗氧剂、紫外线吸收剂按对应重量份共同放入到搅拌机内,高速搅拌均匀后得混合料备用;
(4)融料处理:
将步骤(3)所得的混合料放入到融料机内,对混合料进行熔融处理,完成后得熔融料备用;
(5)成型处理:
对步骤(4)所得的熔融料进行挤出成型、冷却处理后即可。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的改性纳米二氧化钛的制备方法是:将纳米二氧化钛放入到硅烷偶联剂内浸泡改性处理40~50min后取出,然后在80~85℃的条件下干燥处理30~35min后即可。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的任意一种。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9中的任意一种。
进一步的,步骤(2)中所述废旧PET粉碎后的颗粒直径不大于5cm。
进一步的,步骤(3)中所述高速搅拌的转速为1000~1200转/分钟。
进一步的,步骤(4)中所述熔融处理时保持融料机内的温度为260~270℃、压力为2.2~2.4MPa,在熔融时还向融料机内加入混合料总质量0.3~0.6%的稀土。
为了改善废旧PET材料的使用特性,现多数方法选择在原料中添加各种助剂,虽然取得了不错的效果,但此方式不仅提升了制造成本,同时增加了生产难度,在对废旧PET熔融处理时所需的温度多为300℃以上,相对较高,在熔融过程中高温同样对高分子分子链具有损害作用,进而影响了成品材料的特性。基于上述问题,本发明对废旧PET的再利用方法进行了特殊的改进处理,添加的乙丙橡胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇成分有效增强了废旧PET的韧性、粘度等特性,添加的碳纳米管纤维、改性纳米二氧化钛成分有效提升了废旧PET的强度、耐磨、耐腐等特性,添加的抗氧剂、紫外线吸收剂有效提高了废旧PET的抗氧、抗老化等特性,上述多种物质成分的共同配合,为废旧PET再生原料的整体品质奠定了良好的物质基础;而PET材料的性能不仅由原料成分决定,同时还与加工方法息息相关,对此本发明在后续的加工处理过程中,又对PET的熔融工艺进行了改进,具体是降低了熔融过程的温度,对应的添加了稀土成分,提升了熔融时的压力,利用高压和稀土催化促进熔融反应的进程,进而降低了温度的需求度,此方式较高温熔融处理更利于增强PET的力学强度特性,并提升了PET的结晶放热焓、结晶速率常数,缩短了半结晶时长,促进了熔融反应的进程,进一步改善了PET的强度、韧性等品质。
本发明相比现有技术具有以下优点:
本发明对废旧PET的制造工艺进行了特殊的改进处理,有效提升了材料整体的力学特性、耐腐性能、使用寿命等,综合品质较好,具有很好的推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种废旧PET再制造方法,包括如下步骤:
(1)原料称取:
按对应重量份称取下列原料成分:80份废旧PET、8份乙丙橡胶、4份环氧树脂、5份聚甲基丙烯酸甲酯、3份碳纳米管纤维、2份改性纳米二氧化钛、2份凡士林、1份硬脂酸钙、4份聚乙烯醇、0.2份抗氧剂、0.1份紫外线吸收剂;
(2)原料处理:
将步骤(1)称取的废旧PET进行清洗、烘干、粉碎后备用;
(3)混料处理:
将步骤(2)处理后的废旧PET与步骤(1)称取的乙丙橡胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、碳纳米管纤维、改性纳米二氧化钛、凡士林、硬脂酸钙、聚乙烯醇、抗氧剂、紫外线吸收剂按对应重量份共同放入到搅拌机内,高速搅拌均匀后得混合料备用;
(4)融料处理:
将步骤(3)所得的混合料放入到融料机内,对混合料进行熔融处理,完成后得熔融料备用;
(5)成型处理:
对步骤(4)所得的熔融料进行挤出成型、冷却处理后即可。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的改性纳米二氧化钛的制备方法是:将纳米二氧化钛放入到硅烷偶联剂内浸泡改性处理40min后取出,然后在80℃的条件下干燥处理30min后即可。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-P。
进一步的,步骤(2)中所述废旧PET粉碎后的颗粒直径不大于5cm。
进一步的,步骤(3)中所述高速搅拌的转速为1000转/分钟。
进一步的,步骤(4)中所述熔融处理时保持融料机内的温度为260℃、压力为2.2MPa,在熔融时还向融料机内加入混合料总质量0.3%的稀土。
实施例2
一种废旧PET再制造方法,包括如下步骤:
(1)原料称取:
按对应重量份称取下列原料成分:83份废旧PET、10份乙丙橡胶、6份环氧树脂、7份聚甲基丙烯酸甲酯、4份碳纳米管纤维、4份改性纳米二氧化钛、3份凡士林、2份硬脂酸钙、5份聚乙烯醇、0.4份抗氧剂、0.2份紫外线吸收剂;
(2)原料处理:
将步骤(1)称取的废旧PET进行清洗、烘干、粉碎后备用;
(3)混料处理:
将步骤(2)处理后的废旧PET与步骤(1)称取的乙丙橡胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、碳纳米管纤维、改性纳米二氧化钛、凡士林、硬脂酸钙、聚乙烯醇、抗氧剂、紫外线吸收剂按对应重量份共同放入到搅拌机内,高速搅拌均匀后得混合料备用;
(4)融料处理:
将步骤(3)所得的混合料放入到融料机内,对混合料进行熔融处理,完成后得熔融料备用;
(5)成型处理:
对步骤(4)所得的熔融料进行挤出成型、冷却处理后即可。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的改性纳米二氧化钛的制备方法是:将纳米二氧化钛放入到硅烷偶联剂内浸泡改性处理45min后取出,然后在83℃的条件下干燥处理32min后即可。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的抗氧剂为抗氧剂1076。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-O。
进一步的,步骤(2)中所述废旧PET粉碎后的颗粒直径不大于5cm。
进一步的,步骤(3)中所述高速搅拌的转速为1100转/分钟。
进一步的,步骤(4)中所述熔融处理时保持融料机内的温度为265℃、压力为2.3MPa,在熔融时还向融料机内加入混合料总质量0.5%的稀土。
实施例3
一种废旧PET再制造方法,包括如下步骤:
(1)原料称取:
按对应重量份称取下列原料成分:85份废旧PET、12份乙丙橡胶、7份环氧树脂、8份聚甲基丙烯酸甲酯、5份碳纳米管纤维、5份改性纳米二氧化钛、4份凡士林、3份硬脂酸钙、6份聚乙烯醇、0.5份抗氧剂、0.3份紫外线吸收剂;
(2)原料处理:
将步骤(1)称取的废旧PET进行清洗、烘干、粉碎后备用;
(3)混料处理:
将步骤(2)处理后的废旧PET与步骤(1)称取的乙丙橡胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、碳纳米管纤维、改性纳米二氧化钛、凡士林、硬脂酸钙、聚乙烯醇、抗氧剂、紫外线吸收剂按对应重量份共同放入到搅拌机内,高速搅拌均匀后得混合料备用;
(4)融料处理:
将步骤(3)所得的混合料放入到融料机内,对混合料进行熔融处理,完成后得熔融料备用;
(5)成型处理:
对步骤(4)所得的熔融料进行挤出成型、冷却处理后即可。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的改性纳米二氧化钛的制备方法是:将纳米二氧化钛放入到硅烷偶联剂内浸泡改性处理50min后取出,然后在85℃的条件下干燥处理35min后即可。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的抗氧剂为抗氧剂168。
进一步的,步骤(1)、步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-9。
进一步的,步骤(2)中所述废旧PET粉碎后的颗粒直径不大于5cm。
进一步的,步骤(3)中所述高速搅拌的转速为1200转/分钟。
进一步的,步骤(4)中所述熔融处理时保持融料机内的温度为270℃、压力为2.4MPa,在熔融时还向融料机内加入混合料总质量0.6%的稀土。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比,省去步骤(1)原料称取中的改性纳米二氧化钛成分,除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比,省去步骤(4)融料处理中的增压处理操作,除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比,省去步骤(4)融料处理中的稀土添加操作,除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比,省去步骤(4)融料处理中的增压处理操作和稀土添加操作,并将融料机内的温度升至320℃,除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有的废旧PET再制造方法。
为了对比本发明效果,选用同一批回收处理的废旧PET作为实验对象,分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对照组所述的方法进行加工处理,完成后对各组制得的成品PET材料进行性能测试,具体对比数据如下表1所示:
表1
拉伸强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 相对耐腐蚀度 缺口冲击强度(J/m)
实施例2 111.2 173.8 0.8 172
对比实施例1 106.0 162.7 1.3 150
对比实施例2 103.3 157.4 1.5 135
对比实施例3 100.6 154.9 1.7 126
对比实施例4 95.6 148.7 2.0 86
对照组 93.5 145.6 2.2 75
由上表1可以看出,本发明处理方法能有效的改善PET再制造料的性能,提升了其综合使用品质,延长了其使用寿命,具有很好的推广价值。

Claims (7)

1.一种废旧PET再制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)原料称取:
按对应重量份称取下列原料成分:80~85份废旧PET、8~12份乙丙橡胶、4~7份环氧树脂、5~8份聚甲基丙烯酸甲酯、3~5份碳纳米管纤维、2~5份改性纳米二氧化钛、2~4份凡士林、1~3份硬脂酸钙、4~6份聚乙烯醇、0.2~0.5份抗氧剂、0.1~0.3份紫外线吸收剂;
(2)原料处理:
将步骤(1)称取的废旧PET进行清洗、烘干、粉碎后备用;
(3)混料处理:
将步骤(2)处理后的废旧PET与步骤(1)称取的乙丙橡胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、碳纳米管纤维、改性纳米二氧化钛、凡士林、硬脂酸钙、聚乙烯醇、抗氧剂、紫外线吸收剂按对应重量份共同放入到搅拌机内,高速搅拌均匀后得混合料备用;
(4)融料处理:
将步骤(3)所得的混合料放入到融料机内,对混合料进行熔融处理,完成后得熔融料备用;
(5)成型处理:
对步骤(4)所得的熔融料进行挤出成型、冷却处理后即可。
2.根据权利要求1所述的一种废旧PET再制造方法,其特征在于,步骤(1)、步骤(3)中所述的改性纳米二氧化钛的制备方法是:将纳米二氧化钛放入到硅烷偶联剂内浸泡改性处理40~50min后取出,然后在80~85℃的条件下干燥处理30~35min后即可。
3.根据权利要求1所述的一种废旧PET再制造方法,其特征在于,步骤(1)、步骤(3)中所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种废旧PET再制造方法,其特征在于,步骤(1)、步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种废旧PET再制造方法,其特征在于,步骤(2)中所述废旧PET粉碎后的颗粒直径不大于5cm。
6.根据权利要求1所述的一种废旧PET再制造方法,其特征在于,步骤(3)中所述高速搅拌的转速为1000~1200转/分钟。
7.根据权利要求1所述的一种废旧PET再制造方法,其特征在于,步骤(4)中所述熔融处理时保持融料机内的温度为260~270℃、压力为2.2~2.4MPa,在熔融时还向融料机内加入混合料总质量0.3~0.6%的稀土。
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