CN108084626A - 一种增韧改性再生cop材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种增韧改性再生COP材料及其制备方法和应用。所述增韧改性再生COP材料包括以下按重量份计算的组分：COP回收材料60～95份；增韧剂5～40份；所述COP回收材料的重均分子量为20000～40000。本发明以回收的COP材料作为原料，并将COP回收材料与增韧剂在上述用量范围进行组合，使获得的再生COP材料具有优异的韧性，解决了COP材料的再利用问题，拓宽了再生COP材料的应用范围。

Description

一种增韧改性再生COP材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料的技术领域，更具体地，涉及一种增韧改性再生COP材料及其制备方法和应用。
背景技术
环状烯烃聚合物称为COP，具有高透明性、高光泽、高水蒸气阻隔性、高刚性高强度和优异的耐化学性等特点，常用于以光盘基板、光学薄膜、光学纤维等光学材料的领域为代表的各种用途。再生COP材料是此类应用产品报废后产生的COP材料，由于其本身应用领域如光学领域等对材料的高要求，COP回收材料经过再次加工后已不适合该方面的应用，因此需要寻求新的应用领域。但由于COP的韧性太差，因此需要对其进行增韧改性，以满足其作为注塑件的应用。
现有技术大部分关注COP的制备方法及应用领域，对于回收COP尚未有关注，造成资源浪费。如何回收并充分利用这些回收COP，经过科学方法提升使之再生后得到高性能材料、产生新的经济效益是一项利国利民的课题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种增韧改性再生COP材料。所述增韧改性再生COP材料以回收的COP材料作为原料，并利用增韧剂进行改性，提高再生COP材料的韧性，解决了COP的再利用问题，拓宽了再生COP材料的应用范围。
本发明的另一个目的是提供一种制备所述增韧改性再生COP材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种增韧改性再生COP材料，包括以下按重量份计算的组分：
COP回收材料60～95份；
增韧剂5～40份；
所述COP回收材料的重均分子量为20000～40000。
在COP回收材料中添加增韧剂可以提高再生COP材料的韧性，并随着增韧剂用量的增加，再生COP材料的韧性会越强，但是再生COP材料的外观会出现明显分层现象，严重限制了再生COP材料的应用，本发明通过研究发现，特定重均分子量范围的COP回收材料能够降低增韧剂所带来的分层问题，从而可以提高再生COP材料中增韧剂的含量，继而提高再生COP材料的韧性。
本发明以回收的COP材料作为原料，选取特定重均分子量范围的COP回收材料与增韧剂在上述用量范围进行组合，使获得的再生COP材料具有优异的韧性，解决了COP的再利用问题，拓宽了再生COP材料的应用范围。
优选地，所述增韧改性再生COP材料包括以下按重量份计算的组分：
COP回收材料70～90份；
增韧剂10～30份。
本发明所述COP回收材料为废弃的COP制件经过破碎处理后得到的粉碎料。所述粉碎料的粒径一般小于10mm。进一步地，对COP回收材料进行提纯。
所述COP回收材料的主要来源为废弃的COP制件以及水口，其中所述水口为生产COP制件时，COP制件以外的浇口和流道的成型物。
优选地，所述增韧剂为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚烯烃弹性体(POE)中的一种或几种。由于PE、PP与POE和COP的结构有一定的相似处，两者之间有一定的相容性，且相比COP韧性较好，添加到COP中具有一定的增韧作用。
优选地，所述聚乙烯为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)中的一种或几种。
优选地，所述增韧剂为线性低密度聚乙烯、或线性低密度聚乙烯与聚丙烯(PP)和/或聚烯烃弹性体(POE)的组合。
更优选地，所述增韧剂中线性低密度聚乙烯(LLDPE)的含量为25wt％以上。
进一步优选地，所述PE为低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的组合。
更优选地，所述PP为均聚PP或共聚PP中的一种或几种。
更优选地，所述POE为4碳POE或8碳POE中的一种或几种。
进一步地，所述增韧改性再生COP材料还可以含有作为其它组分的助剂，尤其是加工助剂、颜料、稳定剂、阻燃剂，或不同添加剂的混合物。常规添加物质的其它例子是抗氧化剂、热稳定剂、UV稳定剂、润滑剂和脱模剂和颜料。
本发明还公开了所述增韧改性再生COP材料的制备方法，其制备过程包括以下步骤：
S1.将回收的COP制件进行破碎处理，得到粉碎料；
S2.将所述粉碎料、增韧剂按照比例称量后，共混，挤出，冷却，造粒。
进一步地，在步骤S1后，还可以对所述粉碎料进行提纯，提纯步骤可参考现有技术。
本发明的再一个目的是提供所述增韧改性再生COP材料的应用。
相比于高抗冲聚苯乙烯(HIPS)，所述增韧改性再生COP材料的力学性能接近HIPS，但密度更低，耐热性和耐化学性更好，可以用于代替目前使用HIPS的一些领域，如家用电器、办公用品、计算机部件等领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明以COP回收材料作为原料制成再生COP材料，通过控制再生COP材料中COP回收材料和增韧剂的用量配比，使获得的再生COP材料具有优异的性能和外观，力学性能能达到目前常用高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的性能，但密度相比更低。本发明解决了COP的再利用问题，拓宽了再生COP材料的应用范围。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步解释说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应包括在本发明权利要求的保护范围之内。
以下实施例和对比例所用原料均为市购。
本发明所使用的COP材料的来源为水口以及废弃的COP制件，将上述废弃的COP制件经过破碎处理后得到的粉碎料，粉碎料的粒径小于10mm，检测粉碎料的重均分子量。选取一定重均分子量的粉碎料作为以下实施例或对比例所使用的COP回收材料，其中，
COP回收材料1：重均分子量约为30000～40000；
COP回收材料2：重均分子量为20000～30000；
COP回收材料3：重均分子量为50000～60000；
COP回收材料4：重均分子量为5000～10000；
本发明以下实施例及对比例所使用的PE：
组分a-1：LLDPE 7042(中国石油化工股份有限公司茂名分公司)；
组分a-2：LDPE 2426H(中海壳牌石油化工有限公司)；
组分a-3：HDPE 5000S(中国石化扬子石油化工有限公司)；
本发明以下实施例及对比例所使用的PP：
组分b-1：均聚PP PP 1100N(神华宁夏煤业集团有限责任公司)；
组分b-2：共聚PP PP K9010(台湾化学纤维股份有限公司)；
本发明以下实施例及对比例所使用的POE：
组分c：POE ENGAGE 7447(美国陶氏化学)。
本发明的力学性能测试通过以下方法测试：将制备好的增韧改性再生COP材料置于温度为70～80℃的鼓风干燥箱中干燥1～2小时，在注塑机上制样。冷却放置24小时候后测试，力学性能测试标准为ISO标准。
实施例及对比例
按表1的配方将再生COP材料和PE按照比例称量后，通过高混机或者混合机完成共混，挤出，过水冷却，造粒得到柱状颗粒的增韧改性再生COP材料；对该材料进行力学性能测试，数据见表2。
从实施例1～10和对比例1～2可以看出，本发明通过使用PE对再生COP材料进行增韧有明显效果，缺口冲击强度得到了很大的提升，同时随着PE含量的增加缺口冲击强度也明显增加，但PE添加比例达到45份时，虽然韧性最佳，但是材料存在分层现象。从实施例6和实施例7可以看出，在相同增韧剂用量的情况下，LLDPE和LDPE复配时增韧效果更佳。
表1实施例1～10及对比例1～2的具体配比(重量份)
表2实施例1～10及对比例1～2的性能测试结果
注：NB代表无破坏。
实施例11～18
按表3的配方将再生COP材料、PP或POE按照比例称量后，通过高混机或者混合机完成共混，挤出，过水冷却，造粒得到柱状颗粒的增韧改性再生COP材料，对该材料进行力学性能测试，数据见表4。
表3实施例11～18及对比例3的具体配比(重量份)
表4实施例11～18及对比例3的性能测试结果
从实施例11～18和对比例3的性能比较可以看出，通过PP或POE对再生COP材料进行增韧也有明显的增韧效果，共聚PP效果更佳，缺口冲击强度大幅度提升。但同样当添加比例达到45份时，虽然韧性很好，但是材料存在分层现象。
实施例19～30
按表5的配方将再生COP材料、PE、PP或POE按照比例称量后，通过高混机或者混合机完成共混，挤出，过水冷却，造粒得到柱状颗粒的增韧改性再生COP材料，对该材料进行力学性能测试，数据见表6。
表5实施例19～30的具体配比(重量份)
表6实施例19～30的性能测试结果
表7实施例31～32及对比例4～5的具体配比(重量份)
实施例31 实施例32 对比例4 对比例5
COP回收材料1 60 0 0 0
COP回收材料2 0 70 0 0
COP回收材料3 0 0 70 0
COP回收材料4 0 0 0 60
组分a-1 40 30 30 40
表8实施例31～32及对比例4～5的性能测试结果
实施例31 实施例32 对比例4 对比例5
缺口冲击强度(kJ/m2) 16.5 15.3 18.4 5.1
无缺口冲击强度(kJ/m2) NB NB NB 32.3
密度(g/cm3) 0.983 1.004 1.005 0.985
外观 不分层 不分层 分层 不分层
目前市场上应用较广泛的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)，其密度为1.03～1.04g/cm3，缺口冲击强度为10kJ/m2。相比于HIPS，增韧改性再生COP材料力学性能接近HIPS，但密度更低，同时耐化学性和耐热性均更佳，因此拥有很大的应用空间。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种增韧改性再生COP材料，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：
COP回收材料60～95份；
增韧剂5～40份；
所述COP回收材料的重均分子量为20000～40000。
2.根据权利要求1所述的增韧改性再生COP材料，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：
COP回收材料70～90份；
增韧剂10～30份。
3.根据权利要求1或2所述的增韧改性再生COP材料，其特征在于，所述增韧剂为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚烯烃弹性体(POE)中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的增韧改性再生COP材料，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的增韧改性再生COP材料，其特征在于，所述增韧剂为线性低密度聚乙烯、或线性低密度聚乙烯与聚丙烯(PP)和/或聚烯烃弹性体(POE)的组合。
6.根据权利要求5所述的增韧改性再生COP材料，其特征在于，所述增韧剂中线性低密度聚乙烯(LLDPE)的含量为25wt％以上。
7.根据权利要求3所述的增韧改性再生COP材料，其特征在于，所述PP为均聚PP或共聚PP中的一种或几种。
8.根据权利要求3所述的增韧改性再生COP材料，其特征在于，所述POE为4碳POE或8碳POE中的一种或几种。
9.权利要求1～8任一项所述增韧改性再生COP材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将回收的COP制件或水口进行破碎处理，得到粉碎料；
S2.将所述粉碎料、增韧剂按照比例称量后，共混，挤出，冷却，造粒。
10.权利要求1～9任一项所述增韧改性再生COP材料在家用电器、办公用品、计算机部件中的应用。
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