CN108485029B - Pe直壁管管材用改性再生专用料 - Google Patents

Pe直壁管管材用改性再生专用料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及PE再生料，尤其涉及一种PE直壁管管材专用再生料及其制备方法。本发明提供的PE直壁管管材用改性PE再生料，该再生料包括下述重量份的组分：HDPE薄膜级粉碎料5‑10份，HDPE吹塑级低融指粉碎料15‑40份，HDPE管材级低融指粉碎料5‑15份，HDPE吹塑级中融指粉碎料28‑65份，LDPE高压颗粒2‑10份，HDPE管材级超低融指粉碎料2‑10份，复合助剂1‑2份；其中，所述的复合助剂包括邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硬脂酸锌、硬脂酸、过氧化二叔丁基和黑色母。本发明提供的该改性PE再生料用于制备PE直壁管，其性能指标符合PE直壁管管材标准，性能稳定，且该PE改性再生料制备方法简单，实用性强。

Description

PE直壁管管材用改性再生专用料
技术领域
本发明涉及PE再生料，尤其涉及一种PE直壁管管材专用再生料及其制备方法。
背景技术
塑料与钢材、木材、水泥是当今世界的四大基础材料，占据着极其重要的地位。我国塑料工业与美国、日本等发达国家相比发展历史较短，但发展速度很快，已跻身于塑料工业大国的行列。另一方面，我国是塑料消费大国，也是塑料原料贫乏的国家。随着塑料制品的应用日益广泛，塑料废弃物的处理己经成了十分棘手的问题，其产生的白色污染已经成为全球性的公害。资源贫乏和环境污染两大因素已经严重制约了塑料工业的发展。遵循循环经济的理念，构筑节约资源、低碳经济、环境和谐型社会及实施可持续发展的战略，加速塑料废弃物回收资源化再利用，塑料工业与环境协调发展，已成为世界塑料工业发展的总趋势和重要战略。塑料再生利用是解决塑料资源贫乏的主要途径之一，同时也是保护环境，节约能源的首选途径之一。近年来，我国塑料工业仍以年均10％左右的速度增长，而且使用寿命较短的包装材料、日用品消费量在塑料制品总消费量中占50％以上，因此我国塑料废弃物的治污任务繁重，资源化潜力很大。
在塑料工业中聚乙烯(PE)的产量最大、用途最广、消费量最大，其废旧塑料量也相当惊人。据不完全统计，废旧聚乙烯量占整个废旧塑料量的48％。聚乙烯品种较多，常用的分类方法是根据密度的不同，分为四个品种：高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。由于分子结构等原因，聚乙烯废弃物在自然环境中很难降解，对环境造成污染。随着聚乙烯消费市场的不断扩大，聚乙烯类消费产品的不断增多和多样化，其废弃物数量也在日益增加，对废旧聚乙烯的回收利用是废旧塑料回收利用的重点。废聚乙烯的回收途径主要有：(1)掩埋；(2)焚烧；(3)再生利用。其中前两种回收方法会带来二次污染，且回收产品的附加值低。
废旧聚乙烯的直接再生制品已经广泛应用于工业、农业、建筑业、日常生活等多个领域。由于当前我国的废旧聚乙烯的回收水平不高，因此废聚乙烯的直接再生利用仍然具有较为广阔的前景。PE再生利用包括直接再生利用和改性再生利用。废旧聚乙烯直接利用是指将废旧聚烯烃经过清洗、破碎等工艺后，混入一定量的助剂，进行塑化加工成型，或通过造粒后加工成制品，这种利用工艺简单易行，容易获利。当废旧塑料经过使用后，发生了一定程度的老化，即降解或交联，同时由于加工助剂的迁移，都会导致废旧塑料的力学性能及其他性能比较低。所以直接再生利用的产品性能及档次较低，应用面也窄，因此改性再生利用是废旧塑料回收利用的最好途径。改性再生利用是通过物理改性或化学改性实现的，使其力学性能、使用性能等达到应用要求。再生聚乙烯的改性方法主要有共混改性、填充改性、增韧改性和化学改性。
对于聚乙烯(PE)管而言，PE管由于其自身独特的优点被广泛的应用于建筑给水，建筑排水，埋地排水管，建筑采暖、燃气输配、输气管，电工与电讯保护套管、工业用管、农业用管等，需求旺盛，如能以PE再生料生产出高质量的PE管，对于缓解资源紧张、治理塑料污染及降低PE管成本等都有重要意义。中国发明CN 103029230B提供了一种管道专用HDPE再生料的制备方法。但是，该发明是将不同种类的HDPE回收料进行了混合，回收的PE种类少，且不同种类的HDPE自身性能不同，混合后得到的再生料的性能无法控制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种回收料来源广，各回收料用量比例明确、各回收料之间相容性好，性能稳定的改性PE再生料，该改性PE再生料用于制备PE直壁管，其性能指标符合PE直壁管管材标准，性能稳定，且该PE改性再生料制备方法简单，实用性强。
本发明的目的还在于提供一种PE直壁管管材用改性PE再生料的制备方法。
本发明提供了一种PE直壁管管材用改性PE再生料，该再生料包括下述重量份的组分：
HDPE薄膜级粉碎料5-10份，HDPE吹塑级低融指粉碎料15-40份，HDPE管材级低融指粉碎料5-15份，HDPE吹塑级中融指粉碎料28-65份，LDPE高压颗粒2-10份，HDPE管材级超低融指粉碎料2-10份，复合助剂1-2份；其中，所述的复合助剂包括邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硬脂酸锌、硬脂酸、过氧化二叔丁基和黑色母。
进一步地，本发明所述的HDPE薄膜级粉碎料的MRF为1-1.5；
进一步地，本发明所述的HDPE吹塑级低融指粉碎料的熔融指数MFR为0.2-0.5。
进一步地，本发明所述的HDPE管材级低融指粉碎料的MFR为0.3-0.8。
进一步地，本发明所述的HDPE吹塑级中融指粉碎料的MFR为1.8-2.2。
进一步地，本发明所述的LDPE高压颗粒为LDPE薄膜级再生颗粒，MFR为4-6。
进一步地，本发明所述的HDPE管材级超低融指粉碎料的MFR＜0.1。
进一步地，本发明所述的复合助剂中邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硬脂酸锌、硬脂酸、过氧化二叔丁基和黑色母的重量比为10-25∶0.5-4∶0.1-0.5∶8-18∶5-15；优选地，所述的邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硬脂酸锌、硬脂酸、过氧化二叔丁基和黑色母的重量比为13-22∶1-2∶0.3-0.5∶14-18∶10-15；更优选地，所述的邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、硬脂酸锌、硬脂酸、过氧化二叔丁基和黑色母的重量比为21∶1.5∶0.5∶17∶13。
本发明还提供了一种PE直壁管管材用改性PE再生料的制备方法，该制备方法包括下述顺序的步骤：
1)按照上述组分及重量份数进行备料；
2)将备好的原料投入搅拌机进行充分搅拌；
3)造粒机预热好后，用喂料机将搅拌好的原料投入造粒机器在190-220℃进行加热熔融；
4)熔融料经螺杆挤出，经过热切机切出成颗粒。
本发明制备得到的PE直壁管管材用改性PE再生料的熔融指数(溶体流动速率)MFR＜1.25g/10min，断裂伸长率＞300％，拉伸强度＞17MPa。
本发明的有益效果在于：
1.本发明提供的PE直壁管管材用改性PE再生料，由多种来源的废旧塑料回收料制备得到，充分利用了各种废旧塑料，回收范围广，实用性强。
2.本发明提供的PE直壁管管材用改性再生料，在少量复合助剂的作用下，改善了各原料相容性及理化性能及状态，使得制备得到的PE再生料的性能指标大幅提升。
3.本发明提供的PE直壁管管材用改性PE再生料，各回收料用量明确，制备得到的再生料质量稳定，且性能优异，可很好地替代新生料用于PE直壁管的制备，环保节能。本发明制备得到的PE直壁管管材用改性PE再生料的性能指标为：熔融指数(溶体流动速率)MFR＜1.25g/10min，断裂伸长率＞300％，拉伸强度＞17MPa，完全满足PE直壁管的原料标准。
4、本发明提供的PE直壁管管材用改性PE再生料，采用复合助剂和原料直接混合后熔融造粒的方法，步骤简单易操作，成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。这些实施例仅是对本发明的典型描述，但本发明不限于此。
以下实施例中，实施例1中，所用的HDPE薄膜级粉碎料为HDPE黑膜粉碎料，MRF为1.0；所用的HDPE吹塑级低融指粉碎料为HDPE大蓝桶粉碎料，MRF为0.2；所用的HDPE管材级低融指粉碎料为HDPE黑管粉碎料，MRF为0.3；所用的HDPE吹塑级中融指粉碎料为PE洗化用品粉碎料，MRF为1.8；所用的LDPE高压颗粒为LDPE薄膜级再生颗粒，MRF为4，购自泰国金环；所用的HDPE管材级超低融指粉碎料为HDPE天然气管道粉碎料，MRF为0.09；所用的黑色母购自江苏亚中环保科技有限公司，黑色母牌号8068A。
实施例2中，所用的HDPE薄膜级粉碎料为HDPE黑膜粉碎料，MRF为1.5；所用的HDPE吹塑级低融指粉碎料为HDPE大蓝桶粉碎料，MRF为0.5；所用的HDPE管材级低融指粉碎料为HDPE黑管粉碎料，MRF为0.8；所用的HDPE吹塑级中融指粉碎料为PE洗化用品粉碎料，MRF为2.2；所用的LDPE高压颗粒为LDPE薄膜级再生颗粒，MRF为6，购自泰国金环；所用的HDPE管材级超低融指粉碎料为HDPE天然气管道粉碎料，MRF为0.06；所用的黑色母购自江苏亚中环保科技有限公司，黑色母牌号8068A。
实施例3及对比例1-3中，所用HDPE薄膜级粉碎料为HDPE黑膜粉碎料，MRF为1.2；所用的HDPE吹塑级低融指粉碎料为HDPE大蓝桶粉碎料，MRF为0.4；所用的HDPE管材级低融指粉碎料为HDPE黑管粉碎料，MRF为0.5；所用的HDPE吹塑级中融指粉碎料为PE洗化用品粉碎料，MRF为1.9；所用的LDPE高压颗粒为LDPE薄膜级再生颗粒，MRF为5，购自泰国金环；所用的HDPE管材级超低融指粉碎料为HDPE天然气管道粉碎料，MRF为0.08；所用的黑色母购自江苏亚中环保科技有限公司，黑色母牌号8068A。
实施例1
一种PE直壁管管材用改性PE再生料，该再生料组分见表1；
该再生料的制备方法为：
1)按照上述组分及重量份数进行备料；
2)将备好的原料投入搅拌机进行充分搅拌；
3)造粒机预热好后，用喂料机将搅拌好的原料投入造粒机器进行加热熔融，熔融温度200℃；
4)熔融料经螺杆挤出，经过热切机切出成颗粒。
表1
Figure BDA0001602025930000051
实施例2-4及对比例1-3提供的PE直壁管管材用改性PE再生料的组分分别见表1；再生料的制备方法同实施例1。各实施例及对比例制备的再生料的性能指标见表1。
其中，熔体流动速率(MFR)：按GB/T3682-2000进行试验，在XNR-400C型熔体流动速度仪上测试。测试温度为190℃，负载2.16kg。
拉伸强度：按GB/T1040.2-2006标准进行试验，在QJ-210A电子万能材料试验机上测试。
断裂伸长率：按GB/T1040.2-2006标准进行试验，在QJ-210A电子万能材料试验机上测试。

Claims (3)

1.一种PE直壁管管材用改性PE再生料，其特征在于，所述的再生料包括下述重量份的组分：
HDPE薄膜级粉碎料10份，HDPE吹塑级低融指粉碎料20份，HDPE管材级低融指粉碎料10份，HDPE吹塑级中融指粉碎料44份，LDPE高压颗粒 5份，HDPE管材级超低融指粉碎料10份，复合助剂 1份；
所述的复合助剂为重量比为21∶1.5∶0.5∶17∶13的邻苯二甲酸二辛脂、硬脂酸锌、硬脂酸、过氧化二叔丁基和黑色母；
所述HDPE薄膜级粉碎料为HDPE黑膜粉碎料，MFR为1.2；所述的HDPE吹塑级低融指粉碎料为HDPE大蓝桶粉碎料，MFR为0.4；所述的HDPE管材级低融指粉碎料为HDPE黑管粉碎料，MFR为0.5；所述的HDPE吹塑级中融指粉碎料为PE洗化用品粉碎料，MFR为1.9；所述的LDPE高压颗粒为LDPE薄膜级再生颗粒，MFR为5；所述的HDPE管材级超低融指粉碎料为HDPE天然气管道粉碎料，MFR为0.08。
2.如权利要求1所述的PE直壁管管材用改性PE再生料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述顺序的步骤：
1）按照上述组分及重量份数进行备料；
2）将备好的原料投入搅拌机进行充分搅拌；
3）造粒机预热好后，用喂料机将搅拌好的原料投入造粒机器进行加热熔融；
4）熔融料经螺杆挤出，经过热切机切出成颗粒。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3）所述的熔融温度为190-220 ℃。
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