CN109206769B - 一种稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。本发明稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物由以下原料制成：再生聚氯乙烯、硬脂酸酰胺、稻壳粉、相容剂、抗氧剂。本发明稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物具有较高的拉伸强度、弯曲强度、硬度、热变形温度，力学性能优良，本发明稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物制备方法中稻壳粉容易易下料，不会堵住挤出机喂料口或堵塞模头。

Description

一种稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物及其制备方法。
背景技术
稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物，不仅可以充分利用再生聚氯乙烯(回收后的聚氯乙烯)，还可以其降低成本。改性塑料行业应用稻壳粉，是一种变废为宝的举措，可以给农民增收，可以减少稻壳粉的焚烧对环境造成的污染。
现有技术中，通常通过双螺杆挤出机，直接用稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物，这样会存在如下问题：1、稻壳粉灰分含量高，大部分为二氧化硅集中在表面，形成表面疏水层，与再生聚氯乙烯相容性差，导致最终产品力学性能差；2、再生聚氯乙烯与稻壳粉由于堆积密度差异较大，很难混合均匀，稻壳粉在混合时，由于混料机混合时剪切力较强，稻壳粉易被烧焦；3、再生聚氯乙烯与稻壳粉混合均匀后，通过挤出机加工时，下料较为困难；4、再生聚氯乙烯与稻壳粉中经常会含有如石子等固状颗粒，易堵塞挤出机出料模头；5、组合物在熔融挤出时，稻壳粉分散性较差，严重影响产品力学性能。
因此，如何解决稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物的上述问题，生产出性能较好的产品，尤为重要。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物及其制备方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物，所述稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物由以下重量份的原料制成：再生聚氯乙烯100份、硬脂酸酰胺3-6份、稻壳粉15-35份、相容剂2-3份、抗氧剂0.3-0.8份。
优选的，所述稻壳粉经过质量比为5％的异氰酸聚亚甲基聚亚苯基酯喷洒，且稻壳粉含水率＜2％。
优选的，所述稻壳粉为100-200目。
优选的，所述再生聚氯乙烯含水率＜4％。
优选的，所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯共聚物。
优选的，抗氧剂为三(2.2-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(β-(3,5- 二叔丁基-2-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。
一种稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取重量份的再生聚氯乙烯、硬脂酸酰胺，加入混料机中，混料机转速300-400r/min，混合2-5min；
S2、称取重量份的稻壳粉，加入到步骤S1的混料机中，混料机转速300-400r/min，混合2-5min，再加入重量份的相容剂、抗氧剂，混合搅拌1-2min，得到混合物料，备用；
S3、将步骤S2制得的混合物料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，且挤出机的加工温度为一区150-160℃，二区170-180℃，三区190-200℃，四区210-220℃，机头230℃。
优选的，步骤S3所述挤出机外接真空设备。
本发明提供一种稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
本发明稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物具有较高的拉伸强度、弯曲强度、硬度、热变形温度，力学性能优良；
本发明原料中采用再生聚氯乙烯、硬脂酸酰胺、稻壳粉、相容剂、抗氧剂，硬脂酸酰胺能够起到润滑、防粘结的作用。稻壳粉是经过质量比5％的异氰酸聚亚甲基聚亚苯基酯喷洒的稻壳粉，其中异氰酸聚亚甲基聚亚苯基酯中的-N＝C＝O官能团可以与稻壳粉中的-OH基团以共价键形成氨酯链接，另一侧的聚合链与聚氯乙烯基质具有很好的相容性，稻壳粉为100-200目的粒径，不易团聚，稻壳粉分散性好，使得最终产品力学性能好；而且所选再生聚氯乙烯含水率＜4％、稻壳粉含水率＜2％，在挤出过程中不会造成聚氯乙烯降解、聚氯乙烯组合物在拉条过程中出现的断条现象；
本发明稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物的制备方法中，对挤出机没有特殊要求，不需要锥双挤出机，可以采用普通双螺杆挤出机进行挤出造粒，步骤S1和步骤S2中利用合适的混合时间与速度，使硬脂酸酰胺在混合时被剪切力磨擦过热，熔化，均匀的附着在再生聚氯乙烯表面，熔化后的硬脂酸酰胺可以将稻壳粉粘附在再生聚氯乙烯粒子表面，连接再生聚氯乙烯和稻壳粉的“粘结剂”正是硬脂酸酰胺，且混合速度不然会导致部分稻壳粉被“烧焦”，而且所获得的粘满稻壳粉的再生聚氯乙烯粒子，可以很顺畅地加到挤出机，稻壳粉容易下料，不会堵住挤出机喂料口或堵塞模头的现象。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物由以下重量份的原料制成：100份再生聚氯乙烯、3份硬脂酸酰胺、15份稻壳粉、2份乙烯- 丙烯酸酯共聚物、0.1份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168；其中稻壳粉粒径为150目；
本实施例稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取重量份的再生聚氯乙烯、硬脂酸酰胺，加入混料机中，混料机转速300r/min，混合2min；
S2、称取重量份的稻壳粉，加入到步骤S1的混料机中，混料机转速300r/min，混合2min，再加入重量份的相容剂、抗氧剂，混合搅拌 2min，得到混合物料，备用；
S3、将步骤S2制得的混合物料加入双螺杆挤出机，抽真空，挤出造粒，且挤出机的加工温度为一区150℃，二区170℃，三区190℃，四区2100℃，机头230℃。
实施例2：
本实施例稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物由以下重量份的原料制成：100份再生聚氯乙烯、2.5份硬脂酸酰胺、20份稻壳粉、2.5份乙烯-丙烯酸酯共聚物、0.1份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.3抗氧剂 DSTDP；其中稻壳粉粒径为200目；
本实施例稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取重量份的再生聚氯乙烯、硬脂酸酰胺，加入混料机中，混料机转速400r/min，混合5min；
S2、称取重量份的稻壳粉，加入到步骤S1的混料机中，混料机转速350r/min，混合5min，再加入重量份的相容剂、抗氧剂，混合搅拌 2min，得到混合物料，备用；
S3、将步骤S2制得的混合物料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，且挤出机的加工温度为一区160℃，二区180℃，三区200℃，四区220℃，机头230℃。
实施例3：
本实施例稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物由以下重量份的原料制成：100份再生聚氯乙烯、6份硬脂酸酰胺、35份稻壳粉150目、3 份乙烯-丙烯酸酯共聚物、0.2份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、0.3 抗氧剂DSTDP；其中稻壳粉粒径为200目；
本实施例稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取重量份的再生聚氯乙烯、硬脂酸酰胺，加入混料机中，混料机转速400r/min，混合5min；
S2、称取重量份的稻壳粉，加入到步骤S1的混料机中，混料机转速400r/min，混合5min，再加入重量份的相容剂、抗氧剂，混合搅拌 2min，得到混合物料，备用；
S3、将步骤S2制得的混合物料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，且挤出机的加工温度为一区160℃，二区180℃，三区200℃，四区220℃，机头230℃。
对比例：
本对比例稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物由以下重量份的原料制成：100份再生聚氯乙烯、15份稻壳粉、6份润滑剂石蜡、0.2份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168；其中稻壳粉粒径为200目；
本对比例稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取100重量份再生聚氯乙烯、15重量份稻壳粉、6重量份润滑剂石蜡，0.2重量份抗氧剂1010、0.3重量份抗氧剂168，加入混料机中，高混2min，得到混合物料，备用；
S2、将步骤S1制得的混合物料加入双螺杆挤出机，挤出造粒即可，且挤出机的加工温度为一区150-160℃，二区170-180℃，三区 190-200℃，四区210-220℃，机头230℃。
将实施例1-3和对比例制备的材料注塑打样，进行力学性能测试，结果见表1。
表1不同样品力学性能测试结果
Figure 1
表1实施例1-3和对比例制备的材料力学性能测试结果可以看出，本发明的稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物具有较高的拉伸强度、弯曲强度、硬度、热变形温度，力学性能优良。
综上所述，本发明原料中采用再生聚氯乙烯、硬脂酸酰胺、稻壳粉、相容剂、抗氧剂，硬脂酸酰胺能够起到润滑、防粘结的作用。稻壳粉是经过质量比5％的异氰酸聚亚甲基聚亚苯基酯喷洒的稻壳粉，其中异氰酸聚亚甲基聚亚苯基酯中的-N＝C＝O官能团可以与稻壳粉中的 -OH基团以共价键形成氨酯链接，另一侧的聚合链与聚氯乙烯基质具有很好的相容性，稻壳粉为100-200目的粒径，不易团聚，稻壳粉分散性好，使得最终产品力学性能好；而且所选再生聚氯乙烯含水率＜4％、稻壳粉含水率＜2％，在挤出过程中不会造成聚氯乙烯降解、聚氯乙烯组合物在拉条过程中出现的断条现象；
本发明稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物的制备方法中，对挤出机没有特殊要求，不需要锥双挤出机，可以采用普通双螺杆挤出机进行挤出造粒，步骤S1和步骤S2中利用合适的混合时间与速度，使硬脂酸酰胺在混合时被剪切力磨擦过热，熔化，均匀的附着在再生聚氯乙烯表面，熔化后的硬脂酸酰胺可以将稻壳粉粘附在再生聚氯乙烯粒子表面，连接再生聚氯乙烯和稻壳粉的“粘结剂”正是硬脂酸酰胺，且混合速度不然会导致部分稻壳粉被“烧焦”，而且所获得的粘满稻壳粉的再生聚氯乙烯粒子，可以很顺畅地加到挤出机，稻壳粉容易下料，不会堵住挤出机喂料口或堵塞模头的现象。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物，其特征在于，所述稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物由以下重量份的原料制成：再生聚氯乙烯100份、硬脂酸酰胺3-6份、稻壳粉15-35份、相容剂2-3份、抗氧剂0.3-0.8份；
其中，所述稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物 的制备方法包括以下步骤：
S1、称取重量份的再生聚氯乙烯、硬脂酸酰胺，加入混料机中，混料机转速300-400r/min，混合2-5min；
S2、称取重量份的稻壳粉，加入到步骤S1的混料机中，混料机转速300-400r/min，混合2-5 min，再加入重量份的相容剂、抗氧剂，混合搅拌1-2min，得到混合物料，备用；
S3、将步骤S2制得的混合物料加入双螺杆挤出机，挤出造粒；
所述稻壳粉经过质量比为5%的异氰酸聚亚甲基聚亚苯基酯喷洒，且稻壳粉含水率＜2%；
所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯共聚物。
2.根据权利要求1所述的稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物，其特征在于：所述稻壳粉为100-200目。
3.根据权利要求1所述的稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物，其特征在于：所述再生聚氯乙烯含水率＜ 4%。
4.根据权利要求1所述的稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物，其特征在于：抗氧剂为三（2.2- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯、四（β-(3,5- 二叔丁基-2- 羟基苯基) 丙酸）季戊四醇酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物，其特征在于：所述双螺杆挤出机的加工温度为一区150-160℃，二区170-180℃，三区190-200℃，四区210-220℃，机头230℃。
6.根据权利要求1所述的稻壳粉改性再生聚氯乙烯组合物，其特征在于：步骤S3所述挤出机外接真空设备。
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