CN110105702A - 一种废旧abs塑料再生加工改性abs塑料颗粒的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺，涉及废旧塑料再生技术领域，包括以下步骤：(1)配料，(2)混料，(3)熔融塑化，(4)挤出，(5)造粒；本发明通过对废旧ABS塑料的再生加工，实现了废旧ABS塑料的循环使用；并且经多种功能助剂的协同作用和加工工艺的控制制得改性ABS塑料颗粒，所制改性ABS塑料颗粒的加工成型性好，由其加工制成的塑料制品具有优异的机械性能和耐候性能，并且光泽度好，适用于作为汽车专用料以用于汽车配件的加工。

Description

一种废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺
技术领域：
本发明涉及废旧塑料再生技术领域，具体涉及一种废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺。
背景技术：
ABS塑料是丙烯腈(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS兼具这三种组元的共同性能，S使其耐化学腐蚀、耐热并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此，ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、用途广泛的塑料材料，广泛应用于机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工行业中。
现如今汽车塑料市场需求量大，为了提高资源利用率，塑料改性行业将市场上回收的ABS废旧塑料以一定比例添加到新的ABS料中生产汽车专用料。但由于ABS废旧塑料性能下降严重，外观光泽度差，性能差距显著，因此仅能少部分回收使用到汽车专用料中，大部分仍然无法得到再生利用，从而造成了资源的严重浪费。
为了解决这一问题，本公司开发出一种废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺，通过功能助剂的添加和再生工艺的控制制得改性ABS塑料颗粒，所制改性ABS塑料颗粒的加工成型性好，由其加工制成的塑料制品具有优异的机械性能和耐候性能，并且光泽度好，适用于作为汽车专用料以用于汽车配件的加工。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺，所制改性ABS塑料颗粒的加工成型性好，由其加工制成的塑料制品具有优异的机械性能和耐候性能，并且光泽度好。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺，包括以下步骤：
(1)配料：按设定比例分别称取废旧ABS破碎料、增强剂、耐候剂、相容剂和无卤阻燃剂；
(2)混料：将上述配料加入到高速混合机中，于转速300-800r/min下混合，即得预混料；
(3)熔融塑化：将预混料加入双螺杆挤出机中，加热至熔融状态塑化，螺杆转速300-450r/min，八个温区温度分别为一区190-200℃，二区200-210℃，三区210-220℃，四区210-220℃，五区220-230℃，六区220-230℃，七区235-245℃，八区235-245℃，机头235-245℃；
(4)挤出：将熔体经挤出机挤成条状结构，通过水冷槽冷却硬化，冷却水温20-40℃；
(5)造粒：将冷却后的条状塑料牵引至切粒机造粒，过筛，即得改性ABS塑料颗粒。
所述增强剂选自纳米碳酸钙、气相二氧化硅中的一种。
所述耐候剂为聚丙烯酸锌包覆石棉绒，其制备方法为：将石棉绒加入95％乙醇，再加入丙烯酸锌和偶氮二异丁腈，然后加热至回流状态进行反应，反应结束后用95％乙醇离心洗涤三次，并烘干至恒重，最后经0℃冷冻处理后制成粉体，即得聚丙烯酸锌包覆石棉绒。
丙烯酸锌经原位聚合生成聚丙烯酸锌，生成的聚丙烯酸锌包覆在石棉绒表面上，从而使所制聚丙烯酸锌包覆石棉绒具有优良的耐候性能。
所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐中的一种或两种的混合物。
所述无卤阻燃剂选自聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸锌、氢氧化铝、三氧化锑中的一种。
为了进一步提高所制改性ABS塑料颗粒的使用性能，还可以在挤出工序后增加热处理操作，具体如下：
(1)配料：按设定比例分别称取废旧ABS破碎料、增强剂、耐候剂、相容剂和无卤阻燃剂；
(2)混料：将上述配料加入到高速混合机中，于转速300-800r/min下混合，即得预混料；
(3)熔融塑化：将预混料加入双螺杆挤出机中，加热至熔融状态塑化，螺杆转速300-450r/min，八个温区温度分别为一区190-200℃，二区200-210℃，三区210-220℃，四区210-220℃，五区220-230℃，六区220-230℃，七区235-245℃，八区235-245℃，机头235-245℃；
(4)挤出：将熔体经挤出机挤成条状结构，通过水冷槽冷却硬化，冷却水温20-40℃；
(5)热处理：将条状塑料以5-10℃/min的升温速度加热至150-160℃后保温0.5-1h，并以3-5℃/min的降温速度冷却至60-70℃保温5-30min，最后自然冷却至室温；
(6)造粒：将经热处理后的条状塑料牵引至切粒机造粒，过筛，即得改性ABS塑料颗粒。
为了进一步提高纳米碳酸钙作为增强剂的增强性能，本发明对纳米碳酸钙进行了如下改性处理：
所述纳米碳酸钙经丙烯酸二甲氨基乙酯改性处理，其改性操作为：向纳米碳酸钙中加入95％乙醇，再加入丙烯酸二甲氨基乙酯和偶氮二异丁腈，加热至回流状态进行反应，反应结束后用95％乙醇离心洗涤三次，并烘干至恒重，最后制成纳米粉体，即得改性纳米碳酸钙。
纳米碳酸钙经丙烯酸二甲氨基乙酯改性后显著提高其增强作用，丙烯酸二甲氨基乙酯经自身聚合反应生成高分子聚合物，生成的高分子聚合物渗入纳米碳酸钙结构内部，从而增强所制改性塑料的机械性能。
本发明的有益效果是：本发明通过对废旧ABS塑料的再生加工，实现了废旧ABS塑料的循环使用，避免ABS塑料的废弃对环境造成污染和引发的资源浪费；并且经多种功能助剂的协同作用和加工工艺的控制制得改性ABS塑料颗粒，所制改性ABS塑料颗粒的加工成型性好，由其加工制成的塑料制品具有优异的机械性能和耐候性能，并且光泽度好，适用于作为汽车专用料以用于汽车配件的加工。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
以气相二氧化硅作为增强剂。
(1)配料：分别称取10kg废旧ABS破碎料、0.8kg增强剂气相二氧化硅、0.5kg耐候剂聚丙烯酸锌包覆石棉绒、0.5kg相容剂聚丙烯接枝马来酸酐和0.25kg无卤阻燃剂硼酸锌；
(2)混料：将上述配料加入到高速混合机中，于转速600r/min下混合5min，即得预混料；
(3)熔融塑化：将预混料加入双螺杆挤出机中，加热至熔融状态塑化，螺杆转速350r/min，八个温区温度分别为一区200℃，二区205℃，三区210℃，四区216℃，五区224℃，六区230℃，七区238℃，八区242℃，机头240℃；
(4)挤出：将熔体经挤出机挤成条状结构，通过水冷槽冷却硬化，冷却水温25℃；
(5)造粒：将冷却后的条状塑料牵引至切粒机造粒，过筛，即得改性ABS塑料颗粒。
聚丙烯酸锌包覆石棉绒的制备：将80g石棉绒加入500mL 95％乙醇，再加入15g丙烯酸锌和0.8g偶氮二异丁腈，然后加热至回流状态进行反应3h，反应结束后用95％乙醇离心洗涤三次，并于80℃烘干至恒重，最后经0℃冷冻处理3h后制成粉体，即得聚丙烯酸锌包覆石棉绒。
实施例2
以实施例1为对照，设置以纳米碳酸钙作为增强剂的实施例2，其余操作条件与实施例1完全相同。
实施例3
以实施例1为对照，设置热处理的实施例3，其余操作条件与实施例1完全相同。
(1)配料：分别称取10kg废旧ABS破碎料、0.8kg增强剂气相二氧化硅、0.5kg耐候剂聚丙烯酸锌包覆石棉绒、0.5kg相容剂聚丙烯接枝马来酸酐和0.25kg无卤阻燃剂硼酸锌；
(2)混料：将上述配料加入到高速混合机中，于转速600r/min下混合5min，即得预混料；
(3)熔融塑化：将预混料加入双螺杆挤出机中，加热至熔融状态塑化，螺杆转速350r/min，八个温区温度分别为一区200℃，二区205℃，三区210℃，四区216℃，五区224℃，六区230℃，七区238℃，八区242℃，机头240℃；
(4)挤出：将熔体经挤出机挤成条状结构，通过水冷槽冷却硬化，冷却水温25℃；
(5)热处理：将条状塑料以5℃/min的升温速度加热至160℃后保温1h，并以5℃/min的降温速度冷却至65℃保温20min，最后自然冷却至室温；
(6)造粒：将冷却后的条状塑料牵引至切粒机造粒，过筛，即得改性ABS塑料颗粒。
聚丙烯酸锌包覆石棉绒的制备：将80g石棉绒加入500mL 95％乙醇，再加入15g丙烯酸锌和0.8g偶氮二异丁腈，然后加热至回流状态进行反应3h，反应结束后用95％乙醇离心洗涤三次，并于80℃烘干至恒重，最后经0℃冷冻处理3h后制成粉体，即得聚丙烯酸锌包覆石棉绒。
实施例4
以实施例2为对照，设置对纳米碳酸钙进行改性处理的实施例4，其余操作条件与实施例2完全相同。
纳米碳酸钙的改性处理：向100g纳米碳酸钙中加入500mL 95％乙醇，再加入20g丙烯酸二甲氨基乙酯和1g偶氮二异丁腈，加热至回流状态进行反应，反应结束后用95％乙醇离心洗涤三次，并烘干至恒重，最后制成纳米粉体，即得改性纳米碳酸钙。
对照例1
以实施例1为对照，设置以石棉绒替代聚丙烯酸锌包覆石棉绒的对照例1，其余操作条件与实施例1完全相同。
对照例2
以实施例1为对照，设置不添加功能助剂的对照例2，其余操作条件与实施例1完全相同。
(1)混料：将废旧ABS破碎料加入到高速混合机中，于转速600r/min下混合5min，即得预混料；
(2)熔融塑化：将预混料加入双螺杆挤出机中，加热至熔融状态塑化，螺杆转速350r/min，八个温区温度分别为一区200℃，二区205℃，三区210℃，四区216℃，五区224℃，六区230℃，七区238℃，八区242℃，机头240℃；
(3)挤出：将熔体经挤出机挤成条状结构，通过水冷槽冷却硬化，冷却水温25℃；
(4)造粒：将冷却后的条状塑料牵引至切粒机造粒，过筛，即得改性ABS塑料颗粒。
分别利用实施例1-4、对照例1-2将同批等量废旧ABS破碎料加工制成改性ABS塑料颗粒，并测试其使用性能，测试结果如表1所示。
表1
组别 拉伸强度 断裂伸长率 缺口冲击强度 色差(200h)
单位 MPa ％ KJ/m<sup>2</sup>
测试方法 GB/T 1040 GB/T 1040 GB/T 1043 ASTMD 4459
实施例1 55 15.2 12.6 0.62
实施例2 57 15.5 13.0 0.60
实施例3 60 16.1 14.7 0.58
实施例4 64 16.9 15.9 0.56
对照例1 52 14.8 11.8 2.41
对照例2 34 7.8 8.3 3.67
由表1可知，本发明通过以聚丙烯酸锌包覆石棉绒作为耐候剂能够显著提高所制改性ABS塑料颗粒的耐候性能，通过纳米碳酸钙的改性处理和热处理能够显著提高所制改性ABS塑料颗粒的机械性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)配料：按设定比例分别称取废旧ABS破碎料、增强剂、耐候剂、相容剂和无卤阻燃剂；
(2)混料：将上述配料加入到高速混合机中，于转速300-800r/min下混合，即得预混料；
(3)熔融塑化：将预混料加入双螺杆挤出机中，加热至熔融状态塑化，螺杆转速300-450r/min，八个温区温度分别为一区190-200℃，二区200-210℃，三区210-220℃，四区210-220℃，五区220-230℃，六区220-230℃，七区235-245℃，八区235-245℃，机头235-245℃；
(4)挤出：将熔体经挤出机挤成条状结构，通过水冷槽冷却硬化，冷却水温20-40℃；
(5)造粒：将冷却后的条状塑料牵引至切粒机造粒，过筛，即得改性ABS塑料颗粒。
2.根据权利要求1所述的废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺，其特征在于：所述增强剂选自纳米碳酸钙、气相二氧化硅中的一种。
3.根据权利要求1所述的废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺，其特征在于：所述耐候剂为聚丙烯酸锌包覆石棉绒，其制备方法为：将石棉绒加入95％乙醇，再加入丙烯酸锌和偶氮二异丁腈，然后加热至回流状态进行反应，反应结束后用95％乙醇离心洗涤三次，并烘干至恒重，最后经0℃冷冻处理后制成粉体，即得聚丙烯酸锌包覆石棉绒。
4.根据权利要求1所述的废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺，其特征在于：所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐中的一种或两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的废旧ABS塑料再生加工改性ABS塑料颗粒的工艺，其特征在于：所述无卤阻燃剂选自聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸锌、氢氧化铝、三氧化锑中的一种。
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