CN110144089A - 一种耐低温改性ps塑料颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐低温改性PS塑料颗粒及其制备方法，涉及改性塑料技术领域，由如下重量份数的原料制成：废旧PS片料100份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物5‑15份、耐候剂1‑10份、锑类阻燃剂1‑10份、马来酸酐接枝相容剂1‑10份、抗氧剂1‑10份、六羟甲基三聚氰胺六甲醚0.5‑5份、硫化猪油0.5‑5份；本发明以废旧PS片料为主料，协以多种功能助剂制得改性PS塑料颗粒，不仅实现了废旧PS塑料的合理再利用，而且所制改性PS塑料颗粒的加工成型性好，经其加工制成的PS塑料制品具有优良的力学性能、阻燃性能、耐候性能和耐低温性能。

Description

一种耐低温改性PS塑料颗粒及其制备方法
技术领域：
本发明涉及改性塑料技术领域，具体涉及一种耐低温改性PS塑料颗粒及其制备方法。
背景技术：
聚苯乙烯(PS)是由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，具有优异的电性能、热稳定性和流动性等夜店，因此经常被用来制造日常生活中的一次性餐具、汽车部件、包装材料、玩具、建筑材料、电器和家庭用品等。
但PS树脂的弹性模量、拉伸强度和冲击强度等力学性能差，并且脆化温度低(-30℃)，这些缺点限定了它在许多领域中的应用。废旧PS塑料的力学性能和耐低温性能更差，因此为了实现废旧PS塑料的再生利用，必须对废旧PS塑料进行改性处理。
本发明提供了一种耐低温改性PS塑料颗粒，经多种功能助剂的协同作用实现PS塑料颗粒的再生利用，并且所制改性PS塑料颗粒具有优良的力学性能和耐低温性能，适用于多种PS塑料制品的加工，同时解决了PS塑料存在的性能缺陷。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐低温改性PS塑料颗粒及其制备方法，所制改性PS塑料颗粒具有优良的力学性能和耐低温性能，适用于多种PS塑料制品的加工。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种耐低温改性PS塑料颗粒，由如下重量份数的原料制成：
废旧PS片料100份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-15份、耐候剂1-10份、锑类阻燃剂1-10份、马来酸酐接枝相容剂1-10份、抗氧剂1-10份、六羟甲基三聚氰胺六甲醚0.5-5份、硫化猪油0.5-5份。
所述耐候剂选自二苯甲酮类、苯并三唑类紫外线吸收剂中的一种。
所述锑类阻燃剂选自三氧化二锑、五氧化二锑中的一种或两种的混合物。
所述抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种。
上述耐低温改性PS塑料颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：将所有原料加入到高速混合机中，于转速300-800r/min下混合，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℃；
(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20-40℃；
(4)热压：将条状塑料于压力15-40kg、温度145-155℃下热压处理；
(5)冷压：将经热压处理后的条状塑料于压力15-40kg、温度15-25℃下冷压处理；
(6)造粒：将所得条状塑料牵引至切粒机，经造粒后过筛，即得改性PS塑料颗粒。
制备步骤中的热压和冷压处理能够增强所制塑料颗粒的形态稳定性，进而改善其力学性能和耐低温性能。
为了进一步提高锑类阻燃剂的阻燃性能，可以对其进行改性处理。
所述锑类阻燃剂在使用前经过改性处理，其改性处理方法为：将锑类阻燃剂置于100℃烘箱中烘干至恒重，再加入棕榈酸异丙酯，继续加热至135℃保温研磨15-30min，自然冷却至室温后粉碎成粉末。
通过棕榈酸异丙酯对锑类阻燃剂的改性处理来提高其阻燃性能。
为了进一步提高所制改性PS塑料颗粒的耐候性能，可以选用自制耐候剂替代本领域的常规耐候剂。
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。
本发明的有益效果是：本发明以废旧PS片料为主料，协以多种功能助剂制得改性PS塑料颗粒，不仅实现了废旧PS塑料的合理再利用，而且所制改性PS塑料颗粒的加工成型性好，经其加工制成的PS塑料制品具有优良的力学性能、阻燃性能、耐候性能和耐低温性能，有效克服了PS塑料的性能缺陷，从而适用于加工成多种塑料制品。
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
(1)混料：将10kg废旧PS片料、0.85kg乙烯-醋酸乙烯共聚物、0.65kg耐候剂UV-327、0.5kg锑类阻燃剂三氧化二锑、0.5kg聚乙烯醇接枝聚异丁烯马来酸酐、0.4kg抗氧剂1010、0.35kg六羟甲基三聚氰胺六甲醚、0.35kg硫化猪油加入到高速混合机中，于转速500r/min下混合，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196℃，二区207℃，三区215℃，四区218℃，五区223℃，六区225℃，七区238℃，八区241℃，机头238℃；
(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)热压：将条状塑料于压力25kg、温度150℃下热压处理15min；
(5)冷压：将经热压处理后的条状塑料于压力30kg、温度20℃下冷压处理20min；
(6)造粒：将所得条状塑料牵引至切粒机，经造粒后过筛，即得改性PS塑料颗粒。
实施例2
以实施例1为对照，设置对锑类阻燃剂三氧化二锑进行改性处理的实施例2，其余操作步骤与实施例1完全相同。
三氧化二锑的改性处理：将55g三氧化二锑置于100℃烘箱中烘干至恒重，再加入12g棕榈酸异丙酯，继续加热至135℃保温研磨30min，自然冷却至室温后粉碎成粉末。
实施例3
以实施例1为对照，设置以等量聚丙烯酸锌包覆石棉绒替代UV-327作为耐候剂的实施例3，其余操作步骤与实施例1完全相同。
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。
对照例1
以实施例3为对照，设置以等量石棉绒替代聚丙烯酸锌包覆石棉绒作为耐候剂的对照例1，其余操作步骤与实施例3完全相同。
对照例2
以实施例1为对照，设置不对条状塑料进行冷压处理的对照例2，其余操作步骤与实施例1完全相同。
对照例3
以实施例1为对照，设置不对条状塑料进行热压处理的对照例3，其余操作步骤与实施例1完全相同。
对照例4
以实施例1为对照，设置不添加除废旧PS片料以外的其他7种功能助剂的对照例4，其余操作步骤与实施例1完全相同。
分别利用实施例1-3、对照例1-4加工制备改性PS塑料颗粒，并测试所制改性PS塑料颗粒的使用性能，测试结果如表1所示。
拉伸强度测试方法：GB/T 1040-2006；
缺口冲击强度测试方法：GB/T 1043-2008；
色差测试方法：ASTMD 4459；
氧指数测试方法：GB/T 2406-2009；
低温落球试验条件：将试样在-30℃条件下放置5h后进行落球测试，记录试样开裂时的落球高度，落球为质量50g的实心铁球。
表1
组别 拉伸强度 缺口冲击强度 色差(200h) 氧指数 耐低温性
单位 MPa KJ/m<sup>2</sup> ％ cm
实施例1 43 17.5 0.9 31 148
实施例2 41 16.8 0.8 39 146
实施例3 40 16.2 0.4 38 145
对照例1 42 17.1 0.6 38 139
对照例2 38 15.0 0.7 36 126
对照例3 36 14.2 0.8 37 113
对照例4 21 8.5 3.6 23 85
由表1可知，通过对锑类阻燃剂的改性处理能够显著提高阻燃性能，通过热压和冷压处理能够显著增强力学性能和耐低温性能，通过耐候剂聚丙烯酸锌包覆石棉绒的制备能够显著提高耐候性能。
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)

1.一种耐低温改性PS塑料颗粒，其特征在于：由如下重量份数的原料制成：
废旧PS片料100份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-15份、耐候剂1-10份、锑类阻燃剂1-10份、马来酸酐接枝相容剂1-10份、抗氧剂1-10份、六羟甲基三聚氰胺六甲醚0.5-5份、硫化猪油0.5-5份。
2.根据权利要求1所述的耐低温改性PS塑料颗粒，其特征在于：所述耐候剂选自二苯甲酮类、苯并三唑类紫外线吸收剂中的一种。
3.根据权利要求1所述的耐低温改性PS塑料颗粒，其特征在于：所述锑类阻燃剂选自三氧化二锑、五氧化二锑中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的耐低温改性PS塑料颗粒，其特征在于：所述抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种。
5.如权利要求1所述的耐低温改性PS塑料颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)混料：将所有原料加入到高速混合机中，于转速300-800r/min下混合，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℃；
(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20-40℃；
(4)热压：将条状塑料于压力15-40kg、温度145-155℃下热压处理；
(5)冷压：将经热压处理后的条状塑料于压力15-40kg、温度15-25℃下冷压处理；
(6)造粒：将所得条状塑料牵引至切粒机，经造粒后过筛，即得改性PS塑料颗粒。
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