CN111187473A - 一种回收聚丙烯材料的循环利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回收聚丙烯材料的循环利用的方法,将回收聚丙烯材料进行粉碎,喷洒水;之后将回收聚丙烯材料在压力9‑12Mpa、温度215‑240℃的条件下处理,之后称取原料,熔融挤出。本方法通过加温加压处理,在半超临界状态下通过水的散失能有效带走回收聚丙烯材料中的小分子有机杂质;从而提高了聚丙烯材料及其注塑成品的力学性能,其注塑成品的力学性能与全新聚丙烯材料所制得的成品的力学性能相当,具有良好的利用前景。
Description
技术领域
本发明涉及聚丙烯材料领域,尤其涉及一种回收聚丙烯材料的循环利用的方法。
背景技术
塑料产业是与汽车相关的高增长产业群之一;聚丙烯是重要的车用塑料,随着汽车的普及,车用聚丙烯的产量不断增长,相应的车用聚丙烯的处理难题也逐渐凸显;目前相当部分车用聚丙烯的处理还是以焚烧或者填埋为主,会对环境产生不良影响;如可将车用聚丙烯材料进行回收再利用,不仅减少了环境的污染,还提高了资源的利用率;由于在制成车用材料时,聚丙烯中会加入不少辅助材料,一些小分子有机助剂混在聚丙烯中难以有效去除,会影响用回收聚丙烯制成的构件的力学性能,因此如何减少有机杂质,使回收聚丙烯性能提升是重要的研究课题。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供一种能有效减少小分子有机杂质的回收聚丙烯材料的循环利用的方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:提供了一种回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将回收聚丙烯材料进行粉碎,喷洒水;之后将回收聚丙烯材料在压力9-12Mpa、温度215-240℃的条件下处理至少0.5min;
(2)称取经步骤(1)处理的回收聚丙烯材料、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、相容剂、增容剂、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体以及抗氧化剂;混合,之后通入挤出机中熔融挤出;
(3)之后冷却、定形,得到成品。
作为一种优选方案,所述步骤(1)中,回收聚丙烯材料进行粉碎后过30目筛网。
作为一种更优选方案,所述步骤(1)中,喷洒水的重量相当于回收聚丙烯重量的8-12%。
作为一种更优选方案,所述步骤(1)中,在压力9-12Mpa、温度215-240℃的条件下处理的时间为0.5-2min。
作为一种优选方案,所述步骤(2)中,称取经步骤(1)处理的回收聚丙烯材料40-55质量份、聚丙烯树脂20-35质量份、聚对苯二甲酸乙二醇酯25-35质量份、相容剂6-12质量份、增容剂3-7质量份、乙丙橡胶7-10质量份、聚烯烃弹性体2-5质量份以及抗氧化剂1.5-3质量份。
作为一种更优选方案,所述步骤(2)中,相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,其接枝率为2.5wt%。
作为一种更优选方案,所述步骤(2)中,增容剂为SEBS,其总苯乙烯含量为25-40wt%。
作为一种更优选方案,所述步骤(2)中,乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的共聚物。
作为一种优选方案,所述步骤(3)中,采用10-20℃的循环水进行冷却。
本发明的有益技术效果在于:提供了一种能有效减少小分子有机杂质的回收聚丙烯材料的循环利用的方法;本方法通过加温加压处理,在半超临界状态下通过水的散失能有效带走回收聚丙烯材料中的小分子有机杂质;从而提高了聚丙烯材料及其注塑成品的力学性能,其注塑成品的力学性能与全新聚丙烯材料所制得的成品的力学性能相当,具有良好的利用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种回收聚丙烯材料的循环利用的方法,包括以下步骤:
(1)将回收聚丙烯材料(已将通过常规方法可去除的杂质去除)进行粉碎,并过30目筛网;均匀喷洒相当于回收聚丙烯重量10%的水;之后将回收聚丙烯材料在压力12Mpa、温度240℃的条件下处理1min;
该步骤用于去除回收聚丙烯材料中的小分子有机助剂;因为在高温高压的半超临界状态下,水对于小分子有机物的溶解性会大大增加;小分子有机溶于水中后,会随着水分在高温下的蒸发而被带出聚丙烯材料外,从而净化了聚丙烯材料,可以提高后续产品的各项性能;
(2)称取经步骤(1)处理的回收聚丙烯材料40质量份、聚丙烯树脂35质量份、聚对苯二甲酸乙二醇酯30质量份、相容剂10质量份、增容剂5质量份、乙丙橡胶10质量份、聚烯烃弹性体5质量份以及抗氧化剂1.5质量份;混合均匀,之后通入双螺杆挤出机中熔融挤出;在挤出机中的温度为:一区185℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,六区220℃,七区220℃,八区225℃,九区225℃,十区225℃;在双螺杆挤出机中停留时间为150s;压力为15MPa;
(3)之后采用10℃的循环水进行冷却;之后造粒,得到聚丙烯树脂母粒。
实施例2
一种回收聚丙烯材料的循环利用的方法,包括以下步骤:
(1)将回收聚丙烯材料进行粉碎,并过30目筛网;均匀喷洒相当于回收聚丙烯重量8%的水;之后将回收聚丙烯材料在压力10Mpa、温度230℃的条件下处理0.5min;
(2)称取经步骤(1)处理的回收聚丙烯材料45质量份、聚丙烯树脂30质量份、聚对苯二甲酸乙二醇酯25质量份、相容剂6质量份、增容剂3质量份、乙丙橡胶9质量份、聚烯烃弹性体3质量份以及抗氧化剂3质量份;混合均匀,之后通入双螺杆挤出机中熔融挤出;在挤出机中的温度为:一区185℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,六区220℃,七区220℃,八区225℃,九区225℃,十区225℃;在双螺杆挤出机中停留时间为150s;压力为15MPa;
(3)之后采用10℃的循环水进行冷却;之后造粒,得到聚丙烯树脂母粒。
本实施例所用各材料性能与实施例1相同。
实施例3
一种回收聚丙烯材料的循环利用的方法,包括以下步骤:
(1)将回收聚丙烯材料进行粉碎,并过30目筛网;均匀喷洒相当于回收聚丙烯重量12%的水;之后将回收聚丙烯材料在压力9Mpa、温度215℃的条件下处理2min;
(2)称取经步骤(1)处理的回收聚丙烯材料55质量份、聚丙烯树脂20质量份、聚对苯二甲酸乙二醇酯35质量份、相容剂12质量份、增容剂7质量份、乙丙橡胶7质量份、聚烯烃弹性体2质量份以及抗氧化剂1.5质量份;混合均匀,之后通入双螺杆挤出机中熔融挤出;在挤出机中的温度为:一区195℃,二区200℃,三区210℃,四区220℃,五区220℃,六区230℃,七区230℃,八区235℃,九区235℃,十区235℃;在双螺杆挤出机中停留时间为120s;压力为18MPa;
(3)之后采用20℃的循环水进行冷却;之后造粒,得到聚丙烯树脂母粒。
本实施例所用各材料性能与实施例1相同。
对比例1
与实施例1的区别在于不含有步骤(1),且仅采用全新的聚丙烯树脂;
具体步骤为:
(1)称取聚丙烯树脂75质量份、聚对苯二甲酸乙二醇酯30质量份、相容剂10质量份、增容剂5质量份、乙丙橡胶10质量份、聚烯烃弹性体5质量份以及抗氧化剂1.5质量份;混合均匀,之后通入双螺杆挤出机中熔融挤出;在挤出机中的温度为:一区185℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,六区220℃,七区220℃,八区225℃,九区225℃,十区225℃;在双螺杆挤出机中停留时间为150s;压力为15MPa;
(2)之后采用10℃的循环水进行冷却;之后造粒,得到聚丙烯树脂母粒。
对比例2
与实施例1的区别在于不含有步骤(1);
具体步骤为:
(1)称取回收聚丙烯材料40质量份、聚丙烯树脂35质量份、聚对苯二甲酸乙二醇酯30质量份、相容剂10质量份、增容剂5质量份、乙丙橡胶10质量份、聚烯烃弹性体5质量份以及抗氧化剂1.5质量份;混合均匀,之后通入双螺杆挤出机中熔融挤出;在挤出机中的温度为:一区185℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,六区220℃,七区220℃,八区225℃,九区225℃,十区225℃;在双螺杆挤出机中停留时间为150s;压力为15MPa;
(2)之后采用10℃的循环水进行冷却;之后造粒,得到聚丙烯树脂母粒。
性能测试:
将实施例1-3以及对比例1-2所提供的聚丙烯复合材料在注塑成型机上进行注塑成型制样,并进行性能测试。
拉伸强度测试:参考标准:ISO527-2;测试条件:跨距 50mm,速度50mm/min。
弯曲强度测试:参考标准:ISO178;测试条件:跨距 64mm,速度 2mm/min。
弯曲模量测试:参考标准:ISO178;测试条件:跨距64mm,速度2mm/min。
缺口冲击强度测试:参考标准:ISO179-1;测试条件:跨距40mm,缺口深度1/3D。
熔指测试:参考标准:ISO1133;测试条件:230℃,2.16kg。
检测结果:
实施例1:拉伸强度:35Mpa,弯曲强度:52Mpa,弯曲模量2700MPa缺口冲击强度:18KJ·m-2,熔指:10g/10min。
实施例2:拉伸强度:33Mpa,弯曲强度:51Mpa,弯曲模量2700MPa缺口冲击强度:17KJ•m-2,熔指:10g/10min。
实施例3:拉伸强度:32Mpa,弯曲强度:50Mpa,弯曲模量2650MPa缺口冲击强度:17KJ•m-2,熔指:10g/10min。
对比例1:拉伸强度:36Mpa,弯曲强度:54Mpa,弯曲模量2800MPa缺口冲击强度:20KJ•m-2,熔指:11g/10min。
对比例2:拉伸强度:29Mpa,弯曲强度:48Mpa,弯曲模量2400MPa缺口冲击强度:14KJ•m-2,熔指:10g/10min。
由检测结构可以发现,实施例1-3与对比例1的注塑成品的力学性能整体相当,而对比例2的注塑成品的力学性能整体较差;这是由于本方法通过半超临界状态的加温加压处理,通过水的散失能有效带走回收聚丙烯材料中的小分子有机杂质,从而提高了聚丙烯材料及其注塑成品的力学性能,具有良好的利用前景。
以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (9)
1.一种回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将回收聚丙烯材料进行粉碎,喷洒水;之后将回收聚丙烯材料在压力9-12Mpa、温度215-240℃的条件下处理至少0.5min;
(2)称取经步骤(1)处理的回收聚丙烯材料、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、相容剂、增容剂、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体以及抗氧化剂;混合,之后通入挤出机中熔融挤出;
(3)之后冷却、定形,得到成品。
2.根据权利要求1所述的回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,回收聚丙烯材料进行粉碎后过30目筛网。
3.根据权利要求2所述的回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,喷洒水的重量相当于回收聚丙烯重量的8-12%。
4.根据权利要求3所述的回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,在压力9-12Mpa、温度215-240℃的条件下处理的时间为0.5-2min。
5.根据权利要求1-4任一所述的回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,称取经步骤(1)处理的回收聚丙烯材料40-55质量份、聚丙烯树脂20-35质量份、聚对苯二甲酸乙二醇酯25-35质量份、相容剂6-12质量份、增容剂3-7质量份、乙丙橡胶7-10质量份、聚烯烃弹性体2-5质量份以及抗氧化剂1.5-3质量份。
6.根据权利要求5所述的回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,其接枝率为2.5wt%。
7.根据权利要求5所述的回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,增容剂为SEBS,其总苯乙烯含量为25-40wt%。
8.根据权利要求5所述的回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的共聚物。
9.根据权利要求1-4任一所述的回收聚丙烯材料的循环利用的方法,其特征在于:所述步骤(3)中,采用10-20℃的循环水进行冷却。
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