CN112724571A - 一种基于化学与物理共同改性的再生合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于化学与物理共同改性的再生HIPS/PPO合金材料，主要由以下质量份配比的成分组成：废HIPS 60～70、PPO 30～40、HIPS基大分子扩链剂2～8、弹性体增韧剂2～10、噁唑啉扩链剂0.2～1、扩链催化剂0.1～0.4。该合金材料利用大分子扩链剂的原位扩链及增容的化学改性作用，修复了分子链结构、改善了相界面、增加了相容性；通过复配添加弹性体增韧剂所引入的物理改性作用，发挥了化学改性与物理改性的共同作用，提升了目标性能，制得了综合性能优异的再生塑料合金材料，且充分进行了废物利用，实现了节能减排。还公开了上述合金材料的制备方法。

Description

一种基于化学与物理共同改性的再生合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于废HIPS再生技术领域，具体涉及一种基于化学与物理共同改性的再生合金材料及其制备方法。
背景技术
高抗冲聚苯乙烯(HIPS)因其优良的综合性能，广泛应用于制备空调机箱、电视机等电器塑料外壳中。HIPS主要优点包括抗冲击强度高、光泽度好、耐热性和流动性好等，但其在加工和使用过程中会发生老化降解，引起分子链断链、相结构的改变，导致废HIPS的性能远远差于HIPS新料的性能。
聚苯醚(PPO)具有刚性大、耐热性高、难燃、强度高、电性能优等优点，但其流动性差，粘度对温度比较敏感，需严格控制成型温度。PPO适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件等，在汽车工业、电子电气、办公设备、精密器械、纺织器材等许多领域应用广泛。
高分子材料的合金化，可综合各基体材料的较优性能，实现高值化应用，因此也是重要的研究及应用方向。以废料制备高分子合金具有成本优势，但需对废料基材的性能进行有效修复，才能制备出有市场需求的再生合金材料。将新料HIPS与PPO共混，由于两者之间相容很好，不仅提高了HIPS强度，还可以改善PPO的流动性。但是，废旧HIPS在使用过程中发生的老化降解及分子结构与极性的变化，则会对HIPS/PPO共混物相容性造成负面影响。
结合上述现状，若能将废HIPS与PPO制备高分子合金，充分利用废HIPS老化后生成的羟基和羧基等活性基团，通过分子扩链及相似相容作用，将废HIPS进行始源性修复，全面提升废HIPS基材综合性能的同时，有效改善废HIPS与PPO的相容性，并通过复配增韧剂的物理改性，充分发挥化学改性与物理改性的共同作用，将得到一种综合性能优异的再生合金材料。由于大量使用了废料，使得这种材料在具有性价比优势的同时，还具有环保属性，应用前景广泛。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于化学与物理共同改性的再生合金材料，该再生HIPS/PPO合金材料利用大分子扩链剂的原位扩链及增容的化学改性作用，修复了分子链结构、改善了相界面、增加了相容性；在废料微观属性及宏观机械性能得到始源性改善的基础上，通过复配添加弹性体增韧剂所引入的物理改性作用，充分发挥了化学改性与物理改性的共同作用，进一步提升目标性能，最终制得了综合性能优异的再生塑料合金材料，且充分进行了废物利用，实现了节能减排。
本发明的目的还在于提供上述基于化学与物理共同改性的再生合金材料的制备方法。
本发明上述第一个技术问题是通过如下技术方案来实现的：一种基于化学与物理共同改性的再生合金材料，主要由以下质量份配比的成分组成：
废HIPS：60～70
PPO：30～40
HIPS基大分子扩链剂：2～8
弹性体增韧剂：2～10
噁唑啉扩链剂：0.2～1
扩链催化剂：0.1～0.4。
在上述基于化学与物理共同改性的再生合金材料的各成分中：
所述的HIPS基大分子扩链剂优选为高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐(HIPS-g-MAH)。
所述的弹性体增韧剂优选为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)。
所述的噁唑啉扩链剂优选为2,2'-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉(PBO)。
所述的扩链催化剂优选为4-二甲氨基吡啶(DMAP)。
所述的废HIPS优选为废HIPS经过破碎均化后得到片状料。
所述的PPO为聚苯醚。
本发明的上述第二个目的是通过以下技术方案来实现的：上述基于化学与物理共同改性的再生合金材料的制备方法，包括以下步骤：将废HIPS、PPO、HIPS基大分子扩链剂、扩链催化剂按上述用量关系混合，得到混合物料，从双螺杆挤出机的主加料装置加入混合物料熔化，螺杆转速控制为60～90rpm，从双螺杆挤出机的加工第四区按上述用量关系加入噁唑啉扩链剂及弹性体增韧剂，与熔化的混合物料共混，经挤出、牵引、冷却、切粒，即制得再生HIPS/PPO合金材料。
在该基于化学与物理共同改性的再生合金材料的制备方法中：
所述的双螺杆挤出机的加工温区优选为225～255℃。
进一步的，所述的双螺杆挤出机的加工六区温度依次优选为：225℃，230℃，230℃，235℃，255℃，255℃。
本发明中加入的HIPS基大分子扩链剂可同时起到以下三个关键作用：
(1)分子链上的活性酸酐基团可以与废HIPS老化链上生成的羟基，在挤出条件下发生原位扩链反应，实现废HIPS的断链增长，从而对废料始源性分子结构修复，进而大幅提升HIPS基材的宏观性能；
(2)HIPS基大分子扩链剂的HIPS主链，与废HIPS主链结构大体相似，十分有利于改善废HIPS老化后微相结构以及界面力减弱的问题，进而促进HIPS相与PPO相的相容；
(3)HIPS基大分子扩链剂含有一定量的PB(聚丁二烯)组分，加入HIPS基大分子扩链剂也相当于提高了再生合金材料的整体胶含量，起到增韧作用。
本发明中的扩链催化剂是非常必要的，由于PPO的加工温度较高，加之废HIPS较新料HIPS的稳定性有所降低，故在经典的PPO加工条件下，即较高加工温度下长时间加工时，废HIPS组分很有可能发生降解，从而影响再生合金的整体性能。因此，为了避免废料降解，并保证扩链反应的有效进行，通过加入扩链催化剂来促进扩链反应，以减少挤出时间和降低挤出温度来实现。
本发明中加入的噁唑啉扩链剂，在挤出加工条件下，是羧基反应型扩链剂。为了进一步提升扩链改性效果，首先从主加料装置加入酸酐型HIPS基大分子扩链剂，其可与混合体系老化分子链中的羟基发生反应，并补充生成新的羧基，从而增加了后续使用噁唑啉扩链剂的扩链潜力；继而在第四区机筒中部加料口加入噁唑啉扩链剂，通过分别投料实现分步反应，既能充分有效地进行原位扩链修复，同时避免了HIPS基大分子扩链剂及噁唑啉扩链剂直接共混时，酸酐与噁唑啉基团直接反应造成过度消耗，影响对废HIPS的主链扩链修复。
本发明中加入弹性体增韧剂SEBS属于超高韧性和较低强度的弹性体物理改性剂，主要通过其自身极高的韧性来中和提升整个共混体系的冲击强度，其与HIPS及PPO的相容性都较好，且不含易导致再生产品抗老化性能降低的不饱和碳碳双键，对再生HIPS/PPO合金是较好的增韧剂选择。另一方面，由于废HIPS老化后恶化最严重的性能的正是冲击强度(老化后拉伸强度及弯曲强度的保留值相对较高)，而另一组分PPO本身就具有刚性大、强度大、韧性一般的特点，所以对再生HIPS/PPO合金进行增韧，非常有利于补强其短板属性，从而有效拓宽应用范围。
前述已经提及，温度及螺杆转速对再生合金的综合性能影响较大。较长的挤出保留时间和较高的温度有利于促进挤出时原位扩链反应的发生并使得共混更加均匀，但太长的加工时间及太高的温度又可能导致再生材料的分解。通过大量试验证明，基于扩链催化剂作用，控制螺杆转速60～90rpm，加工温区在225～255℃，可在不影响原位扩链效果的前提下，有效共混并避免再生材料发生分解。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明组合使用了两类不同扩链剂，基于原位扩链与增容，始源性全面提升废HIPS的综合性能并改善共混物的相容性；
(2)原位扩链始源性全面提升HIPS基材综合性能后，进一步引入SEBS弹性体物理改性剂，通过化学改性与物理改性的共同作用，进一步提升了再生HIPS/PPO合金的韧性，有效拓宽其应用范围；
(3)本发明整个加工过程使用的是常规的塑料加工设备，通过优选工艺及优化配方，进行反应型挤出，因此可以方便的进行推广应用；
(4)本发明为典型大宗废塑料的高值化利用提供一种全新的解决方案，也带动了再生塑料行业的发展，同时相关产品具有很强的市场竞争力，并且符合国家节能减排政策，具有很好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的基于化学与物理共同改性的再生合金材料，主要由以下质量份配比的成分组成：
废HIPS：70
PPO：30
HIPS基大分子扩链剂：8
弹性体增韧剂：10
噁唑啉扩链剂：0.8
扩链催化剂：0.4。
其中HIPS基大分子扩链剂为高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐(HIPS-g-MAH)，弹性体增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，噁唑啉扩链剂为2,2'-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉(PBO)，扩链催化剂为4-二甲氨基吡啶(DMAP)，废HIPS为废HIPS经过破碎均化后得到片状料，PPO为聚苯醚。
该基于化学与物理共同改性的再生合金材料的制备方法，包括以下步骤：将废HIPS、PPO、HIPS基大分子扩链剂、扩链催化剂按上述用量关系混合，得到混合物料，从双螺杆挤出机的主加料装置加入混合物料熔化，螺杆转速控制为60rpm，从双螺杆挤出机加工第四区按上述用量关系加入噁唑啉扩链剂及弹性体增韧剂，与熔化的混合物料共混，经挤出、牵引、冷却、切粒，即制得再生HIPS/PPO合金材料。
双螺杆挤出机加工六区温度依次设定为：225℃，230℃，230℃，235℃，255℃，255℃。
实施例2
本实施例提供的基于化学与物理共同改性的再生合金材料，主要由以下质量份配比的成分组成：
废HIPS：70
PPO：30
HIPS基大分子扩链剂：8
弹性体增韧剂：2
噁唑啉扩链剂：0.8
扩链催化剂：0.4。
废HIPS、PPO、HIPS基大分子扩链剂、弹性体增韧剂、噁唑啉扩链剂及扩链催化剂同实施例1。
该基于化学与物理共同改性的再生合金材料的制备方法，包括以下步骤：将废HIPS、PPO、HIPS基大分子扩链剂、扩链催化剂按上述用量关系混合，得到混合物料，从双螺杆挤出机的主加料装置加入混合物料熔化，螺杆转速控制为60rpm，从双螺杆挤出机加工第四区按上述用量关系加入噁唑啉扩链剂及弹性体增韧剂，与熔化的混合物料共混，经挤出、牵引、冷却、切粒，即制得再生HIPS/PPO合金材料。
双螺杆挤出机加工六区温度依次设定为：225℃，230℃，230℃，235℃，255℃，255℃。
实施例3
本实施例提供的基于化学与物理共同改性的再生合金材料，主要由以下质量份配比的成分组成：
废HIPS：60
PPO：40
HIPS基大分子扩链剂：4
弹性体增韧剂：4
噁唑啉扩链剂：0.4
扩链催化剂：0.2。
废HIPS、PPO、HIPS基大分子扩链剂、弹性体增韧剂、噁唑啉扩链剂及扩链催化剂同实施例1。
该基于化学与物理共同改性的再生合金材料的制备方法，包括以下步骤：将废HIPS、PPO、HIPS基大分子扩链剂、扩链催化剂按上述用量关系混合，得到混合物料，从双螺杆挤出机的主加料装置加入混合物料熔化，螺杆转速控制为90rpm，从双螺杆挤出机加工第四区按上述用量关系加入噁唑啉扩链剂及弹性体增韧剂，与熔化的混合物料共混，经挤出、牵引、冷却、切粒，即制得再生HIPS/PPO合金材料。
双螺杆挤出机加工六区温度依次设定为：225℃，235℃，235℃，240℃，255℃，250℃。
实施例1-3制备的基于化学与物理共同改性的合金材料的机械性能汇总如下表1。
表1实施例1-3制备的再生HIPS/PPO合金材料的机械性能汇总
Figure BDA0002823991280000061
Figure BDA0002823991280000071
上述表1中：
①制备方法及步骤同实施例1，物料配比为废HIPS70份、PPO30份，不含HIPS基大分子扩链剂、弹性体增韧剂、噁唑啉扩链剂及扩链催化剂；
②制备方法及步骤同实施例1及实施例2，物料配比为废HIPS70份、PPO30份、HIPS基大分子扩链剂8份、噁唑啉扩链剂0.8份、扩链催化剂0.4份，不含弹性体增韧剂；
③制备方法及步骤同实施例3，物料配比为废HIPS60份、PPO40份、HIPS基大分子扩链剂4份、噁唑啉扩链剂0.4份、扩链催化剂0.2份，不含弹性体增韧剂。
由以上具体实验数据可以看出，对比未改性的废HIPS/PPO，通过本发明制备的再生HIPS/PPO合金，机械性能得到全面提升，特别是对主链分子量、分子链结构、相界面作用更为敏感的冲击强度的提升尤为明显。
实施例1与实施例2的差别在于添加了不同用量的弹性体增韧剂，根据实施例1-2可以看出，添加相对用量较高的弹性体增韧剂时，可以大大增加合金材料的冲击强度。
实施例1-2与对比例1的差别在于添加了超高韧性和较低强度的弹性体增韧剂，通过化学与物理共同改性作用，其中实施例1中使得冲击强度大幅提升65％，弯曲及拉伸强度仅小幅降低约8％(冲击、弯曲及拉伸强度较未改性的废HIPS/PPO则分别有253％、6％及12％的提升)，综合性能非常优良。
实施例3与对比例2也有类似的对比效果。由于废HIPS老化后恶化最严重的性能的正是冲击强度(老化后拉伸及弯曲强度的保留值相对较高)，而另一组分PPO本身就具有刚性大、强度大、韧性一般的特点，所以再生HIPS/PPO合金的短板属性就是冲击强度。
因此，本发明基于化学与物理的共同改性作用，通过非常有限地小幅降低拉伸及弯曲强度等非短板属性(强度属性)，换取冲击强度等短板属性(韧性属性)的大幅提升，非常有利于提升再生产品的环境适应性并拓宽其应用场景。具有这种综合性能的再生合金产品，市场前景良好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，实施例中选用的PPO、HIPS基大分子扩链剂HIPS-g-MAH、弹性体增韧剂SEBS、噁唑啉扩链剂PBO、扩链催化剂DMAP均由市售现成产品获得。
但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，上述实施方式中所选用的废HIPS、PPO等原料也可选用市售的类似性能的现成产品，没有其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于化学与物理共同改性的再生合金材料，其特征是主要由以下质量份配比的成分组成：
废HIPS：60～70
PPO：30～40
HIPS基大分子扩链剂：2～8
弹性体增韧剂：2～10
噁唑啉扩链剂：0.2～1
扩链催化剂：0.1～0.4。
2.根据权利要求1所述的基于化学与物理共同改性的再生合金材料，其特征是：所述HIPS基大分子扩链剂为高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐(HIPS-g-MAH)。
3.根据权利要求1所述的基于化学与物理共同改性的再生合金材料，其特征是：所述弹性体增韧剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)。
4.根据权利要求1所述的基于化学与物理共同改性的再生合金材料，其特征是：所述噁唑啉扩链剂为2,2'-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉(PBO)。
5.根据权利要求1所述的基于化学与物理共同改性的再生合金材料，其特征是：所述扩链催化剂为4-二甲氨基吡啶(DMAP)。
6.根据权利要求1所述的基于化学与物理共同改性的再生合金材料，其特征是：所述废HIPS为废HIPS经过破碎均化后得到片状料。
7.权利要求1-6任一项所述的基于化学与物理共同改性的再生合金材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：将废HIPS、PPO、HIPS基大分子扩链剂、扩链催化剂按上述用量关系混合，得到混合物料，从双螺杆挤出机的主加料装置加入混合物料熔化，螺杆转速控制为60～90rpm，从双螺杆挤出机的加工第四区按上述用量关系加入噁唑啉扩链剂及弹性体增韧剂，与熔化的混合物料共混，经挤出、牵引、冷却、切粒，即制得再生合金材料。
8.根据权利要求7所述的基于化学与物理共同改性的再生合金材料的制备方法，其特征是：所述双螺杆挤出机的加工温区为225～255℃。
9.根据权利要求8所述的基于化学与物理共同改性的再生合金材料的制备方法，其特征是：所述双螺杆挤出机的加工六区温度依次为：225℃，230℃，230℃，235℃，255℃，255℃。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213852A (zh) * 2021-11-26 2022-03-22 中国电器科学研究院股份有限公司 一种废hips基再生合金材料及其制备方法
WO2022121329A1 (zh) * 2020-12-08 2022-06-16 中国电器科学研究院股份有限公司 一种基于化学与物理共同改性的再生合金材料及其制备方法
WO2023093705A1 (zh) * 2021-11-26 2023-06-01 中国电器科学研究院股份有限公司 一种基于原位增容与扩链的再生材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1308546A (en) * 1969-03-17 1973-02-21 Trw Inc Curable compositions rigid and elastomeric foams and their production
US20030119953A1 (en) * 2001-08-07 2003-06-26 Atsushi Ebisawa Polyphenylene ether group resin composite and methods of making articles
US20140231557A1 (en) * 2013-02-19 2014-08-21 Mba Polymers, Inc. Processes and requirements for the recovery of plastics from durable goods
CN107936455A (zh) * 2017-11-15 2018-04-20 中国电器科学研究院有限公司 一种基于原位扩链修复的再生abs/hips合金材料及其制备方法
CN111187446A (zh) * 2020-01-17 2020-05-22 广东华越环保科技有限公司 废旧hips的再生利用方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3534421B2 (ja) * 1992-03-30 2004-06-07 出光興産株式会社 スチレン系樹脂積層体及びその成形体
DE19538207A1 (de) * 1995-10-13 1997-04-17 Bayer Ag Thermoplastische Formmassen
JP4592189B2 (ja) * 2001-01-15 2010-12-01 リケンテクノス株式会社 耐熱ｉｃトレーのリサイクル用樹脂組成物の製造方法及び耐熱ｉｃトレーのリユース回収方法
CN103205106B (zh) * 2013-03-22 2015-10-28 深圳市亚塑科技有限公司 一种再生聚苯醚/聚苯乙烯复合材料及其制备方法
CN109401273A (zh) * 2018-10-24 2019-03-01 广东国立科技股份有限公司 一种高灼热阻燃ppo合金材料及其制备方法
CN112724571B (zh) * 2020-12-08 2023-01-13 中国电器科学研究院股份有限公司 一种基于化学与物理共同改性的再生合金材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1308546A (en) * 1969-03-17 1973-02-21 Trw Inc Curable compositions rigid and elastomeric foams and their production
US20030119953A1 (en) * 2001-08-07 2003-06-26 Atsushi Ebisawa Polyphenylene ether group resin composite and methods of making articles
US20140231557A1 (en) * 2013-02-19 2014-08-21 Mba Polymers, Inc. Processes and requirements for the recovery of plastics from durable goods
CN107936455A (zh) * 2017-11-15 2018-04-20 中国电器科学研究院有限公司 一种基于原位扩链修复的再生abs/hips合金材料及其制备方法
CN111187446A (zh) * 2020-01-17 2020-05-22 广东华越环保科技有限公司 废旧hips的再生利用方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴晓露等: "PMDA对废旧HIPS的修复作用", 《材料导报》 *
王盼等: "噁唑啉 对废旧高抗冲聚苯乙烯的扩链改性", 《高分子材料科学与工程》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022121329A1 (zh) * 2020-12-08 2022-06-16 中国电器科学研究院股份有限公司 一种基于化学与物理共同改性的再生合金材料及其制备方法
CN114213852A (zh) * 2021-11-26 2022-03-22 中国电器科学研究院股份有限公司 一种废hips基再生合金材料及其制备方法
WO2023093705A1 (zh) * 2021-11-26 2023-06-01 中国电器科学研究院股份有限公司 一种基于原位增容与扩链的再生材料及其制备方法

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