专利名称：回收聚乙烯/聚丙烯/聚苯乙烯共混物的制备方法
专利说明回收聚乙烯/聚丙烯/聚苯乙烯共混物的制备方法 本发明涉及不相容聚合物共混物的增容技术，具体地指一种轻度交联回收聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混物的制备方法。随着塑料制品使用量的不断增加，发生的废旧塑料量也不断增加，若不及时处理将会产生严重的环境污染。以往回收利用废旧塑料的主要方法是把不相容的回收聚合物按种类分开后重新利用。可是这种分离的费用太大，失去回收利用废旧塑料的经济意义。因此，回收利用废旧塑料的最好方法将是采用合适的增容技术去掉分离过程直接使用。
就目前国内外对共混体系所使用的增容技术而言，一种技术是加入接枝或嵌段共聚物增容，但这种增容法需要的接枝或嵌段共聚物的价格昂贵，不宜在回收的多种聚合物的共混上使用；另一种增容技术是添加过氧化物使聚合物分子在共混过程中发生反应，使不同聚合物在相界面上产生接枝或嵌段共聚物而增容，虽方法简单，但在相同聚合物分子之间也发生交联反应，从而这种方法对共混物性能的提高极为有限；第三种是带有可反应官能团的聚合物分子间在共混过程中发生反应而增容，但这种方法首先要合成带有官能团的聚合物，合成费用高，因此不宜在回收的多种聚合物的共混上使用。本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，采用连续的两步增容，从而提供一种制造成本低廉、力学性能得到改善的PE/PP/PS共混物的制备方法。
本发明的目的是通过如下连续的两步增容来达到的第一步，选用马来酸酐、马来酸酐均聚抑制剂和过氧化物的混合物来增容。利用马来酸酐的导向作用使聚合物分子之间的反应主要发生在不同聚合物相界面上，产生接枝或嵌段共聚物而增容，同时在共混体系的各种聚合物分子上引入马来酸酐残基。为此，将PE/PP/PS混合物置于旋转速度为30-60rpm，温度为140-160℃的混合器中混合融化，再将过氧化物、马来酸酐和马来酸酐均聚抑制剂的混合物在3-10分钟内加到混合器中，加完，继续混合反应2-5分钟。过氧化物混合物中的过氧化物、马来酸酐和马来酸酐均聚抑制剂分别为PE/PP/PS混合物重量的0.05-2％、0.5-5％和0.05-5％。
第二步，完成第一步增容后接着加入官能团数≥2的胺类化合物，使它与马来酸酐残基反应，通过胺类的连接作用形成嵌段共聚物而增容。为此，第一步增容过程完成后继续加入马来酸酐摩尔数的0.1-3倍摩尔的多官能团胺，在140-160℃下继续共混反应8-12分。
与现有技术相比，本法所制备的共混物性能有显著提高，可生产出环保型的管材、板材等。附图
为回收PE/PP/PS共混物的应力-应变曲线。其中MAH+diamine+peroxide为按上述两步增容得到的共混物应力-应变曲线；MAH+peroxide为PE/PP/PS的组成和共混方法与上述两步增容完全相同但未加二胺；diamine为PE/PP/PS的组成和共混方法与上述两步增容完全相同但只加二胺；untreated为PE/PP/PS的组成和共混方法与上述两步增容完全相同但未加处理。从附图看出，经过增容后回收PE/PP/PS共混物的强度和伸长率都得到明显改善。实施例1在150℃，60rpm旋转的混合器中混合融化35份组成比为PE/PP/PS＝50/25/25的回收聚合物，然后在10分钟内加入由0.875份马来酸酐、0.375份二甲基甲酰胺和0.7份叔丁基过氧化苯甲酰组成的混合物，加完，继续共混2分钟。再加入1.35份己二胺又共混10分钟，出料。
将共混物在190℃热压机中压制出0.5-0.7mm厚的板，并按ASTM 1708规格切出试片，做了应力-应变实验。试片的平均拉伸断裂强度为20.62MP，断裂伸张率为28.32％，与未增容共混物的拉伸断裂强度14.71MP，断裂伸张率4.71％相比，分别增加了40％和5倍。
比较例1除了不加己二胺之外和实施例1同样的条件下进行共混并切出了试片，试片的平均拉伸断裂强度为16.7MP，断裂伸张率为5.5％，与未增容共混物的拉伸断裂强度14.71MP，断裂伸张率4.71％相比，分别增加了13.5％和0.16倍。
实施例2在150℃，50rpm旋转的混合器中混合融化35份组成比为PE/PP/PS＝50/35/15的回收聚合物，然后在4分钟内加入由0.875份马来酸酐、0.375份二甲基甲酰胺和0.7份叔丁基过氧化苯甲酰组成的混合物，加完，继续共混2分钟。加入1.35份己二胺又共混10分钟，出料。
将共混物在190℃热压机中压制出0.5-0.7mm厚的板，并按ASTM 1708规格切出试片，做了应力-应变实验。试片的平均拉伸断裂强度为24.08MP，断裂伸张率为59.42％，与未增容共混物的拉伸断裂强度20.2MP，断裂伸张率4.33％相比，分别增加了19.2％和12.75倍。
实施例3在180℃，30rpm旋转的混合器中混合融化35份组成比为PE/PP/PS＝50/25/25的回收聚合物，然后在8分钟内加入由0.875份马来酸酐、0.375份二甲基甲酰胺和0.45份叔丁基过氧化苯甲酰组成的混合物，加完，继续共混2分钟。再加入1.35份己二胺又共混10分钟，出料。
将共混物在190℃热压机中压制出0.5-0.7mm厚的板，并按ASTM 1708规格切出试片，做了应力-应变实验。试片的平均拉伸断裂强度为22.92MP，断裂伸张率为8.62％，与未增容共混物的拉伸断裂强度14.71MP，断裂伸张率4.71％相比，分别增加了55.8％和0.83倍。
实施例4除了代替己二胺加入1.1g二亚乙基三胺之外和实施例1同样的条件下进行共混并切出了试片，试片的平均拉伸断裂强度为21.03MP，断裂伸张率为18.7％，与未增容共混物的拉伸断裂强度14.71MP，断裂伸张率4.71％相比，分别增加了43％和3倍。
实施例5除了代替组成比为PE/PP/PS＝50/35/15的回收聚合物使用组成比为PE/PP/PS＝56.7/28.3/15的回收聚合物之外和实施例2同样的条件下进行共混并切出了试片，试片的平均拉伸断裂强度为22.88MP，断裂伸张率为52.59％，与未增容共混物的拉伸断裂强度21.33MP，断裂伸张率7.1％相比，分别增加了7.3％和 6.4倍。
权利要求
1.一种轻度交联回收聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混物的制备方法。本发明是如下连续的两步增容为特征的第一步，将PE/PP/PS混合物置于旋转速度为30-60rpm，温度为140-160℃的混合器中混合融化，再将PE/PP/PS混合物重量的0.05-2％过氧化物、0.5-5％马来酸酐和0.05-5％二甲基甲酰胺的混合物在3-10分钟内加到混合器中，加完，继续混合反应2-5分。第二步，继续加入马来酸酐摩尔数的0.1-3倍摩尔的多官能团胺，在140-160℃下继续共混反应8-12分。
2.根据权利要求1所述的一种轻度交联回收聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混物的制备方法，其特征是连续的两步增容；即第一步选用马来酸酐、马来酸酐均聚抑制剂和过氧化物的混合物来增容，第二步选用多官能团胺类来增容。
3.根据权利要求1所述的一种轻度交联回收聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混物的制备方法，其特征是PE/PP/PS混合物重量的0.05-2％过氧化物、0.5-5％马来酸酐和0.05-5％二甲基甲酰胺的混合物在3-10分钟内加到混合器中，加完，继续混合反应2-5分。
4.根据权利要求1所述的一种轻度交联回收聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混物的制备方法，其特征是第一步选用马来酸酐、马来酸酐均聚抑制剂和过氧化物的混合物来增容后，继续加入马来酸酐摩尔数的0.1-3倍摩尔的多官能团胺，在140-160℃下继续共混反应8-12分。
全文摘要
本发明涉及不相容聚合物的增容技术，具体地指一种轻度交联回收聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混物的制备方法。本发明是如下连续的两步增容为特征的第一步，将PE/PP/PS混合物置于旋转速度为30－60rpm，温度为140－160℃的混合器中混合融化，再将PE/PP/PS混合物重量的0.05－2％过氧化物、0.5－5％马来酸酐和0.05－5％二甲基甲酰胺的混合物在3－10分钟内加到混合器中，加完，继续混合反应2－5分钟。第二步，继续加入马来酸酐摩尔数的0.1－3倍摩尔的多官能团胺，在140－160℃下继续共混反应8－12分。与现有技术相比，本法所制备的共混物性能有显著提高，可生产出环保型的管材、板材等。
文档编号C08J3/24GK1557863SQ20041000176
公开日2004年12月29日 申请日期2004年1月28日 优先权日2004年1月28日
发明者姜日善 申请人:延边大学