专利名称：改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚氯乙烯型材及其制备方法，尤其涉及一种用回收废弃材料改性 的聚氯乙烯型材及其制备方法。
背景技术：
塑料行业迅猛发展的同时，废旧塑料也在逐年增加，其中聚乙烯(简称PE)由于具 有耐低温、抗冲击性能好、加工流动性好和热稳定性好等优点，被广泛应用于各个领域，但 使用后的废弃PE在自然条件下不易降解，容易造成环境污染。废旧塑料对环境造成的污染 也越来越受到人们的重视，这使得废旧塑料的回收利用技术成为国内外同行研究的热点。聚氯乙烯(简称PVC)是一种强度高、耐腐蚀、价格低廉、用途广泛的通用塑料，但 其缺口冲击性差、耐寒性差、热稳定性差和易脆裂等缺点限制了 PVC的应用范围。因此，PVC 的共混改性一直是国内外科学工作者研究的重要课题之一。目前，利用回收的PE对PVC进行共混的相关报导少有提及，现有技术主要关注于 新料PE与PVC的共混，并通过加入增容剂(例如氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、PE多单体接枝 物、氯化聚乙烯与邻苯二甲酸二辛酯协同等)来提高PE与PVC之间的相容性，进而改善共 混材料的性能。研究结果显示，这种方式下得到的共混材料相容性有一定程度的提高，但 工艺复杂且综合性能较差，达不到型材工业化生产的要求。因此，如果能将废旧PE的回收 利用与PVC的共混改性结合起来，则对于废旧资源的回收利用和新材料的开发具有双重意 义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能提高废旧塑料回收 利用率、节约资源和生产成本、环保安全、性能优异的改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型 材，还针对该共混型材提供一种成本小、工艺简单、资源利用率高、能耗小的改性回收聚乙 烯与聚氯乙烯的共混型材的制备方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种改性回收聚乙烯与聚氯乙烯 的共混型材，其特征在于所述共混型材主要由以下质量份数的原料共混制备得到
聚氯乙烯100份
硅油改性回收聚乙烯5 10份
稳定剂3 6份
钛白粉3 6份
氯化聚乙烯(简称CPE)6 10份丙烯酸酯类抗冲改性剂(简称ACR) 1 4份 润滑剂0.2 1.0份和
活性碳酸钙0 30份。上述技术方案的特点是采用了硅油改性回收PE对PVC型材进行改性，从而获得了 性能指标较高的改性回收PE与PVC的共混型材，充分利用了废旧塑料等废弃资源，节约了 生产成本，同时有利于对环境的保护。本发明还提供一种上述改性回收PE与PVC的共混型材的制备方法，包括以下步 骤(1)混料将原料PVC、稳定剂、钛白粉、CPE、ACR和润滑剂按上述质量配比进行高 速混合，当温度上升到80°C 95°C时加入硅油改性回收PE或者加入硅油改性回收PE和活 性碳酸钙，热混至温度达到115°C 125°C时放料，然后开始冷混至室温，得到干混料；(2)成型将所述干混料在140°C 205°C温度下挤出成型，制备得到改性回收PE 与PVC的共混型材。上述的技术方案中，对回收PE进行改性的方法很多，但优选主要采用以下质量份 数的原料挤出造粒后制备得到硅油改性回收PE 回收PE 100份 和硅油2 8份；所述回收PE的熔融指数小于2. 0g/10min,固含量低于5% ；所述硅油的黏度为 50cS 30000cS。上述对回收PE进行改性制备得到硅油改性回收PE的具体步骤可以是将2 8 份的硅油分散于100份的回收PE中(通过高速混合搅拌方式分散，搅拌时间不少于^iin)， 将分散均勻后的物料在140°C 200°C温度下进行双螺杆挤出造粒，制得硅油改性回收PE。上述技术方案中，所述润滑剂可以选用本领域公知或通用的润滑剂(例如液体石 蜡、氧化聚乙烯等)，通过添加润滑剂不仅能降低工艺生产的能耗，而且能使产品表面更加 光滑，外观更好。本发明优选采用的润滑剂为硬脂酸和/或聚乙烯蜡，如果二者混合使用， 效果更好，因为二者各自的润滑效果具有互补性，混合使用时硬脂酸和聚乙烯蜡的质量比 优选为3 (0.5 幻。上述技术方案中，所述稳定剂可以选用本领域公知或通用的稳定剂 (例如复合铅盐稳定剂、金属皂类等)，但本发明优选采用稀土复合稳定剂。本发明还可添 加一定量的活性碳酸钙，因为通过实验我们发现，添加一定量的活性碳酸钙能够提高产品 的弯曲强度和弯曲模量，但是活性碳酸钙宜最后添加，因为过早添加活性碳酸钙会妨碍原 料PVC对其他助剂的吸收。与现有技术相比，本发明的优点在于相比于现阶段的新料PE与PVC的共混，本发 明通过利用硅油改性回收PE与PVC共混，制备的改性回收PE与PVC共混型材具有现有PVC 型材的优异性能，PVC材料的韧性和加工性能得到改善，产品的性能得到很大提高。同时， 本发明实现了回收PE的循环利用，既提高了我国废旧塑料的回收利用率，缓解了废旧塑料 对环境造成的压力，实现了能源和资源的节约，又降低了 PVC制品的生产成本和能耗，提升 了企业产品的市场竞争力，具有缓解国内塑料原料供需矛盾和提高企业经济效益的双重意 义，有利于国内PVC型材产业可持续发展目标的实现。此外，在将硅油改性回收PE与PVC 共混的同时，通过添加CPE、ACR等高分子材料，可以明显提高本发明改性回收PE与PVC共混型材的缺口冲击性和耐寒性。 相比于现阶段的PE化学接枝改性等复杂工序，本发明改性回收PE与PVC共混型 材的制备方法也大大简化，资源消耗和能耗都大大降低，有利于本发明改性回收PE与PVC 共混型材的工业化生产和应用。
具体实施例方式下面结合实施例更详细地描述本发明。实施例1 一种本发明的改性回收PE与PVC的共混型材，该共混型材是由以下质量份数的原
料共混制备得到
PVC100 份
硅油改性回收PE5 10份
稳定剂3 6份
钛白粉3 6份
CPE6 10份
ACR1 4份
润滑剂0.2 1.0份和
活性碳酸钙0 30份。上述本发明的改性回收PE与PVC的共混型材的制备方法，具体包括以下步骤(1)混料将原料PVC、稳定剂、钛白粉、CPE、ACR和润滑剂按上述质量配比进行高 速混合，混合原料自身摩擦发热，当温度上升到80°C 95°C时加入硅油改性回收PE或者加 入硅油改性回收PE和活性碳酸钙，热混至温度达到115°C 125°C时放料，然后开始冷混至 室温，得到干混料；(2)成型将所述干混料在140°C 205°C温度下挤出成型，制备得到改性回收PE 与PVC的共混型材。本实施例通过利用硅油改性回收PE与PVC共混，制备的改性回收PE与PVC共混 型材具有现有PVC型材的优异性能，产品的质量和性能都得到很大提高；同时，还实现了回 收PE的循环利用，提高了我国废旧塑料的回收利用率。下面对本发明更为具体或更为优选的实施例作进一步描述。实施例2 一种本发明的改性回收PE与PVC的共混型材，该共混型材是由以下质量份数的原
料共混制备得到PVC100份二甲基硅油改性回收PE5份稀土复合稳定剂5份钛白粉5份CPE8份ACR2份硬脂酸0.3份聚乙烯蜡0.2份活性碳酸钙15份。本实施例的改性回收PE与PVC的共混型材具体是由以下方法步骤制备得到1、二甲基硅油改性回收PE的制备将8份二甲基硅油(黏度为5000cS)加入到 100份的回收PE中，然后高速搅拌5min，将搅拌均勻后的物料在双螺杆挤出机中进行挤出 造粒，双螺杆挤出机的工作参数为一区(150士3°C )二区(190士3°C )三区(195士3°C)四区(195士3°C)五区(195士3°C)机头(190士 3°C )主机速率84r/min，切粒机速率匹配；挤出造粒完成后得到二甲基硅油改性回收PE ；2、混料将原料PVC、稀土复合稳定剂、钛白粉、CPE、ACR和润滑剂(硬脂酸和聚乙 烯蜡)按上述配比进行高速混合，当温度上升到90°C时加入本实施例步骤1制得的二甲基 硅油改性回收PE( 二甲基硅油改性回收PE的取用量根据前述各原料的质量配比确定，步 骤1制得的二甲基硅油改性回收PE大于本步骤2的用量)和活性碳酸钙，热混至温度达到 120°C时放料，然后开始冷混至室温，得到干混料；3、成型将步骤2得到的干混料在140°C 205°C温度下挤出成型，制备得到改性 回收PE与PVC的共混型材。对本实施例的改性回收PE与PVC共混型材的各项力学性能进行测试，其测试结果 如下表1所示。表1 实施例2的二甲基硅油改性回收PE与PVC共混型材的力学性能
力学性能指标冲击强度(kj/m2)拉伸强度(MI3a)弯曲强度(Mpa)弯曲模量￠1 )测试结果24. 838. 959. 52. 41 由上表1可知，共混型材的冲击强度、拉伸强度和弯曲模量分别为24. 8kJ/m2,38. 9MPa和2. 41GPa,其强度均达到国家关于PVC型材的性能要求(国家在冲击强度、拉伸 强度和弯曲模量三个指标上的要求分别为12. 0kJ/m2、37. OMPa和1. 96GPa)。
实施例3 本实施例着重考察二甲基硅油的含量对共混型材各项性能的影响，二甲基硅油的 黏度是5000cS。本实施例的改性回收PE与PVC的共混型材制备步骤如下1、二甲基硅油改性回收PE的制备本步骤的操作过程及工艺参数与实施例2中的 步骤1相同，但作为原料的二甲基硅油与回收PE的质量配比按一定规律变化(见下表2)， 因此最后制得五种不同的二甲基硅油改性回收PE (以B、C、D、E、F分别编号)；表2 实施例3中二甲基硅油改性回收PE的配方表
权利要求
1. 一种改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述共混型材主要由以下 质量份数的原料共混制备得到聚氯乙烯100份硅油改性回收聚乙烯5 10份稳定剂3 6份钛白粉3 6份氯化聚乙烯6 10份丙烯酸酯类抗冲改性剂1 4份润滑剂0.2 1.0份和活性碳酸钙0 30份。
2.根据权利要求1所述的改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述 硅油改性回收聚乙烯主要由以下质量份数的原料挤出造粒后制备得到回收聚乙烯 100份 和硅油2 8份；所述回收聚乙烯的熔融指数小于2. Og/lOmin，固含量低于5% ；所述硅油的黏度为 50cS 30000cS。
3.根据权利要求2所述的改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述 硅油是指甲基硅油、甲基苯基硅油、氨基硅油和甲基乙烯基硅油中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述 润滑剂是指硬脂酸和/或聚乙烯蜡。
5.根据权利要求4所述的改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所 述润滑剂是指硬脂酸和聚乙烯蜡组成的复合润滑剂，所述硬脂酸与聚乙烯蜡的质量比为 3 (0. 5 2)。
6.根据权利要求1所述的改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述 稳定剂是指稀土复合稳定剂。
7.—种如权利要求1所述的改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材的制备方法，包括 以下步骤(1)混料将聚氯乙烯、稳定剂、钛白粉、氯化聚乙烯、丙烯酸酯类抗冲改性剂和润滑剂 按所述质量份数进行高速混合，当温度上升到80°C 95°C时加入硅油改性回收聚乙烯或 者加入硅油改性回收聚乙烯和活性碳酸钙，热混至温度达到115°C 125°C时放料，然后开 始冷混至室温，得到干混料；(2)成型将所述干混料在140°C 205°C温度下挤出成型，制备得到改性回收聚乙烯 与聚氯乙烯的共混型材。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述硅油改性回收聚乙烯是通过以 下方法制备得到将2 8份的硅油分散于100份的回收聚乙烯中，将分散均勻后的物料在 140°C 200°C温度下进行双螺杆挤出造粒，制得硅油改性回收聚乙烯。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述硅油是指甲基硅油、甲基苯基硅油、氨基硅油和甲基乙烯基硅油中的一种或多种；所述回收聚乙烯的熔融指数小于 2. 0g/10min,固含量低于5% ；所述硅油的黏度为50cS 30000cS。
10.根据权利要求7、8或9所述的制备方法，其特征在于所述润滑剂是指硬脂酸和/ 或聚乙烯蜡；所述稳定剂是指稀土复合稳定剂。
全文摘要
本发明公开了一种改性回收聚乙烯与聚氯乙烯的共混型材及该共混型材的制备方法，该型材主要由100份聚氯乙烯、5～10份硅油改性回收聚乙烯、3～6份稳定剂、3～6份钛白粉、6～10份氯化聚乙烯、1～4份丙烯酸酯类抗冲改性剂、0.2～1.0份润滑剂和0～30份活性碳酸钙共混制备得到。本发明的共混型材性能优异，能够有效提高废旧塑料回收利用率，节约资源，节约成本且环保安全。
文档编号C08L23/06GK102079836SQ20091022705
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者周乃安, 张芳, 李志军, 杨治, 杨波, 欧阳相会, 苏胜培, 莫笑君 申请人:湖南五强产业集团股份有限公司