专利名称：一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及废塑料重新利用技术，具体涉及利用废旧聚丙烯材料制备高性能聚丙烯合金的技术。
背景技术：
聚丙烯(PP)是一种很常用 的材料，因此广泛用于制备电器类壳体材料、汽车材料或展示架材料等，每个时期都有大量旧料、废料。在生产过程中会产生大量的次料或次品、回收品，目前对于废旧料、次料、次品或回收品的处理主要有以下几种方法
(I)焚烧或填埋方式，由于在焚烧过程中汇产生二氧化硫等有害气体，极易造成环境污染，而采取填埋方式，浪费土地资源，材料的难降解性也会对环境造成很大的危害，目前这种方式正在逐步被淘汰；
(2)对废旧电器壳体料、次料、次品或回收品进行简单的回收抽粒而不进行任何科学技术改性，降级为普通塑料使用，虽然解决了环境污染问题，但未能充分利用这些次料的经济价值，而且劣质材料流向市场，将会产生严重后果，造成劣质产品的出现。因此，如何回收并充分运用这些废旧料、次料、次品或回收品，使之再生后产生新的经济效益是一项利国利民的课题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种由废旧聚丙烯材料为主料制备而得的，具有耐划伤、高性能、阻燃性好、耐高温和耐寒性好等特点的高性能聚丙烯合金。本发明的另一个目的是提供上述聚丙烯合金的制备方法。本发明的另一个目的是提供上述聚丙烯合金在制备电风扇壳体、电饭煲壳体、展示架或汽车保险杆等中的应用。本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的
一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金，其原料配方是由如下重量份数的各组份组成
废旧聚丙烯粉碎料60 85份；
B-215长效热稳定剂O. 2 O. 4份；
EPDM5 10 份；
BaSO410 30 份。上述原料配方中，所述废旧聚丙烯粉碎料是将由聚丙烯制备的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆等材料经粉碎处理后得到的粒径小于等于IOmm的粉碎料；所述由聚丙烯制备的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆等材料是指由纯聚丙烯制造的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆，以及聚丙烯含量占95%以上的材料制造的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆。
上述原料配方中，本发明人通过研究发现，废旧聚丙烯粉碎料作为主料，其粒径的大小对本发明的实现有一定程度的影响，如果粒料过大，则混料效果差，影响搅拌均匀，影响生产工艺中的熔融混炼，因此通过研究后，发明人确定控制废旧聚丙烯粉碎料的粒径为小于等于10mm。上述原料配方中，所述B-215长效热稳定剂为市售产品，在本发明中起到抗热、抗氧老化、防止基材热氧化降解、保持材料流动指数、防止加工过程聚合物氧化和解决废旧基材的粘度降低、光泽退化问题的作用。上述原料配方中，所述EPDM的中文名称为乙烯-丙烯-环戊二烯三元共聚物(三元乙丙橡胶)；本发明的EPDM为市售产品，其在本发明中起到抗氧化、耐腐蚀、耐过热水、增强弹性、增强粘接性和填充剂的作用。上述原料配方中，所述BaSO4采用市售的工业产品，在本发明中起到提高聚丙烯合金强度和硬度的作用。 上述一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金的制备方法，其具体包括如下步骤
步骤I.废旧聚丙烯粉碎料的制备
收集废旧聚丙烯材料，使用截剪机对长度超过600mm的废旧聚丙烯材料进行截剪，使截剪后其长度小于600mm，再把截剪后的废旧聚丙烯材料与长度不超过600mm的废旧聚丙烯材料一同送进粉碎机上进行粉碎，得到粒度小于等于IOmm的颗粒，则为所需废旧聚丙烯粉碎料；
步骤2.按照上述原料配方将步骤I制备的废旧聚丙烯粉碎料、B-215长效热稳定剂、EPDM和BaSO4装进搅拌机中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在190 230°C的温度下进行熔融混炼，所得熔体由双螺杆挤出机挤出后，经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，收集粒料即为本发明所需聚丙烯合金。上述步骤I中，将收购来的废旧电器、废旧展示架和废旧汽车保险杆等材料进行挑选确认，选出由纯聚丙烯制造的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆、以及由聚丙烯含量占95%以上的材料制造的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆，即为废旧聚丙烯材料；由于废旧聚丙烯材料都较大，所以凡超过长度600mm的，要通过截剪机剪到小于600mm以下才能进粉碎机粉碎，截剪机功率为60kw，电机转速为1400转/分，通过变速剪刀速度为600转/小时，经过截剪后的废旧聚丙烯材料与长度不超过600mm的废旧聚丙烯材料一同送进粉碎机上进行粉碎；所述粉碎机的功率为22kw，电机转速为1400转/分，通过传递变速使粉碎刀的转速变为700转/分。上述步骤I中，所述粉碎机上设有筛网，并对粉碎后的颗粒进行筛选，把不能通过筛网的颗粒再重新放进粉碎机进行粉碎和筛选工序，通过筛网的颗粒为废旧聚丙烯粉碎料；所述筛网上的网孔直径为10mm。上述步骤2中，所述在搅拌机中反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为一小时。上述步骤2中，所述搅拌机的转速采用650 700转/分；本发明人通过研究发现如果搅拌机转速过快，料会裂解，如果搅拌机转速太慢则又会混合不均匀，因此通过研究后选择搅拌机的转速为650 700转/分。
上述步骤2中，双螺杆挤出机的转速为250 400转/分。上述步骤2中，熔融混炼采用温度为190 230°C ;本发明人经研究发现如果熔融混炼的温度太低，则熔融不好，如果温度太高，料会裂解，因此通过研究后选择，熔融混炼的温度为190 230°C。上述步骤2中，由双螺杆挤出机挤出的熔体经水槽冷却时，所用的水槽温度为50 60°C;本发明人通过研究发现，此处水槽冷却的温度也会对产品有一定影响，若水槽温度过低，则粒料间空隙过大而易碎，若水槽温度过高，则粒料易粘结，因此，经过对水槽温度进行优化后，本发明人选择用于冷却熔体的水槽温度为50 60°C。上述制备方法中，切粒机的转速为600 900转/分；本发明人通过研究发现，若切粒机转速过慢，则粒料会太肥大，若切粒机转速过快，则粒料会太小，因此，切粒机的转速需要调整合适，否则都会对最终粒料的美观有影响；对此，本发明人对切粒机的转速进行了 优化调整，最终选择切粒机的转速为600 900转/分。 对本发明的一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金进行性能测试，结果发现该聚丙烯合金具有高性能、耐划伤、耐低温且阻燃性好等特点，可用于制备电风扇壳体、电饭煲壳体、展示架或汽车保险杆；此外本发明的聚丙烯合金还能耐高温80°C，耐低温_40°C，以及具有防火、抗老化等特点，使用寿命可长达20年以上。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果
1.本发明的聚丙烯合金，其原料中采用了废旧聚丙烯再生料来代替聚丙烯原料，为了保证最终产品的性能优良，本发明人针对再生料的特点搭配了合适的助剂，并对各助剂的用量进行了优化，各助剂的选择使得聚丙烯再生料也能制备出性能优良的聚丙烯合金，实现了环保再生资源回收利用，全过程做到节能、减排、环保再生、资源利用，为国家节约能源作贡献；
2.本发明的聚丙烯合金，其原料配方中添加了BaSO4，并且优选工业用的BaSO4, BaSO4的加入可大大改善体系的抗冲击强度和耐划伤性能；
3.本发明的聚丙烯合金，其原料配方中添加EPDM抗氧化剂，从而使得该聚丙烯合金材料很好地解决了废旧料的粘度下降、弹性下降和腐蚀性等问题，用本发明聚丙烯合金材料制备的电器壳体、展示架和汽车保险杆可以耐高温80°C，耐低温_40°C ；
4.本发明的聚丙烯合金，通过对各原料组份的选择及其用量的优化，以及对制备方法中转速及温度的优化，使得最终得到的聚丙烯合金材料有效解决了现有材料中刚性韧性很难平衡的缺点，而且具有很好的耐划伤和阻燃优点；
5.本发明的聚丙烯合金，在23°C下弯曲模数达12000kgf/cm2，缺口冲击强度可达7kgcm/cm,耐高温80 O,耐低温-40 O,是非常合适的电器壳体材料。
具体实施例方式下面结合具体实施例来对本发明做进一步地阐述，但具体实施例并不对本发明做任何限定。实施例I
一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金，其原料配方是由如下重量份数的各组份组成废旧电器壳体类聚丙烯粉碎料 80份；
B-215长效热稳定剂O. 3份；
EPDM5 份；
BaSO415 份。上述原料配方中，所述废旧聚丙烯粉碎料是将由聚丙烯制备的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆等材料经粉碎处理后得到的粒径小于等于IOmm的粉碎料；所述由聚丙烯制备的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆等材料是指由纯聚丙烯制造的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆，以及聚丙烯含量占95%以上的材料制造的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆。上述原料配方中，所述B-215长效热稳定剂和EPDM均为市售产品，所述BaSO4为市售的工业用产品。上述一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金，其制备方法包括如下步骤
步骤I.废旧聚丙烯粉碎料的制备
收集废旧聚丙烯材料，使用截剪机对长度超过600mm的废旧聚丙烯材料进行截剪，使截剪后其长度小于600mm，再把截剪后的废旧聚丙烯材料与长度不超过600mm的废旧聚丙烯材料一同送进粉碎机上进行粉碎，得到粒度小于等于IOmm的颗粒，则为所需废旧聚丙烯粉碎料；
步骤2.按照上述原料配方将步骤I制备的废旧聚丙烯粉碎料、B-215长效热稳定剂、EPDM和BaSO4装进立式不锈钢圆筒型搅拌机中反复搅拌三次，每次搅拌时间为一小时，搅拌机转速为700转/分，混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的转速为400转/分，温度为220°C的条件下进行熔融混炼，所得熔体由双螺杆挤出机挤出后，经60°C水槽冷却，再引入转速为600转/分的切粒机进行切粒操作，收集粒料即为本实施例所需聚丙烯合金。上述步骤I中，将收购来的废旧电器、废旧展示架和废旧汽车保险杆等材料进行挑选确认，选出由纯聚丙烯制造的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆、以及由聚丙烯含量占95%以上的材料制造的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆，即为废旧聚丙烯材料；由于废旧聚丙烯材料都较大，所以凡超过长度600mm的，要通过截剪机剪到小于600mm以下才能进粉碎机粉碎，截剪机功率为60kw，电机转速为1400转/分，通过变速剪刀速度为600转/小时，经过截剪后的废旧聚丙烯材料与长度不超过600mm的废旧聚丙烯材料一同送进粉碎机上进行粉碎；所述粉碎机的功率为22kw，电机转速为1400转/分，通过传递变速使粉碎刀的转速变为700转/分。采用ASTM国际标准对本实施例制备的一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金进行性能测试，结果如表I所示。表I实施例I的聚丙烯合金的性能测试结果
权利要求
1.一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金，其原料配方是由如下重量份数的各组份组成 废旧电器壳体类聚丙烯粉碎料 60 85份； B-215长效热稳定剂O. 2 O. 4份； EPDM5 10 份； BaSO410 30 份； 上述废旧聚丙烯粉碎料是将由聚丙烯制备的废旧电器壳体、废旧展示架或废旧汽车保险杆经粉碎处理后得到的粒径小于等于IOmm的粉碎料。
2.—种权利要求I所述一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金的制备方法，其具体包括如下步骤 步骤I.废旧聚丙烯粉碎料的制备 收集废旧聚丙烯材料，使用截剪机对长度超过600mm的废旧聚丙烯材料进行截剪，使截剪后其长度小于600mm，再把截剪后的废旧聚丙烯材料与长度不超过600mm的废旧聚丙烯材料一同送进粉碎机上进行粉碎，得到粒度小于等于IOmm的颗粒，则为所需废旧聚丙烯粉碎料； 步骤2.按照上述原料配方将步骤I制备的废旧聚丙烯粉碎料、B-215长效热稳定剂、EPDM和BaSO4装进搅拌机中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在190 230°C的温度下进行熔融混炼，所得熔体由双螺杆挤出机挤出后，经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，收集粒料即为聚丙烯合金。
3.根据权利要求2所述一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金的制备方法，其特征在于所述步骤2中，在搅拌机中反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为一小时。
4.根据权利要求2所述一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金的制备方法，其特征在于所述步骤2中，搅拌机的转速采用650 700转/分。
5.根据权利要求2所述一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金的制备方法，其特征在于所述步骤2中，双螺杆挤出机的转速为250 400转/分。
6.根据权利要求2所述一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金的制备方法，其特征在于所述步骤2中，由双螺杆挤出机挤出的熔体经水槽冷却时，所用的水槽温度为50 60。。。
7.根据权利要求2所述一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金的制备方法，其特征在于所述步骤2中，切粒机的转速为600 900转/分。
8.权利要求I所述一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金在制备电风扇壳体、电饭煲壳体、展示架或汽车保险杆中的应用。
全文摘要
本发明公开一种由废旧聚丙烯材料制备的高性能聚丙烯合金及其制备方法和应用，该聚丙烯合金的原料配方由如下重量份数的各组分组成聚丙烯60～85份、B-215长效热稳定剂0.2～0.4份、EPDM5～10份和BaSO410～30份。本发明的聚丙烯合金具有高性能、耐划伤、耐低温、阻燃性好、防火和抗老化等特点，可用于制备电风扇、电饭煲壳体材料、制作展示架或汽车保险杆，可耐高温80℃，耐低温-40℃，使用寿命可长达20年以上。
文档编号C08L23/12GK102875892SQ20121032815
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者杜崇铭, 林湖彬 申请人:惠州市昌亿科技股份有限公司