技术领域：
本发明属于环保回收材料制备
技术领域：
，更具体地，涉及一种高强度、高韧性的环保回收聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
：随着高分子材料研究的日益成熟，社会上已经充斥着高分子的身影，而这类物品失去其使用价值后，就会带来一个严重的环境污染问题——白色污染。聚丙烯（PP）作为通用塑料之一，因其优良的力学性能和物化性质，每年全球的使用量相当可观，其中一个典型的用途是作为包装材料。然而作为热塑性材料，让聚丙烯在回收再利用方面有不错的前景。但经使用的聚丙烯往往存在氧化、老化等问题，这就导致了回收PP的性能与新料相比会有一定程度的下降，要想将其在应用于产品中，需对其进行改性。21世纪是电子电器充斥的时代，从家用电器到电脑打印机等办公设备，其身影无处不在，但同时21世纪也是电子电器更新换代日益加快的时代，这就衍生了一个产业，废电子电器的回收，而其中，电器电器的核心元件——印刷电路板（PCBs）的回收处理是对社会和环境的一大考验。以往对PCBs的处理一般存在两者方法：物理破碎和化学浸泡，前者通过对PCBs进行物理破碎后，再进行风选，从中收集贵金属；后者则是通过化学试剂浸泡将贵金属溶解，再经过析出提纯回收贵金属。这两种方法都有一个共同的特点，就是收集价值高的金属部分，而对非金属部分置之不理，通过填埋处理草草了之，这样长久下来，势必会对环境造成恶劣的影响。而PCBs的非金属粉末（PCB），成分主要是环氧树脂和填充其中的玻纤材料，这使其有成为增强填料的可能。现如今，制造业上对PP的增强改性一般的处理方法是填充刚性材料，如：玻纤、碳酸钙、硅灰石等，考虑到效果和成本，填充玻纤是普遍使用的方法，但由于玻纤本身的外观形状特点，玻纤的填充需要特殊的加工方法，如侧料口加料法，这对生产设备有特殊的要求，从而增加生产工序的复杂性以及提高生产成本。而近年来研究发现，对聚丙烯的增韧改性除了传统的添加增韧剂外，通过改变PP的结晶晶型，使其从一般的α型转变成β型，能够提升其抗冲击的能力。而改变晶型的一个典型方便的方法就是添加β成核剂，如：有机羧酸及其盐类、芳香酰胺类、无机类等，而有机羧酸及其盐类因其熔点高、耐热性好且转化效果佳成为潜力非凡的高效β成核剂，但其也存在这分散性差，价格高等问题，影响其大范围应用于制造行业。技术实现要素：本发明的目的在于根据现有技术中的不足，提供了一种高强度、高韧性的环保回收聚丙烯复合材料。本发明的另一目的在于提供上述复合材料的制备方法和应用。本发明的目的通过以下技术方案实现：一种高强度、高韧性的环保回收聚丙烯复合材料，包括如下按重量份数计的组分：回收聚丙烯80~95废弃印刷电路板非金属环氧树脂粉末5~20β成核剂其用量占回收聚丙烯含量的0.01~0.1%所述β成核剂为庚二酸钙。本发明基于回收聚丙烯（rPP）为基材，以废弃印刷电路板非金属环氧树脂粉末（PCB）作为填充增强物，制备庚二酸钙作为β成核剂并添加到rPP中，制备一种高强度、高韧性的回收PP复合材料，可应用于办公设备，家用电器等制造领域。优选地，所述β成核剂的制备具体为：将庚二酸与氢氧化钙分别溶于水，制成溶液，然后将两种溶液混合，搅拌，干燥后即得所述β成核剂。优选地，所述庚二酸与氢氧化钙的混合摩尔比为1:1。优选地，所述环保回收聚丙烯复合材料包括如下按重量份数计的组分：回收聚丙烯80~95废弃印刷电路板非金属环氧树脂粉末5~20β成核剂其用量占回收聚丙烯的0.05%~0.1%。优选地，所述复合材料的制备为将各组分混合，经挤出后得所述环保回收聚丙烯复合材料。与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：本发明采用回收聚丙烯作为基材，能够节省成本，减少白色污染；同时使用废弃电路板非金属环氧树脂粉末（PCB）作为增强填充物，变废为宝，加工方便（无需侧料口加料），环保；搭配使用合成的庚二酸钙（CaPA）作为β成核剂与PCB搭配使用能够促进CaPA分散，提升晶型转化效率，从而减少使用量，降低成本；从而使得产品兼具高强度和高韧性。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本
技术领域：
常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。实施例1：β成核剂（CaPA）的制备：以摩尔比1：1称取适量的庚二酸与氢氧化钙（氢氧化钙稍微过量），将二者分别溶于适量的去离子水中，充分搅拌溶解后，将庚二酸溶液均匀倒入到氢氧化钙溶液中，同时保持搅拌，倒入完毕后，置于磁力搅拌机中搅拌反应24小时，然后置于真空干燥箱中将混合溶液干燥，温度设置为85℃，待水分蒸发完全，成品呈白色块状龟裂物时，将其取出，置于研钵研磨，得到CaPA粉末。环保回收聚丙烯复合材料的制备：各组分的质量百分数如下：β成核剂（CaPA）：0.01%~0.1%(该百分比是CaPA相对于rPP使用量的比例)废弃印刷电路板非金属环氧树脂粉末（PCB）：5~20%，购自惠州TCL环保资源有限公司。回收聚丙烯（rPP）：80~95%，购自合肥圆融材料有限公司。将CaPA、PCB、rPP三者按实施例配好，然后将混合料放入告诉混合机中混合均匀，再将得到的混合料经过双螺杆挤出机，在185~200°C,130r/min下，熔融挤出，经水冷造粒后，置于真空干燥箱中，70°C干燥4h，然后经注塑机制备力学性能样条供测试。表1为实施例1~8的组分配比，表3为实施例和对比例制备得到的复合材料的性能：表1环保回收聚丙烯复合材料的各实施例配比（wt%）实施例rPPCaPAPCB1900.01102900.05103900.1104950.0555850.05156800.05207850.01158850.115表1中，其用量占回收聚丙烯的0.01~0.1%对比例1~3的组分配比见表2，其中对比例1~3均为不添加PCB的试验：表2对比例rPPCaPAPCB11000.01021000.05031000.10对比例4：制备方法和原料组分及配比同实施例2，不同的是，采用的成核剂为TMB-5（购自山西省化工研究所）对比例5：制备方法和原料组分及配比同实施例2，不同的是，采用的成核剂为NPG（购自广东炜林纳新材料科技股份有限公司）对比例6：制备方法和原料组分及配比同实施例2，不同的是，采用的是纯聚丙烯（HP500N，韩国大林巴塞尔）。表3实施例和对比例中环保回收聚丙烯复合材料各项性能试验编号Kβ冲击强度（J/m）拉伸强度（MPa）弯曲强度（MPa）实施例10.2560.136.538.4实施例20.5594.235.838.5实施例30.81119.435.036.3实施例40.60100.434.135.1实施例50.5592.437.239.1实施例60.5189.736.439.5实施例70.2262.237.539.2实施例80.80119.037.039.0对比例10.0342.031.933.9对比例20.0743.531.733.6对比例30.1546.131.433.2对比例40.3263.136.238.4对比例50.0242.136.138.2对比例60.3060.332.134.0（备注：Kβ为复合材料中β晶相对α的相对含量）由表3可知，对比例1-3是单独使用本发明制备的β成核剂，可以看到晶型转化效果并不明显，而配合PCB使用后，由于CaPA与PCB极性相近，二者亲和性好，使CaPA有更好的分散，提高了其诱导效率。对比例4成核剂NPG和PCB复配之后，其成核效果消失了，而对比例5中TMB-5的成核效果也很差。对比例6中采用纯聚丙烯和本发明的庚二酸钙及PCB进行复配后，其协同效果不如实施例2~6和实施例8。由实施例2~6和实施例8的性能可知，当PCB添加量在5~20%，CaPA添加量在0.05~0.1%范围内时，复合材料有不错的综合力学性能，展现出比较高的韧性和强度。当前第1页1 2 3