专利名称：一种聚丙烯回收料再生方法
技术领域：
本发明属于塑料回收领域，具体涉及一种聚丙烯回收料再生方法。
背景技术：
“节能减排”、“环境保护”已经成为世界各国经济和技术发展的重要目标。塑料的回收与资源化利用，有利于解决塑料包装等所引起的“白色污染”给国民经济和生态环境带来的不良影响的问题，除了可以达到节省成本、节约资源的目的之外，通过回收与资源化利用，还可以大大减少焚烧处理废旧塑料等方法的使用，从而达到减少碳排放的目的，为防止全球变暖做贡献。因而，具有更重要的意义。近年来，关于塑料回收与资源化利用的相关技术出现很多。但多数以塑料回收设备的改进为主。有些文献提到将塑料回收料与普通市售新鲜的树脂材料进行复合共混，制得再生料。然而，由于回收的树脂料其老化程度不同，使再生料的性能出现较大程度的波动，如何最大限度地利用普通市售新鲜的树脂材料进行复合共混，使得共混比例得到合理搭配，既能使再生料获得与通常相应树脂相当的力学机械性能，又能使得回收料达到最大的使用量，从而使得再生料兼具价格低廉、性能良好等综合性能好的特点，则是一个很重要的需要解决的问题。
发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术的不足，提出一种聚丙烯回收料再生方法。 该方法能够合理准确地对聚丙烯回收料的老化程度进行量化评估，并根据评估结果控制再生料中回收料与新鲜料的混合比例，制备力学机械性能与普通市售新鲜的聚丙烯粒料十分相近的再生料。从而实现回收料的高效再生。本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现一种聚丙烯回收料再生方法，包括如下步骤(I)采用差示扫描量热法(DSC)对聚丙烯回收料的熔融峰温Tpm进行测定，(2)根据熔融峰温Tpm的测量结果对聚丙烯回收料的老化程度进行评价，并根据评价结果，确定聚丙烯再生料中聚丙烯回收料的添加量；(3)按步骤(2)确定的添加量，将新鲜聚丙烯粒料与聚丙烯回收料复合共混加工， 制得聚丙烯再生料；对聚丙烯再生料进行造粒。作为一种优选方案，步骤(I)中，所述差示扫描量热法的测试氛围优选为=N2气氛；气流流速为20 50mL/min ;升温速率和降温速率均为2 20°C /min，升温和降温范围为 20°C 250°C。步骤⑴中，所述差示扫描量热法可以采用单段法或三段法进行熔融峰温Tpm的测量。单段法即采用直接升温熔融方法进行，熔融峰温Tpm的测定在升温熔融的过程中进行。
三段法依次包含第一次升温熔融、降温结晶、第二次升温熔融三个步骤，熔融峰温 Tpm的测定在第二次升温熔融的过程中进行。一般地，聚丙烯回收料的熔融峰温Tpni在140 180°C之间，通过检测和结合实验， 我们发现，步骤(2)中，对聚丙烯回收料的老化程度的评价方法如下180°C彡Tpm> 155°C，为低老化程度段，即当熔融峰温为155 180°C之间时，可以认为聚丙烯回收料的老化降解程度较低；155°C>Tpm> 150°C，为中等老化程度段，即当熔融峰温为150 155°C之间时，可以认为聚丙烯回收料的出现了较明显的老化降解；150°C>Tpm> 140°C，为高老化程度段，即当熔融峰温为150°C以下时，可以认为聚丙烯回收料的老化降解程度较高。通过实验，我们还发现，对于处于不同老化程度的聚丙烯回收料，必须控制其在再生料中的份量，以保证再生料的机械性能力学机械性能与普通市售新鲜的聚丙烯粒料差别不大。具体来说，对于低老化程度段，聚丙烯再生料中聚丙烯回收料的质量百分比为85 95% ；中等老化程度段，聚丙烯再生料中聚丙烯回收料的质量百分比为45 85% ；高老化程度段，聚丙烯再生料中聚丙烯回收料的质量百分比为5 45%。步骤(3)中，所述复合共混加工的方法为开炼、密炼或螺杆挤出。优选地，开炼或密炼的加工温度为170 250°C，转速为10 80rpm ;螺杆挤出的加工温度为170 250°C，转速为10 250rpm。优选地，步骤(3)中，所述造粒的方法优选为破碎机破碎或挤出切粒。更优选地，对于密炼料来说，采用破碎造粒；对于挤出料来说，采用切粒的方法造粒。所制成的粒料可以作为制造各种塑料制品的原料，可以采用挤出、注射等加工方法成型。由所述聚丙烯回收料再生方法，可以准确地调配聚丙烯再生料中回收料和新鲜料的比例，使所得聚丙烯再生料的力学机械性能与新鲜料无异。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明的再生方法可以准确地对聚丙烯回收料的老化程度进行量化评估，并根据评估结果控制再生料中回收料与新鲜料的混合比例，制备出力学机械性能与普通市售新鲜的聚丙烯粒料十分相近的再生料，因此可以使回收料达到最大的使用量的同时保持了再生料的性能；使再生料兼具价格低廉、性能良好等特点，实现聚丙烯回收料的最大程度的资源化利用。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，具体实施例对本发明不作任何限定。实施例I将通过分拣获得的聚丙烯回收料进行DSC测试，测出其熔融峰温为158. 5°C。判断这种聚丙烯回收料的老化降解程度不高，可以采用较高的比例进行复合再生。按上述聚丙烯回收料与普通市售新鲜的聚丙烯粒料(CJS700，中国石油化工股份有限公司广州分公司)按95 5的质量比进行复合共混。复合共混在密炼机上进行，密炼温度为180°C，密炼时间为lOmin，密炼转速为30rpm。密炼后的共混料采用破碎机进行破碎，制得碎粒直径约为5cm的高效再生聚丙烯粒料。将所制得的高效再生聚丙烯粒料制成力学机械性能测试样条(GB/T1040-2006)，进行拉伸性能测试，测试的拉伸速率为50mm/min。测得高效再生聚丙烯的拉伸强度为36. 2MPa，与普通市售新鲜的聚丙烯粒料CJS700的拉伸性能相当 (36. 3MPa)。实施例2将通过分拣获得的聚丙烯回收料进行DSC测试，测出其熔融峰温为155. (TC。判断这种聚丙烯回收料的老化降解程度还不算高，但已经出现了一定的老化降解，故还可以采用相当高的比例进行复合再生。按上述聚丙烯回收料与普通市售新鲜的聚丙烯粒料 (CJS700，中国石油化工股份有限公司广州分公司)按85 15的质量比进行复合共混。 复合共混在双螺杆挤出机上进行，三段挤出温度分别为180 V，190 V，200 V，螺杆转速为 180rpm。挤出后的共混料直接采用切粒机切粒，制得高效再生聚丙烯粒料。将所制得的高效再生聚丙烯粒料制成力学机械性能测试样条(GB/T 1040-2006)，进行拉伸性能测试，测试的拉伸速率为50mm/min。测得高效再生聚丙烯的拉伸强度为36. IMPa，与普通市售新鲜的聚丙烯粒料CJS700的拉伸性能相当(36. 3MPa)。实施例3将通过分拣获得的聚丙烯回收料进行DSC测试，测出其熔融峰温为152. (TC。判断这种聚丙烯回收料已经出现了较明显的老化降解，故需要适当增加普通市售新鲜的聚丙烯粒料的比例进行复合再生，以抵消聚丙烯回收料对再生料性能的影响。按上述聚丙烯回收料与普通市售新鲜的聚丙烯粒料(CJS700，中国石油化工股份有限公司广州分公司)按 70 30的质量比进行复合共混。复合共混在密炼机上进行，密炼温度为180°C，密炼时间为lOmin，密炼转速为30rpm。密炼后的共混料采用破碎机进行破碎，制得碎粒直径约为5cm 的高效再生聚丙烯粒料。将所制得的高效再生聚丙烯粒料制成力学机械性能测试样条(GB/ T1040-2006)，进行拉伸性能测试，测试的拉伸速率为50mm/min。测得高效再生聚丙烯的拉伸强度为36. IMPa，与普通市售新鲜的聚丙烯粒料CJS700的拉伸性能相当(36. 3MPa)。实施例4将通过分拣获得的聚丙烯回收料进行DSC测试，测出其熔融峰温为147. 5°C。判断这种聚丙烯回收料的老化降解程度较高，故聚丙烯回收料的比例不宜太高，以削弱聚丙烯回收料对再生料性能的负面影响。按上述聚丙烯回收料与普通市售新鲜的聚丙烯粒料 (CJS700，中国石油化工股份有限公司广州分公司)按30 70的质量比进行复合共混。 复合共混在双螺杆挤出机上进行，三段挤出温度分别为180°C，190°C，200°C，螺杆转速为 180rpm。挤出后的共混料直接采用切粒机切粒，制得高效再生聚丙烯粒料。将所制得的高效再生聚丙烯粒料制成力学机械性能测试样条(GB/T 1040-2006)，进行拉伸性能测试，测试的拉伸速率为50mm/min。测得高效再生聚丙烯的拉伸强度为35. OMPa,与普通市售新鲜的聚丙烯粒料CJS700的拉伸性能基本接近(36. 3MPa)。实施例5将通过分拣获得的聚丙烯回收料进行DSC测试，测出其熔融峰温为150. (TC。判断这种聚丙烯回收料的老化降解程度较高，故聚丙烯回收料的比例不宜太高，以削弱聚丙烯回收料对再生料性能的负面影响。按上述聚丙烯回收料与普通市售新鲜的聚丙烯粒料 (CJS700，中国石油化工股份有限公司广州分公司)按45 55的质量比进行复合共混。 复合共混在双螺杆挤出机上进行，三段挤出温度分别为180°C，190°C，200°C，螺杆转速为 ISOrpm0挤出后的共混料直接采用切粒机切粒，制得高效再生聚丙烯粒料。将所制得的高效再生聚丙烯粒料制成力学机械性能测试样条(GB/T 1040-2006)，进行拉伸性能测试，测试的拉伸速率为50mm/min。测得高效再生聚丙烯的拉伸强度为35. 9MPa，与普通市售新鲜的聚丙烯粒料CJS700的拉伸性能基本接近(36. 3MPa)。
权利要求
1.一种聚丙烯回收料再生方法，其特征在于，包括如下步骤(1)采用差示扫描量热法对聚丙烯回收料的熔融峰温Tpm进行测定，(2)根据熔融峰温Tpm的测量结果对聚丙烯回收料的老化程度进行评价，并根据评价结果，确定聚丙烯再生料中聚丙烯回收料的添加量；(3)按步骤(2)确定的添加量，将新鲜聚丙烯粒料与聚丙烯回收料复合共混加工，制得聚丙烯再生料；对聚丙烯再生料进行造粒。
2.如权利要求I所述聚丙烯回收料再生方法，其特征在于，步骤(I)中，所述差示扫描量热法的测试氛围为=N2气氛；气流流速为20 50mL/min ;升温速率和降温速率均为2 200C /min，升温和降温范围为20°C 250°C。
3.如权利要求I所述聚丙烯回收料再生方法，其特征在于，步骤(I)中，所述差示扫描量热法采用直接升温熔融方法进行，熔融峰温Tpm的测定在升温熔融的过程中进行。
4.如权利要求I所述聚丙烯回收料再生方法，其特征在于，步骤(I)中，所述差示扫描量热法采用第一次升温熔融、降温结晶、第二次升温熔融的三段式方法进行，熔融峰温Tpm 的测定在第二次升温熔融的过程中进行。
5.如权利要求I所述聚丙烯回收料再生方法，其特征在于，步骤(2)中，对聚丙烯回收料的老化程度的评价方法如下1800 ≥> 155°C，为低老化程度段；155°C> Tpm≥150°C，为中等老化程度段；150°C> Tpm≥140°C，为高老化程度段。
6.如权利要求5所述聚丙烯回收料再生方法，其特征在于，低老化程度段，聚丙烯再生料中聚丙烯回收料的质量百分比为85 95% ；中等老化程度段，聚丙烯再生料中聚丙烯回收料的质量百分比为45 85% ；高老化程度段，聚丙烯再生料中聚丙烯回收料的质量百分比为5 45%。
7.如权利要求I所述聚丙烯回收料再生方法，其特征在于，步骤(3)中，所述复合共混加工的方法为开炼、密炼或螺杆挤出。
8.如权利要求7所述聚丙烯回收料再生方法，其特征在于，开炼或密炼的加工温度为170 250°C，转速为10 80rpm ;螺杆挤出的加工温度为170 250°C，转速为10 250rpmo
9.如权利要求I所述聚丙烯回收料再生方法，其特征在于，步骤(3)中，所述造粒的方法为破碎机破碎或挤出切粒。
10.由权利要求I所述聚丙烯回收料再生方法制备得到的聚丙烯再生料。
全文摘要
本发明公开一种聚丙烯回收料再生方法。该方法包括如下步骤先采用差示扫描量热法对聚丙烯回收料的熔融峰温Tpm进行测定，然后根据熔融峰温Tpm的测量结果对聚丙烯回收料的老化程度进行评价，并根据评价结果，确定聚丙烯再生料中聚丙烯回收料的添加量；根据确定的添加量，将新鲜聚丙烯粒料与聚丙烯回收料复合共混加工，制得聚丙烯再生料；对聚丙烯再生料进行造粒。本发明的再生方法可以准确地对聚丙烯回收料的老化程度进行量化评估，制备出力学机械性能与普通市售新鲜的聚丙烯粒料十分相近的再生料，这种再生料兼具价格低廉、性能良好等特点，实现聚丙烯回收料的最大程度的资源化利用。
文档编号C08J11/06GK102585361SQ20121000414
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者王晓 申请人:中山大学