专利名称：一种用于制备汽车保险杠的再生材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种用于制备汽车保险杠的再生材料及其制备方法。
背景技术：
全球塑料工业的飞速发展给世界经济带来了巨大的腾飞，但同时也带来了大量的废旧塑料。废弃塑料作为一种新的资源，蕴含着巨大的开发利用价值，废旧塑料的可持续再生利用是再生塑料发展的总趋势，目前已引起了世界各国的重视。目前对废旧塑料回收有多种技术和方法，主要有分选回收利用、简单再生、复合、降解和燃烧使用。汽车保险杠是吸收并缓和外界冲击力，防护车身前后部的安全装置。在汽车行业中，随着汽车工业的飞速发展，越来越多的塑料保险杠被应用，目前使用塑料保险杠的车型已占90%以上，同时也造成了大量废旧塑料的产生。在国外，对蓄电池槽体、汽车保险杠这种数量较大的聚丙烯制件，一般采用简单的再生方法回收，如美国最大的蓄电池回收工厂一KW塑料公司，每年回收、再加工超过45000吨的废旧聚丙烯，其大部分用于福特汽车的防溅板。大众汽车公司通过其经营的网络收集PP保险杠，重新造粒后用于新部件的生产中。FIAT汽车公司将PP保险杠回收再造粒，用于生产防尘板和空气过滤器外壳。在国内，我国也从日本、德国引进多套熔融法再生加工利用废旧塑料的装置来生产再生塑料。目前，已出现利用废旧塑料经过简单再生或共混生产再生塑料用来加工中低端汽车保险杠，这种汽车保险杠与使用新原料生产相比，虽然大量降低了保险杠生产成本。但是，这种经过简单再生或共混的再生塑料在使用过程中易老化降解，生产汽车保险杠的材料在强度、硬度、冲击韧性、耐热性、稳定性等方面性能大大降低；另一方面，再生塑料中的一些残留助剂和因降解形成的部分低分子混合物，表现在产品上会出现不同程度的刺激性气味，大大限制了再生塑料的使用范围。
发明内容
本发明的目的就是提供一种用于制备汽车保险杠的再生材料，解决了废旧塑料质轻、强度低、稳定性差、加工性能差、有难闻气味等问题，提高了产品性能，并大大降低了成本。本发明的另一个目的是提供上述再生塑料的制备方法。为实现上述目的，本发明 采用的技术方案是一种用于制备汽车保险杠的再生材料，其特征在于该材料由以下组份按重量份制备而成
再生聚丙烯50-85 ；
再生聚乙烯5-25
弹性体0-20 ；无机矿物填料0-25 ；
娃藻土1-10 ；
相容剂0. 3-2 ；
润滑剂0. 3-1. 5 ；
抗氧剂0. 2-0. 8 ；
上述方案的优选方案是，所述的再生聚丙烯选用经过分拣、破碎、清洗、造粒后的热塑性聚丙烯废旧塑料，燃烧剩余物小于4%，分子量为10-50万。所述的再生聚乙烯选用经过分拣、破碎、清洗、造粒后的热塑性聚乙烯废旧塑料，其在230°C /2. 16Kg条件下的熔融指数在0. l_15g/10min，燃烧剩余物小于2%。所述弹性体选自乙烯-辛烯共聚物(P0E)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中的至少一种。所述无机矿物填料为经过助剂包覆、表面活化处理后的滑石粉、碳酸钙或云母中的至少一种，所述无机矿物填料的粒径大于1000目；所述助剂为白油、硅烷偶联剂KH550、有机硅类塑料分散剂E525与硬脂酸钙。其中以滑石粉、碳酸钙或云母为100份计，其助剂添加的重量份分别为白油1-4份，硅烷偶联剂KH550 0-3份，钛酸脂偶联剂0-3份，分散剂E525 0-3份，硬脂酸钙0-3份。所述相容剂为聚丙烯与马来酸酐的接枝物(PP-g-MAH)。所述硅 藻土经高温煅烧后粉碎，其粒径大于800目，Si02含量大于89%，孔隙率大于90%,比表面积为60 m2 /g以上。所述抗氧剂选自四[￠-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)与亚磷酸三(2，4一二叔丁基苯基)酯(168)的复配，两者采用质量比为1:2。所述润滑剂选自白油与乙撑双硬脂酰胺(EBS)的复配，两者采用质量比为1:2。制备上述的再生材料的方法，包括以下步骤
(1)取100份滑石粉、碳酸钙或云母中的至少一种，加入1-4份白油、0-3份硅烷偶联剂KH550.0-3份钛酸脂偶联剂、0-3份有机硅类塑料分散剂E525、0_3份硬脂酸钙，一起高速混合均匀后，烘干、再高速混合，最后经冷却制得粉状无机矿物填料；
(2)按配比称取原料，先将再生聚丙烯、再生聚乙烯与弹性体在高速混合机中进行混合3 5分钟；再加入硅藻土、相容剂、抗氧剂、润滑剂，混合3 8分钟；最后加入经(I)制得的无机矿物填料再混合3 5分钟得到预混料；所述混合机的转速为1000 2000转/分；
(3)将(2)中制得的预混料喂入双螺杆挤出机中先预加热3 5分钟，再经挤出、水冷、切粒及干燥，即制得再生材料；其中双螺杆挤出机的各区温度为185 230°C，双螺杆挤出机的转速为300 500转/分。本发明与现有技术相比具有下列优点
本发明所制得的用于制备汽车保险杠的再生材料具有下述有益效果
(1)选用的原材料来源较广，生产工艺简单；
(2)气味性低，其气味检测达到大众VW50180气味检测标准<3. 5，可广泛用于汽车中低端保险杠的生产，扩大再生材料使用范围；
(3)用本发明的再生塑料制备的汽车保险杠与使用新材料生产的汽车保险杠相比，具有同等较好的冲击性能、强度和韧性，并且其熔体流动性好。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。主要通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述，由于本发明主要在于配方的改进，其它的工艺条件，如螺杆的操作条件等，与现有技术基本相同，故实施例将注重配方的列举。在实施例中，各物性的测试方法分别如下
熔融指数是根据ISO 1133进行测试；
拉伸强度、断裂伸长率根据ISO 527-1,2进行测量；
弯曲强度、弯曲模量根据ISO 178进行测量；
悬臂梁缺口冲击强度根据ISO 180进行测量；
气味性检测采用大众VW50180气味检测标准，判定标准分为6个等级1为无异味；2为稍有异味；3为有味道，但不刺激；4为有刺激性气味；5为有强烈的刺激性气味；6为无法忍受的味道。
实施例1
按质量比为1:3取滑石粉与碳酸钙100份，加入3份白油、2份钛酸酯偶联剂、2份有机硅类塑料分散剂E525进行充分混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；将再生聚丙烯65份、再生聚乙烯5份与弹性体POE 10份在高速混合机中混合4分钟；然后加入硅藻土2份、相容剂0. 5份、抗氧剂0. 4份、润滑剂0. 6份，在高速混合机汇中混合5分钟；最后加入制得的无机矿物填料20份，在高速混合机中再混合4分钟得到预混料，整个混合过程所述混合机的转速为1800转/分。再将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3分钟，其中螺杆第一区温度185°C，第二区温度190°C，第三区温度195°C，第四区温度200°C，第五区温度210°C，第六区温度215°C，挤出机头温度205°C，螺杆转速为400转/分，真空挤出、水冷、切粒及干燥，即可制得制备汽车保险杠的再生材料。实施例2
按质量比为4:1取碳酸钙与云母粉100份，加入4份白油、3份钛酸酯偶联剂、3份有机硅类塑料分散剂E525、2份硬脂酸钙一起进行混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；
将再生聚丙烯50份、再生聚乙烯15份与弹性体P0E10份在高速混合机中混合3分钟；然后加入硅藻土 5份、相容剂I份、抗氧剂0. 4份、润滑剂I份，在高速混合机汇中混合6分钟；最后加入制得的无机矿物填料25份，在高速混合机中再混合5分钟得到预混料，整个混合过程所述混合机的转速为2000转/分。再将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3分钟，其中螺杆第一区温度185°C，第二区温度190°C，第三区温度195°C，第四区温度200°C，第五区温度205°C，第六区温度210°C，挤出机头温度210°C，螺杆转速为425转/分，真空挤出、水冷、切粒及干燥，即可制得制备汽车保险杠的再生材料。实施例3将再生聚丙烯85份、再生聚乙烯5份与弹性体EPDM 10份在高速混合机中混合5分钟；然后加入硅藻土 I份、相容剂1. 5份、抗氧剂0. 2份、润滑剂0. 3份，在高速混合机汇中混合3分钟得到预混料，整个混合过程所述混合机的转速为1000转/分。再将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热4分钟，其中螺杆第一区温度185°C，第二区温度190°C，第三区温度195°C，第四区温度200°C，第五区温度205°C，第六区温度205°C，挤出机头温度200°C，螺杆转速为500转/分，真空挤出、水冷、切粒及干燥，即可制得制备汽车保险杠的再生材料。实施例4
取滑石粉100份，加入I份白油、2份硅烷偶联剂KH550、2份硬脂酸钙一起进行高速混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；
将再生聚丙烯60份、再生聚乙烯10份与弹性体SBS 10份、EVA 10份在高速混合机中混合4分钟；然后加入硅藻土 10份、相容剂2份、抗氧剂0. 4份、润滑剂1. 2份，在高速混合机汇中混合8分钟；最后加入制得的无机矿物填料10份，在高速混合机中再混合4分钟得到预混料，整个混合过程所述混合机的转速为2000转/分。再将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热5分钟，其中螺杆第一区温度185°C，第二区温度190°C，第三区温度195°C，第四区温度200°C，第五区温度205°C，第六区温度210°C，挤出机头温度210°C，螺杆转速为380转/分，真空挤出、水冷、切粒及干燥，即可制得制备汽车保险杠的再生材料。实施例5
按质量比为1:2取滑石粉、云母粉100份，加入2份白油、3份硅烷偶联剂KH550、I份有机硅类塑料分散剂E525、3份硬脂酸钙一起进行高速混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；
将再生聚丙烯60份、再生聚乙烯25份在高速混合机中混合4分钟；然后加入硅藻土 5份、相容剂I份、抗氧剂0. 8份、润滑剂1. 5份,在高速混合机汇中混合5分钟；最后加入制得的无机矿物填料15份，在高速混合机中再混合5分钟得到预混料，整个混合过程所述混合机的转速为1500转/分。再将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热4分钟，其中螺杆第一区温度195°C，第二区温度200°C，第三区温度210°C，第四区温度220°C，第五区温度225°C，第六区温度225°C，挤出机头温度230°C，螺杆转速为300转/分，真空挤出、水冷、切粒及干燥，即可制得制备汽车保险杠的再生材料。实施例6
取碳酸钙100份，加入2份白油、2份钛酸酯偶联剂、2份有机硅类塑料分散剂E525、2份硬脂酸钙一起进行高速混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；
将再生聚丙烯75份、再生聚乙烯10份与弹性体SBS 10份在高速混合机中混合3分钟；然后加入硅藻土 6份、相容剂1. 2份、抗氧剂0. 5份、润滑剂I份，在高速混合机汇中混合6分钟；最后加入制备的无机矿物填料5份，在高速混合机中再混合3分钟得到预混料，整个混合过程所述混合机的转速为1800转/分。再将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3分钟，其中螺杆第一区温度185°C，第二区温度190°C，第三区温度195°C，第四区温度200°C，第五区温度205°C，第六区温度205°C，挤出机头温度200°C，螺杆转速为375转/分，真空挤出、水冷、切粒及干燥，即可制 得制备汽车保险杠的再生材料。实施例7
取滑石粉100份，加入2份白油、I份硅烷偶联剂KH550、3份有机硅类塑料分散剂E525、I份硬脂酸钙一起进行高速混合、烘干、再混合、冷却处理后制得粉状无机矿物填料；
将再生聚丙烯70份、再生聚乙烯10份与弹性体EVA 10份在高速混合机中混合4分钟；然后加入硅藻土 4份、相容剂0. 3份、抗氧剂0. 6份、润滑剂0. 8份，在高速混合机汇中混合5分钟；最后加入制备的无机矿物填料10份，在高速混合机中再混合4分钟得到预混料，整个混合过程所述混合机的转速为1850转/分。再将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热4分钟，其中螺杆第一区温度185°C，第二区温度190°C，第三区温度195°C，第四区温度200°C，第五区温度205°C，第六区温度210°C，挤出机头温度210°C，螺杆转速为450转/分，真空挤出、水冷、切粒及干燥，即可制得制备汽车保险杠的再生材料。分别对各实施例得到的产品进行物性检测，其性能如下表所示
权利要求
1.一种用于制备汽车保险杠的再生材料，其特征在于该材料由以下组份按重量份制备而成再生聚丙烯50-85 ；再生聚乙烯5-25弹性体0-20 ；无机矿物填料0-25 ；娃藻土1-10 ；相容剂O. 3-2 ；润滑剂O. 3-1. 5抗氧剂O. 2—0. 8 ο
2.根据权利要求1所述的再生材料，其特征在于所述的再生聚丙烯选用经过分拣、破碎、清洗、造粒后的热塑性聚丙烯废旧塑料，燃烧剩余物小于4%，分子量为10-50万。
3.根据权利要求1所述的再生材料，其特征在于，所述的再生聚乙烯选用经过分拣、 破碎、清洗、造粒后的热塑性聚乙烯废旧塑料，其在230°C /2. 16Kg条件下的熔融指数为 O. l_15g/10min，燃烧剩余物小于2%。
4.根据权利要求1所述的再生材料，其特征在于所述弹性体选自乙烯-辛烯共聚物、 三元乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的再生材料，其特征在于所述无机矿物填料为经过助剂包覆、表面活化处理后的滑石粉、碳酸钙或云母中的至少一种，所述无机矿物填料的粒径大于 1000目；所述助剂为白油、硅烷偶联剂KH550、钛酸脂偶联剂、有机硅类塑料分散剂E525与硬脂酸钙中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的再生材料，其特征在于所述相容剂为聚丙烯与马来酸酐的接枝物。
7.根据权利要求1所述的再生材料，其特征在于所述硅藻土经高温煅烧后粉碎，其粒径大于800目，Si02含量大于89%，孔隙率大于90%，比表面积为60 m2 /g以上。
8.根据权利要求1所述的再生材料，其特征在于所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4一二叔丁基苯基)酯的复配，两者质量比为1:2。
9.根据权利要求1所述的再生材料，其特征在于所述润滑剂选自白油与乙撑双硬脂酰胺的复配，两者质量比为1:1。
10.一种制备如权利要求1所述的再生材料的方法，其特征在于包括以下步骤(1)取100份滑石粉、碳酸钙或云母中的至少一种，加入1-4份白油、0-3份硅烷偶联剂 ΚΗ550.0-3份钛酸脂偶联剂、0-3份有机硅类塑料分散剂Ε525、0_3份硬脂酸钙，一起高速混合均匀后，烘干、再高速混合，最后经冷却制得粉状无机矿物填料；(2)按配比称取原料，先将再生聚丙烯、再生聚乙烯与弹性体在高速混合机中进行混合 3 5分钟；再加入硅藻土、相容剂、抗氧剂、润滑剂，混合3 8分钟；最后加入经(I)制得的无机矿物填料再混合3 5分钟得到预混料；所述混合机的转速为1000 2000转/分；(3)将(2)中制得的预混料喂入双螺杆挤出机中先预加热3 5分钟，再经挤出、水冷、切粒 及干燥，即制得再生材料；其中双螺杆挤出机的各区温度为185 230°C，双螺杆挤出机的转速为300 500转/分。
全文摘要
本发明涉及一种用于制备汽车保险杠的再生材料及其制备方法，再生材料是由再生聚丙烯、再生聚乙烯、弹性体、无机矿物填料、硅藻土、相容剂、抗氧剂和润滑剂制备而成。本发明再生材料的制备方法合理、工艺简单、安全环保，可明显提高再生塑料的强度、刚性、韧性、尺寸稳定性，同时可以大大消除再生塑料因降解等造成的刺激性气味，此外与使用新原料相比可在性能损失不大的情况下降低成本，可用于生产中低端汽车保险杠。
文档编号C08K3/34GK103030882SQ20121050968
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者杨桂生, 康克琪 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司