废旧聚丙烯绿色高效改性工艺的制作方法

文档序号:12093516阅读:438来源:国知局

本发明涉及废旧塑料回收及循环利用技术领域,具体涉及一种废旧聚丙烯绿色高效改性工艺。



背景技术:

目前,世界塑料制品的年产量已突破2亿吨,并且还在以30%的速度递增。然而随着世界塑料工业的迅速发展,也产生了大量的废旧塑料。这些废旧塑料还在随着塑料制品的增多而不断地增多,但塑料回收处理利用率低,由于它们固有的高分子性能,生物降解性差,分解速度慢,长期分散于自然界中会造成环境污染,对人体健康造成负面影响。

聚丙烯(Polypropylene,缩写PP)塑料具有密度小、比强度(强度与其相对密度的比值)高、抗腐蚀、耐摩擦、绝缘性好、易加工、能耗低及噪声小等许多有点,是汽车工业等行业非常理想的应用材料。随着人们环保意识的不断增强、人们消费水平的提高和人们对消费品品质要求的提高,对PP性能的要求逐渐的提高。尤其是对PP强度性能、弯曲性能、抗冲击性能、阻燃性能等性能的要求更加的苛刻。近年来,科研工作者对提升PP性能做了大方面的研究工作,通过在PP中添加橡胶或弹性体材料、玻璃纤维、色母粒、接枝丙烯酸等,期望通过添加此些填料提升PP的性能,但是效果并不明显。



技术实现要素:

本发明为解决上述问题,提供一种步骤简单,可有效对废旧聚丙烯进行改性的加工工艺,经过改性后的聚丙烯具有高强度和高韧性,阻燃性能也得以大大提高。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:

一种废旧聚丙烯绿色高效改性工艺,其包括以下步骤:

(1)将废旧聚丙烯进行破碎并通过造粒机制成聚丙烯颗粒,将聚丙烯颗粒在设定温度下干燥两小时;

(2)将氢氧化镁、季戊四醇酯、高压聚乙烯按设定的添加量与聚丙烯颗粒混合均匀;

(3)在步骤(2)所得的混合料中加入设定质量百分比的分散剂并进行搅拌使其混合均匀;

(4)设定双螺杆挤出机的温度和螺杆转速,将该步骤(3)中最后形成的混合料加入到双螺杆挤出机中进行混合并连续挤出;

(5)待出料口开始出料后,将设定质量百分比的氧化镁晶须由该双螺杆挤出机的侧位料口加入到双螺杆挤出机中并混合、挤出;

(6)将步骤(5)中混合挤出后的物料进行切割造粒,并将粒子在设定的温度下干燥两小时即可获得改性聚丙烯颗粒。

所述步骤(2)中,聚丙烯、氢氧化镁、季戊四醇酯、高压聚乙烯由以下重量份组成:

聚丙烯367.6~450.5份,氢氧化镁265.3~325.0份,季戊四醇酯3.7~4.5份,高压聚乙烯36.8~45份。

所述步骤(3)中,该分散剂为硬脂酸,其质量百分比为1%~3%。

所述步骤(5)中,该氧化镁晶须的质量百分比为1%~5%。

所述步骤(1)和(6)中,干燥温度为60℃~100℃。

所述步骤(4)中,该双螺杆挤出机的挤出温度为175℃~190℃,调节螺杆转速为120r/min~180r/min。

本发明的有益效果为:

(1)本发明在利用简单的工艺条件下,对聚丙烯的增强效果较为明显,具有较好的应用前景。

(2)本发明创新性的将氢氧化镁、季戊四醇酯、高压聚乙烯按照一定的比例复配,从而不仅提高了聚丙烯的力学性能也增强了其阻燃性能。

(3)本发明创新性的将氧化镁晶须从侧喂料口加入,不仅降低了混合能耗且增强效果十分明显。

(4)本发明使用的硬脂酸改性剂不需要提前进行改性,缩短了工艺周期且避免了二次污染,节约成本且保护环境。

(5)本发明对设备要求适中,产品质量稳定,性能指标优异。

具体实施方式:

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合实施例,进一步阐述本发明。

一种废旧聚丙烯绿色高效改性工艺,其包括以下步骤:

(1)将废旧聚丙烯进行破碎并通过造粒机制成聚丙烯颗粒,将聚丙烯颗粒在设定温度下干燥两小时;

(2)将氢氧化镁、季戊四醇酯、高压聚乙烯按设定的添加量与聚丙烯颗粒混合均匀;

(3)在步骤(2)所得的混合料中加入设定质量百分比的分散剂并进行搅拌使其混合均匀;

(4)设定双螺杆挤出机的温度和螺杆转速,将该步骤(3)中最后形成的混合料加入到双螺杆挤出机中进行混合并连续挤出;

(5)待出料口开始出料后,将设定质量百分比的氧化镁晶须由该双螺杆挤出机的侧位料口加入到双螺杆挤出机中并混合、挤出;

(6)将步骤(5)中混合挤出后的物料进行切割造粒,并将粒子在设定的温度下干燥两小时即可获得改性聚丙烯颗粒。

所述步骤(2)中,聚丙烯、氢氧化镁、季戊四醇酯、高压聚乙烯由以下重量份组成:

聚丙烯367.6~450.5份,氢氧化镁265.3~325.0份,季戊四醇酯3.7~4.5份,高压聚乙烯36.8~45份。

所述步骤(3)中,该分散剂为硬脂酸,其质量百分比为1%~3%。

所述步骤(5)中,该氧化镁晶须的质量百分比为1%~5%。

所述步骤(1)和(6)中,干燥温度为60℃~100℃。

所述步骤(4)中,该双螺杆挤出机的挤出温度为175℃~190℃,调节螺杆转速为120r/min~180r/min。

按照实验前确定的配方进行称量,具体配方见表一。按照实验设计的工艺条件制备标准样条。

硬度测试:

采用厚度均匀、表面光滑、平整、无气泡、无机械损伤及杂质的标准样条,厚度不小于4mm,试样大小应保证每个测量点的中心与试样边缘距离不小于10mm,各测量点之间的距离不小于10mm。利用XHR-150型塑料硬度计测定其硬度值,具体数据见下表:

平均硬度值在50左右,与没有经过处理的聚丙烯试样相比(硬度值在43~45),硬度提高约10~15%。

冲击测试:

把标准样条通过XJC-250D悬、简组合冲击试验机测定其冲击强度,具体数据见下表:

平均冲击能在7.4左右,与没有经过处理的聚丙烯试样相比(冲击能在6.20~6.46),冲击能提高约15~20%。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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