一种反应型增容剂制备回收地毯PA66树脂和回收PET的合金材料的制作方法

文档序号:12403706阅读:150来源:国知局

本发明涉及到通过一种反应型增容剂制备回收地毯PA66树脂和回收PET的合金材料,通过PA66和PET分子链之间通过化学键连接解决了合金中存在的相容性的问题,保证了合金中各组分优异性能的发挥。



背景技术:

随着经济的发展,近年来塑料制品工业得到高速的发展,塑料制品的大规模生产必然导致大量的废弃塑料制品的产生,截止到目前,世界上大部分国家都对塑料废弃塑料制品进行了回收,但是回收的塑料制品大部分的处理方式是丢弃、焚烧、填埋等,上述处理方式不仅污染环境,危害人类的可持续发展,而且还造成了资源的浪费,没有对回收材料实现在利用。由此可见实现对废旧塑料的回收和再次利用对保护环境,实现资源的循环利用,具有重大的意义。

大部分的地毯材料是由尼龙丝制备而成,将地毯回收分类,将其中的矿物和杂质剔除可以得到纯度较高的回收PA66树脂,PA66作为工程塑料具有优异的力学性能和耐化学溶剂性,但是价格相对较高,PET瓶在生活中随处可见,而且生活中的PET瓶多为一次性用途的,日常生活中产生大量的PET瓶,PET材料比较廉价,但是PET存在不易结晶的问题,导致其力学性能相对较差,如果能改善PA66和PET之间的相容性问题,开发出性能优良的PA66/PET合金,这样不仅降低了成本,又解决了PET材料不易结晶的问题,这对回收PA66和回收PET树脂的再利用具有非常重要的意义,所以增加PA66与PET合金材料的相容性对合金材料的应用起到了决定性的作用。



技术实现要素:

本发明提供了一种反应型增容剂制备回收地毯PA66树脂和回收PET的合金材料及其合金制备方法,利用一种乙烯和马来酸酐的共聚物中众多的活性与回收废旧地毯PA66树脂末端的胺基和回收PET树脂的羟基反应不仅实现了PA66和PET树脂本身的增加粘度的作用,而且还可以将PA66和PET分子通过化学键连接在一起,解决了两者相容性差的问题,并且乙烯和马来酸酐的共聚物中的活性官能团的含量很高,添加很少的量就可以实现上述问题,并且避免引入新的杂质。

本发明为解决所提出的技术问题,采用的技术方案为:

一种反应型增容剂制备回收地毯PA66树脂和回收PET的合金材料,其包括以下按重量百分比计的原料:

回收废旧地毯PA66树脂 54-64%;

回收PET树脂 35-45%;

反应性相容剂 0-0.5%。

所述回收废旧地毯PA66树脂处理流程如下:

首先将收集到的地毯进行分类(PA6&PA66),然后通过干式剪切机粉碎,将地毯回收料中的乳胶和碳酸钙分离出去,最后通过专利的湿式分离技术进行加工(专利号:US 7,784,719 Bl),然后通过挤出造粒得到回收废旧地毯PA66树脂。

所述的回收PET树脂是废旧PET瓶经过分离、破碎、清洗、干燥挤出造粒得到的回收PET树脂。

所述的相容剂是一种乙烯与马来酸酐的共聚物。

所述的复合材料中还可包括润滑剂、抗氧剂、复配成核剂等功能性助剂。

上述反应型增容剂制备回收地毯PA66树脂和回收PET的合金材料的方法,包括以下步骤:

(1)按配方比例称取干澡后的各原料,将混合好的原料用高速搅拌机混合均匀;

(2)将上述高速搅拌机混合好的原料通过双螺杆挤出机的主喂料口加入,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述的高性能合金材料。

与现有技术相比,本发明的优势在于:通过乙烯与马来酸酐的共聚物带有的多个活性官能团与回收废旧地毯PA66分子链末端胺基和回收PET树脂末端的羟基反应,不仅可以促使PA66和PET分子链反应,增加粘度,从而增加其力学性能的作用,而且PA66和PET分子链可以通过化学键连接在一起,从而解决了PA66/PET合金材料中经常发生的相容性差的问题,并且乙烯和马来酸酐共聚物的每个分子链的活性酸酐官能团的数量达到两百多个,这样可以添加少量就可以起到相容剂的作用,避免在合金体系中引入新的杂质。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚,下面将结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明的实施例采用下列物料:

回收废旧地毯PA66树脂,WELLMAN Plastics Recycling,LLC;

回收PET树脂,WELLMAN Plastics Recycling,LLC;

相容剂:乙烯和马来酸酐共聚物,市售;

接枝物:马来酸酐接枝PP,市售。

润滑剂:硅酮粉,工业级,市售;

抗氧剂:受阻酚类抗氧剂1010,瑞士CIBA公司;

抗氧剂:三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯168,市售;

成核剂:长链脂肪族羧酸的钠盐,科莱恩公司。

产品性能测试方法:

拉伸性能:按ISO527-2方法,样条尺寸:170*10*4mm,试验速度5mm/min。

缺口冲击性能:按ISO 180方法,样条尺寸:80*10*4mm。

实施例1:

称取回收废旧地毯PA66树脂2.93kg,回收PET树脂2kg于100℃下烘干4h,、抗氧剂1010和168各12.5g,润滑剂25g,成核剂15g,相容剂5g在高速搅拌机中混合均匀,得到树脂混合物;

将混合均匀的树脂混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=36)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为400r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。

将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试,以上测试结果见表1。

实施例2:

称取回收废旧地毯PA66树脂2.92kg,回收PET树脂2kg于100℃下烘干4h,、抗氧剂1010和168各12.5g,润滑剂25g,成核剂15g,相容剂15g在高速搅拌机中混合均匀,得到树脂混合物;

将混合均匀的树脂混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=36)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为400r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。

将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试,以上测试结果见表1。

实施例3:

称取回收废旧地毯PA66树脂2.91kg,回收PET树脂2kg于100℃下烘干4h,、抗氧剂1010和168各12.5g,润滑剂25g,成核剂15g,相容剂25g在高速搅拌机中混合均匀,得到树脂混合物;

将混合均匀的树脂混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=36)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为400r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。

将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试,以上测试结果见表1。

比较例1:

称取回收废旧地毯PA66树脂2.435kg,回收PET树脂2kg于100℃下烘干4h,PP-g-MAH 0.5kg,抗氧剂1010和168各12.5g,润滑剂25g,成核剂15g,相容剂5g在高速搅拌机中混合均匀,得到树脂混合物;

将混合均匀的树脂混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=36)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为400r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。

将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试,以上测试结果见表1。

比较例2:

称取回收废旧地毯PA66树脂2.935kg,回收PET树脂2kg于100℃下烘干4h,抗氧剂1010和168各12.5g,润滑剂25g,成核剂15g在高速搅拌机中混合均匀,得到树脂混合物;

将混合均匀的树脂混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=36)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为400r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。

将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试,以上测试结果见表1。

比较例3:

称取回收废旧地毯PA66树脂2.435kg,回收PET树脂2.5kg于100℃下烘干4h,抗氧剂1010和168各12.5g,润滑剂25g,成核剂15g在高速搅拌机中混合均匀,得到树脂混合物;

将混合均匀的树脂混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=36)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为400r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。

将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试,以上测试结果见表1。

比较例4:

称取回收废旧地毯PA66树脂1.935kg,回收PET树脂3kg于100℃下烘干4h,抗氧剂1010和168各12.5g,润滑剂25g,成核剂15g在高速搅拌机中混合均匀,得到树脂混合物;

将混合均匀的树脂混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=36)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为400r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。

将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试,以上测试结果见表1。

表1:性能测试结果。

从表中所示数据可以看出,对比例2不添加相容剂的PA66/PET合金力学性能很差,导致这种问题的原因是PA66和PET分子结构不同,相容性比较差,通过对比比较例1常规相容剂马来酸酐接枝PP的加入可以改善PA66/PET之间的相容性问题,但是马来酸酐接枝PP的活性官能团含量较少,要起到相容作用加入量比较高,在PA66/PET合金材料中引入PP,这样会降低合金材料的力学性能,通过实施例1、实施例2和实施例3对比可以发现,相容剂的添加量在0.3%既可以使PA66/PET合金材料的力学性能发挥到最佳,这是由于相容剂乙烯和马来酸酐的共聚物中活性官能团含量高决定的,添加量在0.5%力学性能反而有一定程度的下降,这可能是由添加量过多,使体系的粘度过高,影响合金的加工过程导致的,通过对比实施例2、实施例4、实施例5和比较例2、比较例3、比较例4,明显可以看出,相同PET含量下,加入相容剂可以有效提高PA66/PET合金的强度,并且优于常规的马来酸酐接枝PP的性能,所以PA66/PET合金的制备方法对于回收PA66和回收PET树脂的重复利用具有重要的意义。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1