一种废旧塑料微改性纳米复合材料及其制备方法与流程

本发明属于废旧塑料回收改性，具体涉及一种废旧塑料微改性纳米复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着塑料工业的持续高速发展，塑料包装得到了广泛的应用，但由于塑料包装废弃物的日益增多，“白色污染”问题已对生态环境造成了严重影响。塑料制品因为难以降解，在长期使用过程中给自然环境、土壤、海洋等造成了严重的污染，甚至威胁到了人类健康，特别是微塑料粒子造成的污染更是严重。近十几年来人类逐渐认识到塑料污染的危害，不断加大可生物降解塑料的开发和应用，同时加大废塑料回收利用的力度来应对废塑料造成的污染威胁。生物降解塑料来源有限，成本较高，降解时间也不可控，而且其降解产生的微塑料对环境的污染更加严重。

2、废塑料的无害化回收再利用是指将废塑料进行分类回收后重新加工使用，或者将其分解转化为热能或其他高附加值化学品使用。因此，废塑料的回收利用可降低对环境的污染，提高塑料的循环经济价值，促进节能环保。基于国内外废塑料无害化回收利用的发展现状和我国废塑料回收利用行业的发展概况，亟需开发一种能够有效的实现对废旧塑料的回收再利用的方法。

3、由于废旧塑料本身在使用过程中由于经受紫外辐及空气氧化后，其力学性能，色泽等均会急剧下降。

技术实现思路

1、基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种废旧塑料微改性纳米复合材料及其制备方法。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种废旧塑料微改性纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)以单胺单体为稳定剂，对纳米二氧化钛进行改性，得到改性纳米二氧化钛；

5、(2)利用氮化硼量子点、纳米二氧化硅辅助改性纳米二氧化钛在偶联剂中超声处理、浸渍机械搅拌，得到新型塑料改性助剂；

6、(3)将新型塑料改性助剂、废旧塑料及新料搅拌混合，经双螺杆挤出机熔融挤出，制得到废旧塑料微改性纳米复合材料。

7、作为优选方案，所述步骤(1)，具体包括：

8、将纳米二氧化钛、单胺单体按配比均匀分散于质子型极性溶剂并充分超声搅拌，得到分散液a；

9、在机械搅拌条件下，将分散液a于45～55℃搅拌5～7h，且通入氮气进行保护，反应完成后进行抽滤、洗涤、干燥24h，得到改性纳米二氧化钛。

10、作为优选方案，所述单胺单体为多巴胺或5-羟色胺，质子型极性溶剂为无水乙醇或叔丁醇。

11、作为优选方案，所述纳米二氧化钛与单胺单体的质量配比为1：(1～10)。

12、作为优选方案，所述步骤(2)中，氮化硼量子点、纳米二氧化硅、改性纳米二氧化钛、偶联剂的质量比为(1～3)：(1～3)：(2～6)：(1～3)。

13、作为优选方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

14、作为优选方案，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷。

15、作为优选方案，所述步骤(3)中，新型塑料改性助剂、废旧塑料及新料的重量占比分别为1～3％、20～40％、57～79％。

16、作为优选方案，所述步骤(3)中，双螺杆挤出机熔融挤出的加工温度为160～320℃，螺杆转速为150～300r/min。

17、本发明还提供如上任一项方案所述的制备方法制得的废旧塑料微改性纳米复合材料。

18、本发明与现有技术相比，有益效果是：

19、本发明采用单胺单体稳定分散得到淡黄色改性纳米二氧化钛，之后将氮化硼量子点、纳米二氧化硅辅助改性纳米二氧化钛，得到新型塑料改性助剂；其中，氮化硼量子点在微观尺度上填补纳米二氧化钛分子之间的空隙，形成初步纳米二氧化钛增强体，同时多孔纳米二氧化硅的添加，为前者提供了丰富的附着位点；最后通过双螺杆挤出造粒，制备得到的复合材料兼具优良的力学性能、出色的抗氧化能力及良好的外观色泽等，所制得的能满足生活产品、部分汽车用塑料、日用化工等行业和领域。

技术特征：

1.一种废旧塑料微改性纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)，具体包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述单胺单体为多巴胺或5-羟色胺，质子型极性溶剂为无水乙醇或叔丁醇。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛与单胺单体的质量配比为1：(1～10)。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，氮化硼量子点、纳米二氧化硅、改性纳米二氧化钛、偶联剂的质量比为(1～3)：(1～3)：(2～6)：(1～3)。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，新型塑料改性助剂、废旧塑料及新料的重量占比分别为1～3％、20～40％、57～79％。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，双螺杆挤出机熔融挤出的加工温度为160～320℃，螺杆转速为150～300r/min。

10.如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的废旧塑料微改性纳米复合材料。

技术总结
本发明涉及一种废旧塑料微改性纳米复合材料及其制备方法，包括：以单胺单体为稳定剂，对纳米二氧化钛进行改性，得到改性纳米二氧化钛；利用氮化硼量子点、纳米二氧化硅辅助改性纳米二氧化钛在偶联剂中超声处理、浸渍机械搅拌，得到新型塑料改性助剂；将新型塑料改性助剂、废旧塑料及新料搅拌混合，经双螺杆挤出机熔融挤出，制得到废旧塑料微改性纳米复合材料。本发明采用单胺单体稳定分散得到改性纳米二氧化钛，氮化硼量子点在微观尺度上填补纳米二氧化钛分子之间的空隙，多孔纳米二氧化硅的添加为前者提供了丰富的附着位点；最后通过双螺杆挤出造粒，制备得到的复合材料兼具优良的力学性能、出色的抗氧化能力及良好的外观色泽。

技术研发人员：钱皋,杨本晓,张建华,孙雪城,郑娟
受保护的技术使用者：服务型制造研究院（杭州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15