一种复合增韧改性剂及其制备方法和应用_3

文档序号:9299733阅读:来源:国知局
拉伸强度为14. 2MPa,断裂伸长率为 401. 6%,熔体流动速率为I. 73g/10min。
[0053] 实施例4 本发明以以下各重量份数的各组分经混合和熔融挤出制备得到复合增韧改性剂: 废旧轮胎胶粉 20份; 热塑性丁苯橡胶(SBS ) 40份; 聚乙烯树脂 40份; 增溶剂 1份。
[0054] 所述废旧轮胎胶粉,是由车用废旧轮胎经粉碎获得,可以经常规市购获得。所述废 旧轮胎胶粉的粒径为100~200目。所述热塑性弹性体选用SBS,所述聚乙烯树脂选用低密 度聚乙烯(LLDPE)树脂,所述增溶剂采用三元乙丙石蜡油(也可以采用KlOH环烷油或弹性 体专用白油)。
[0055] 所述复合增韧改进剂制备方法如下: S21.将废旧轮胎胶粉装入混合机,开启混合机,将增溶剂喷雾到混合机中,混合均匀 后,将混合物料倒出,放置3~5天后,备用。
[0056] S22.将热塑性丁苯橡胶(SBS)和聚乙烯树脂分别进行烘干处理后备用;所述烘干 采用烘干机。所述热塑性弹性体的烘干处理是在干燥温度40~60°C,干燥时间1~2 h ; 所述聚乙烯树脂的烘干处理是在干燥温度90~100°C,干燥时间1~2h ; 523. 将S22步骤烘干处理后的聚乙烯树脂加入到混合机中,启动混合机,将增溶剂(增 溶剂使用量为LLDPE重量分数的3%。)以喷雾的方法喷洒到聚乙烯树脂表面,增溶剂和聚乙 烯树脂混合3~5 min使混合均匀;接着依次将S21步骤的混合物料、S22步骤烘干处理 后的热塑性丁苯橡胶(SBS)添加到混合机中,所有物料充分混合5min左右使混合均匀后出 料,备用; 524. 将上述S23步骤所得的物料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,烘干后即得 复合增韧改性剂。双螺杆挤出机的工艺参数为:主机频率为90 r/min,喂料频率为50 r/ min,挤出机各段温度分别为1区温度165°C、2区温度165°C、3区温度170°C、4区温度 175°C、5区温度175°C、6区温度172°C、7区温度170°C,机头温度为175°C。
[0057] 本实施例制备得到的复合增韧改性剂的拉伸强度为13. 5MPa,断裂伸长率为 415. 8%,熔体流动速率为I. 96g/10min。
[0058] 实施例5 本发明以以下各重量份数的各组分经混合和熔融挤出制备得到复合增韧改性剂: 废旧轮胎胶粉 15份; 热塑性丁苯橡胶(SBS ) 45份; 聚乙烯树脂 40份; 增溶剂 1份。
[0059] 所述废旧轮胎胶粉,是由车用废旧轮胎经粉碎获得,可以经常规市购获得。所述废 旧轮胎胶粉的粒径为100~200目。所述热塑性弹性体选用SBS,所述聚乙烯树脂选用低密 度聚乙烯(LLDPE)树脂,所述增溶剂采用KlOH环烷油(也可以采用三元乙丙石蜡油或弹性 体专用白油)。
[0060] 所述复合增韧改进剂制备方法如下: S21.将废旧轮胎胶粉装入混合机,开启混合机,将增溶剂喷雾到混合机中,混合均匀 后,将混合物料倒出,放置3~5天后,备用。
[0061] S22.将热塑性丁苯橡胶(SBS)和聚乙烯树脂分别进行烘干处理后备用;所述烘干 采用烘干机。所述热塑性弹性体的烘干处理是在干燥温度40~60°C,干燥时间1~2 h ; 所述聚乙烯树脂的烘干处理是在干燥温度90~100°C,干燥时间1~2h ; 523. 将S22步骤烘干处理后的聚乙烯树脂加入到混合机中,启动混合机,将增溶剂(增 溶剂使用量为LLDPE重量分数的3%。)以喷雾的方法喷洒到聚乙烯树脂表面,增溶剂和聚乙 烯树脂混合3~5 min使混合均匀;接着依次将S21步骤的混合物料、S22步骤烘干处理 后的热塑性丁苯橡胶(SBS)添加到混合机中,所有物料充分混合5min左右使混合均匀后出 料,备用; 524. 将上述S23步骤所得的物料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,烘干后即得 复合增韧改性剂。双螺杆挤出机的工艺参数为:主机频率为90 r/min,喂料频率为50 r/ min,挤出机各段温度分别为1区温度165°C、2区温度165°C、3区温度170°C、4区温度 175°C、5区温度175°C、6区温度172°C、7区温度170°C,机头温度为180°C。
[0062] 本实施例制备得到的复合增韧改性剂的拉伸强度为13. 8MPa,断裂伸长率为 424. 8%,熔体流动速率为I. 87g/10min。
[0063] 实施例6 本实施例以本发明实施例1至5中任一实施例所得复合增韧改进剂为原料之一,与其 他原料合理配伍,制备得到一种复合增韧改性废旧HDPE管道专用料,所述管道专用料由以 下重量份的组分经混合和熔融挤出制得: 废旧回收聚乙烯 100份; 复合增韧改性剂 5份; 无机粉体填料 3份; 交联剂 〇. 02份; 抗氧剂 〇. 05份; 色母粒 2份; 消泡剂 0. 3份。
[0064] 所述废旧回收聚乙烯(HDPE )采用粒料,是通过回收的HDPE水口料及其制品,经清 洗、破碎、烘干、造粒而成,可以经常规市购获得。下述实施例同。
[0065] 本实施例所述无机填料选用硬石膏粉,本发明合理配伍条件下,充分发挥硬石膏 粉亚微观结构上具有纤维状的纹理结构的特点,在本发明复合材料体系中可以起到较好的 增强或补强作用;同时,还能很好地起到异相成核剂的作用,通过控制废旧HDPE晶粒的大 小与结晶度,达到优化材料体系的力学性能的目的;此外,它的加入,不仅降低材料体系的 成本,还可解决因收缩问题所导致的制件尺寸稳定性不佳的技术瓶颈。所述硬石膏粉的颗 粒大小优选为800~2000目。
[0066] 所述交联剂选用过氧化二异丙苯(DCP),本发明利用其分解在SBS、LLDPE树脂以 及废旧HDPE表面能产生自由基,实现三者之间形成微交联,进而达到补强的目的,由此还 改善了各组分的相容性。另外,可以控制改性料的凝胶含量和流动性。
[0067] 所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂为四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸] 季戊四醇酯,商品名为抗氧剂1010。本发明中,抗氧剂主要用于减缓复合材料在加工过程中 的老化现象,提高材料的稳定性能。
[0068] 所述色母粒和消泡剂的选用参照本领域常规。优选地,本实施例色母粒选用黑色 的色母粒粒料;所述消泡剂优选有机硅消泡剂。
[0069] 所述复合增韧改性废旧聚乙烯管道专用料的制备方法如下: SI.将废旧HDPE粒料放入烘干机内烘干,烘干温度100~IKTC,干燥时间1~2 h。
[0070] S2.将上述SI步骤烘干后的废旧HDPE添加到混合机中,开启混合机,将增溶剂喷 洒到废旧HDPE表面,混合,接着将硬石膏粉添加到混合机中,混合均匀;再依次将复合增韧 改性剂、交联剂、色母粒(黑色母粒)、消泡剂和抗氧剂加入到混合机中,搅拌混合,充分混合 均匀后出料; S3.将上述S2步骤中的物料熔融挤出,造粒,烘干后,制备出用于管道的回收废旧聚乙 烯增韧改性再生专用料。其中,双螺杆挤出机的工艺参数为:主机频率为80 r/min,喂料 频率为40 r/min,挤出机各温区的温度依次为170 °C、170°C、180°C、185 °C、185°C、190 °C、 190°C,机头温度为200°C。
[0071] S2步骤所述交联剂采用丙酮溶解稀释,采用喷雾的方法加入保证混合分散的均匀 性。
[0072] S2步骤所述的增溶剂使用量为废旧HDPE重量分数的3%。。其以喷雾的方法喷洒 到废旧HDPE表面后混合3~5 min,确保其在废旧HDPE表面分散均匀。将硬石膏粉添加到 混合机后混合2~5 min,使其与废旧HDPE充分混合均匀;再依次将复合增韧改性剂、交联 剂、色母粒(黑色母粒)、消泡剂和抗氧剂加入到混合机后搅拌混合的时间为5~15min,充 分混合均匀后出料。
[0073] 实施例7 本实施例以本发明实施例1至5中任一实施例所得复合增韧改进剂为原料之一,与其 他原料合理配伍,制备得到一种复合增韧改性废旧HDPE管道专用料,所述管道专用料由以 下重量份的组分经混合和熔融挤出制得: 废旧回收聚乙烯 100份; 复合增韧改性剂 10份; 无机粉体填料 4份; 交联剂 〇. 02份; 抗氧剂 〇. 05份; 黑色母粒 2份; 消泡剂 0. 3份。
[0074] 所述废旧回收聚乙烯(HDPE )采用粒料,是通过回收的HDPE水口料及其制品,经清 洗、破碎、烘干、造粒而成,可以经常规市购获得。本实施例所述无机填料选用硬石膏粉,所 述硬石膏粉的颗粒大小优选为800~2000目。所述交联剂选用过氧化苯甲酰(ΒΡ0),利用 其分解在SBS、LLDPE树脂以及废旧HDPE表面能产生自由基,实现三者之间形成微交联,进 而达到补强的目的,由此还改善了各组分的相容性。另外,可以控制改性料的凝胶含量和流 动性。所述色母粒和消泡剂的选用参照本领域常规。优选地,本实施例色母粒选用黑色的 色母粒粒料;所述消泡剂优选有机硅消泡剂。
[0075] 所述复合增韧改性废旧聚乙烯管道专用料的制备工艺流程示意图如附图2所示, 具体方法如下: SI.将废旧HDPE粒料放入烘干机内烘干,烘干温度100~IKTC,干燥时间1~2 h。
[0076] S2.将上述SI步骤烘干后的废旧HDPE添加到混合机中,开启混合机,将增溶剂喷 洒到废旧HDPE表面,混合,接着将硬石膏粉添加到混合机中,混合均匀;再依次将复合增韧 改性剂、交联剂、色母粒(黑色母粒)、消泡剂和抗氧剂加入到混合机中,搅拌混合,充分混合 均匀后出料; S3.将上述S2步骤中的物料熔融挤出,造粒,烘干后,制备出用于管道的回收废旧聚乙 烯增韧改性再生专用料。其中,双螺杆挤出机的工艺参数为:主机频率为80 r/min,
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