專利名稱：改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯型材及其制備方法，尤其涉及一種用回收廢棄材料改性 的聚氯乙烯型材及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑料行業(yè)迅猛發(fā)展的同時，廢舊塑料也在逐年增加，其中聚乙烯(簡稱PE)由于具 有耐低溫、抗沖擊性能好、加工流動性好和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，但 使用后的廢棄PE在自然條件下不易降解，容易造成環(huán)境污染。廢舊塑料對環(huán)境造成的污染 也越來越受到人們的重視，這使得廢舊塑料的回收利用技術(shù)成為國內(nèi)外同行研究的熱點。聚氯乙烯(簡稱PVC)是一種強度高、耐腐蝕、價格低廉、用途廣泛的通用塑料，但 其缺口沖擊性差、耐寒性差、熱穩(wěn)定性差和易脆裂等缺點限制了 PVC的應(yīng)用范圍。因此，PVC 的共混改性一直是國內(nèi)外科學(xué)工作者研究的重要課題之一。目前，利用回收的PE對PVC進行共混的相關(guān)報導(dǎo)少有提及，現(xiàn)有技術(shù)主要關(guān)注于 新料PE與PVC的共混，并通過加入增容劑(例如氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、PE多單體接枝 物、氯化聚乙烯與鄰苯二甲酸二辛酯協(xié)同等)來提高PE與PVC之間的相容性，進而改善共 混材料的性能。研究結(jié)果顯示，這種方式下得到的共混材料相容性有一定程度的提高，但 工藝復(fù)雜且綜合性能較差，達不到型材工業(yè)化生產(chǎn)的要求。因此，如果能將廢舊PE的回收 利用與PVC的共混改性結(jié)合起來，則對于廢舊資源的回收利用和新材料的開發(fā)具有雙重意 義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能提高廢舊塑料回收 利用率、節(jié)約資源和生產(chǎn)成本、環(huán)保安全、性能優(yōu)異的改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型 材，還針對該共混型材提供一種成本小、工藝簡單、資源利用率高、能耗小的改性回收聚乙 烯與聚氯乙烯的共混型材的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種改性回收聚乙烯與聚氯乙烯 的共混型材，其特征在于所述共混型材主要由以下質(zhì)量份數(shù)的原料共混制備得到
聚氯乙烯100份
硅油改性回收聚乙烯5 10份
穩(wěn)定劑3 6份
鈦白粉3 6份
氯化聚乙烯(簡稱CPE)6 10份丙烯酸酯類抗沖改性劑(簡稱ACR) 1 4份 潤滑劑0.2 1.0份和
活性碳酸鈣0 30份。上述技術(shù)方案的特點是采用了硅油改性回收PE對PVC型材進行改性，從而獲得了 性能指標(biāo)較高的改性回收PE與PVC的共混型材，充分利用了廢舊塑料等廢棄資源，節(jié)約了 生產(chǎn)成本，同時有利于對環(huán)境的保護。本發(fā)明還提供一種上述改性回收PE與PVC的共混型材的制備方法，包括以下步 驟(1)混料將原料PVC、穩(wěn)定劑、鈦白粉、CPE、ACR和潤滑劑按上述質(zhì)量配比進行高 速混合，當(dāng)溫度上升到80°C 95°C時加入硅油改性回收PE或者加入硅油改性回收PE和活 性碳酸鈣，熱混至溫度達到115°C 125°C時放料，然后開始冷混至室溫，得到干混料；(2)成型將所述干混料在140°C 205°C溫度下擠出成型，制備得到改性回收PE 與PVC的共混型材。上述的技術(shù)方案中，對回收PE進行改性的方法很多，但優(yōu)選主要采用以下質(zhì)量份 數(shù)的原料擠出造粒后制備得到硅油改性回收PE 回收PE 100份 和硅油2 8份；所述回收PE的熔融指數(shù)小于2. 0g/10min,固含量低于5% ；所述硅油的黏度為 50cS 30000cS。上述對回收PE進行改性制備得到硅油改性回收PE的具體步驟可以是將2 8 份的硅油分散于100份的回收PE中(通過高速混合攪拌方式分散，攪拌時間不少于^iin)， 將分散均勻后的物料在140°C 200°C溫度下進行雙螺桿擠出造粒，制得硅油改性回收PE。上述技術(shù)方案中，所述潤滑劑可以選用本領(lǐng)域公知或通用的潤滑劑(例如液體石 蠟、氧化聚乙烯等)，通過添加潤滑劑不僅能降低工藝生產(chǎn)的能耗，而且能使產(chǎn)品表面更加 光滑，外觀更好。本發(fā)明優(yōu)選采用的潤滑劑為硬脂酸和/或聚乙烯蠟，如果二者混合使用， 效果更好，因為二者各自的潤滑效果具有互補性，混合使用時硬脂酸和聚乙烯蠟的質(zhì)量比 優(yōu)選為3 (0.5 幻。上述技術(shù)方案中，所述穩(wěn)定劑可以選用本領(lǐng)域公知或通用的穩(wěn)定劑 (例如復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑、金屬皂類等)，但本發(fā)明優(yōu)選采用稀土復(fù)合穩(wěn)定劑。本發(fā)明還可添 加一定量的活性碳酸鈣，因為通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，添加一定量的活性碳酸鈣能夠提高產(chǎn)品 的彎曲強度和彎曲模量，但是活性碳酸鈣宜最后添加，因為過早添加活性碳酸鈣會妨礙原 料PVC對其他助劑的吸收。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于相比于現(xiàn)階段的新料PE與PVC的共混，本發(fā) 明通過利用硅油改性回收PE與PVC共混，制備的改性回收PE與PVC共混型材具有現(xiàn)有PVC 型材的優(yōu)異性能，PVC材料的韌性和加工性能得到改善，產(chǎn)品的性能得到很大提高。同時， 本發(fā)明實現(xiàn)了回收PE的循環(huán)利用，既提高了我國廢舊塑料的回收利用率，緩解了廢舊塑料 對環(huán)境造成的壓力，實現(xiàn)了能源和資源的節(jié)約，又降低了 PVC制品的生產(chǎn)成本和能耗，提升 了企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力，具有緩解國內(nèi)塑料原料供需矛盾和提高企業(yè)經(jīng)濟效益的雙重意 義，有利于國內(nèi)PVC型材產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)。此外，在將硅油改性回收PE與PVC 共混的同時，通過添加CPE、ACR等高分子材料，可以明顯提高本發(fā)明改性回收PE與PVC共混型材的缺口沖擊性和耐寒性。 相比于現(xiàn)階段的PE化學(xué)接枝改性等復(fù)雜工序，本發(fā)明改性回收PE與PVC共混型 材的制備方法也大大簡化，資源消耗和能耗都大大降低，有利于本發(fā)明改性回收PE與PVC 共混型材的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例更詳細地描述本發(fā)明。實施例1 一種本發(fā)明的改性回收PE與PVC的共混型材，該共混型材是由以下質(zhì)量份數(shù)的原
料共混制備得到
PVC100 份
硅油改性回收PE5 10份
穩(wěn)定劑3 6份
鈦白粉3 6份
CPE6 10份
ACR1 4份
潤滑劑0.2 1.0份和
活性碳酸鈣0 30份。上述本發(fā)明的改性回收PE與PVC的共混型材的制備方法，具體包括以下步驟(1)混料將原料PVC、穩(wěn)定劑、鈦白粉、CPE、ACR和潤滑劑按上述質(zhì)量配比進行高 速混合，混合原料自身摩擦發(fā)熱，當(dāng)溫度上升到80°C 95°C時加入硅油改性回收PE或者加 入硅油改性回收PE和活性碳酸鈣，熱混至溫度達到115°C 125°C時放料，然后開始冷混至 室溫，得到干混料；(2)成型將所述干混料在140°C 205°C溫度下擠出成型，制備得到改性回收PE 與PVC的共混型材。本實施例通過利用硅油改性回收PE與PVC共混，制備的改性回收PE與PVC共混 型材具有現(xiàn)有PVC型材的優(yōu)異性能，產(chǎn)品的質(zhì)量和性能都得到很大提高；同時，還實現(xiàn)了回 收PE的循環(huán)利用，提高了我國廢舊塑料的回收利用率。下面對本發(fā)明更為具體或更為優(yōu)選的實施例作進一步描述。實施例2 一種本發(fā)明的改性回收PE與PVC的共混型材，該共混型材是由以下質(zhì)量份數(shù)的原
料共混制備得到PVC100份二甲基硅油改性回收PE5份稀土復(fù)合穩(wěn)定劑5份鈦白粉5份CPE8份ACR2份硬脂酸0.3份聚乙烯蠟0.2份活性碳酸鈣15份。本實施例的改性回收PE與PVC的共混型材具體是由以下方法步驟制備得到1、二甲基硅油改性回收PE的制備將8份二甲基硅油(黏度為5000cS)加入到 100份的回收PE中，然后高速攪拌5min，將攪拌均勻后的物料在雙螺桿擠出機中進行擠出 造粒，雙螺桿擠出機的工作參數(shù)為一區(qū)(150士3°C )二區(qū)(190士3°C )三區(qū)(195士3°C)四區(qū)(195士3°C)五區(qū)(195士3°C)機頭(190士 3°C )主機速率84r/min，切粒機速率匹配；擠出造粒完成后得到二甲基硅油改性回收PE ；2、混料將原料PVC、稀土復(fù)合穩(wěn)定劑、鈦白粉、CPE、ACR和潤滑劑(硬脂酸和聚乙 烯蠟)按上述配比進行高速混合，當(dāng)溫度上升到90°C時加入本實施例步驟1制得的二甲基 硅油改性回收PE( 二甲基硅油改性回收PE的取用量根據(jù)前述各原料的質(zhì)量配比確定，步 驟1制得的二甲基硅油改性回收PE大于本步驟2的用量)和活性碳酸鈣，熱混至溫度達到 120°C時放料，然后開始冷混至室溫，得到干混料；3、成型將步驟2得到的干混料在140°C 205°C溫度下擠出成型，制備得到改性 回收PE與PVC的共混型材。對本實施例的改性回收PE與PVC共混型材的各項力學(xué)性能進行測試，其測試結(jié)果 如下表1所示。表1 實施例2的二甲基硅油改性回收PE與PVC共混型材的力學(xué)性能
力學(xué)性能指標(biāo)沖擊強度(kj/m2)拉伸強度(MI3a)彎曲強度(Mpa)彎曲模量￠1 )測試結(jié)果24. 838. 959. 52. 41 由上表1可知，共混型材的沖擊強度、拉伸強度和彎曲模量分別為24. 8kJ/m2,38. 9MPa和2. 41GPa,其強度均達到國家關(guān)于PVC型材的性能要求(國家在沖擊強度、拉伸 強度和彎曲模量三個指標(biāo)上的要求分別為12. 0kJ/m2、37. OMPa和1. 96GPa)。
實施例3 本實施例著重考察二甲基硅油的含量對共混型材各項性能的影響，二甲基硅油的 黏度是5000cS。本實施例的改性回收PE與PVC的共混型材制備步驟如下1、二甲基硅油改性回收PE的制備本步驟的操作過程及工藝參數(shù)與實施例2中的 步驟1相同，但作為原料的二甲基硅油與回收PE的質(zhì)量配比按一定規(guī)律變化(見下表2)， 因此最后制得五種不同的二甲基硅油改性回收PE (以B、C、D、E、F分別編號)；表2 實施例3中二甲基硅油改性回收PE的配方表
權(quán)利要求
1. 一種改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述共混型材主要由以下 質(zhì)量份數(shù)的原料共混制備得到聚氯乙烯100份硅油改性回收聚乙烯5 10份穩(wěn)定劑3 6份鈦白粉3 6份氯化聚乙烯6 10份丙烯酸酯類抗沖改性劑1 4份潤滑劑0.2 1.0份和活性碳酸鈣0 30份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述 硅油改性回收聚乙烯主要由以下質(zhì)量份數(shù)的原料擠出造粒后制備得到回收聚乙烯 100份 和硅油2 8份；所述回收聚乙烯的熔融指數(shù)小于2. Og/lOmin，固含量低于5% ；所述硅油的黏度為 50cS 30000cS。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述 硅油是指甲基硅油、甲基苯基硅油、氨基硅油和甲基乙烯基硅油中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述 潤滑劑是指硬脂酸和/或聚乙烯蠟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所 述潤滑劑是指硬脂酸和聚乙烯蠟組成的復(fù)合潤滑劑，所述硬脂酸與聚乙烯蠟的質(zhì)量比為 3 (0. 5 2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型材，其特征在于所述 穩(wěn)定劑是指稀土復(fù)合穩(wěn)定劑。
7.—種如權(quán)利要求1所述的改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型材的制備方法，包括 以下步驟(1)混料將聚氯乙烯、穩(wěn)定劑、鈦白粉、氯化聚乙烯、丙烯酸酯類抗沖改性劑和潤滑劑 按所述質(zhì)量份數(shù)進行高速混合，當(dāng)溫度上升到80°C 95°C時加入硅油改性回收聚乙烯或 者加入硅油改性回收聚乙烯和活性碳酸鈣，熱混至溫度達到115°C 125°C時放料，然后開 始冷混至室溫，得到干混料；(2)成型將所述干混料在140°C 205°C溫度下擠出成型，制備得到改性回收聚乙烯 與聚氯乙烯的共混型材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述硅油改性回收聚乙烯是通過以 下方法制備得到將2 8份的硅油分散于100份的回收聚乙烯中，將分散均勻后的物料在 140°C 200°C溫度下進行雙螺桿擠出造粒，制得硅油改性回收聚乙烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述硅油是指甲基硅油、甲基苯基硅油、氨基硅油和甲基乙烯基硅油中的一種或多種；所述回收聚乙烯的熔融指數(shù)小于 2. 0g/10min,固含量低于5% ；所述硅油的黏度為50cS 30000cS。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的制備方法，其特征在于所述潤滑劑是指硬脂酸和/ 或聚乙烯蠟；所述穩(wěn)定劑是指稀土復(fù)合穩(wěn)定劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性回收聚乙烯與聚氯乙烯的共混型材及該共混型材的制備方法，該型材主要由100份聚氯乙烯、5～10份硅油改性回收聚乙烯、3～6份穩(wěn)定劑、3～6份鈦白粉、6～10份氯化聚乙烯、1～4份丙烯酸酯類抗沖改性劑、0.2～1.0份潤滑劑和0～30份活性碳酸鈣共混制備得到。本發(fā)明的共混型材性能優(yōu)異，能夠有效提高廢舊塑料回收利用率，節(jié)約資源，節(jié)約成本且環(huán)保安全。
文檔編號C08L23/06GK102079836SQ20091022705
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者周乃安, 張芳, 李志軍, 楊治, 楊波, 歐陽相會, 蘇勝培, 莫笑君 申請人:湖南五強產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司