一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料及制备方法
文献发布时间：2023-06-19 16:11:11
技术领域
本发明涉及一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料及制备方法，主要应用于再生聚丙烯的制备领域。
背景技术
汽车工业是塑料的重要应用领域，聚丙烯由于密度小，耐化学腐蚀，价格低廉的优势被广泛应用于汽车行业的外饰料中，随着汽车的普及，塑料的使用量大幅增加，给环境带来了沉重的压力，使用再生聚丙烯可以缓解塑料制品对环境污染的压力，同时可以降低成本，但是目前市面上的再生聚丙烯纯度不高，力学性能不强，作为汽车外饰件使用与涂料的附着力不好，因此开发一种纯度高，力学强度好，与涂层附着力好的再生聚丙烯塑料至关重要。
发明内容
为了提高再生聚丙烯的纯净度，增加再生聚丙烯的力学强度，本发明的第一个方面提供了一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料，制备原料以重量份计包括：再生环保聚丙烯60-80份，填料20-30份，原生树脂3-10份，相容剂1-5份，润滑剂0.1-2份，抗氧剂0.1-1份，超支化聚酰胺酯0.1-3份。
作为一种优选的实施方式，所述再生聚丙烯选自洗衣机再生聚丙烯、电瓶壳再生聚丙烯、吨包袋再生聚丙烯、日杂再生聚丙烯中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述填料选自滑石粉、碳酸钙、云母粉、炭黑中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述填料为偶联剂改性填料，粒径为1000-1250目。
作为一种优选的实施方式，所述原生树脂选自乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、三元乙丙橡胶中的一种。
作为一种优选的实施方式，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺、硅酮类、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙、季戊四醇、硬脂酸酯中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述抗氧剂选自2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚、丙酸十八醇酯、二芳基仲胺、N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺、亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述超支化聚酰胺酯的末端官能团为质量分数45-55％的硬脂酸酯。
本发明的第二个方面提供一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)再生聚丙烯塑料制备：将洗衣机，电瓶壳，吨包袋，日杂基材进行分选、破碎、清洗、熔融造粒、均化，然后使用除铁机，除去再生料中的杂质；
(2)混料：将再生聚丙烯塑料，弹性体，相容剂加入到高速混合机中，混合1-2min，再加入润滑剂，抗氧剂，超支化聚酰胺酯混合2-3min，最后加入填料，混合1-5min，所述混合机的转速为1000-2000r/min；
(3)挤出造粒：将步骤2的混合物，再生环保聚丙烯，填料经喂料器加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度为185-230℃，转速为300-500r/min，再经水冷，切粒，干燥后即得。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述聚丙烯改性汽车外饰专用料，扩大再生塑料的应用，提升终端产品的资源环境属性，是一种绿色环保的处理方式。
(2)本发明所述聚丙烯改性汽车外饰专用料，通过对回收塑料进行前处理，避免了再生聚丙烯成型后表面光洁度下降的问题，可以完全达到原生树脂改性产品的品质。
(3)本发明所述聚丙烯改性汽车外饰专用料，通过对再生聚丙烯进行改性，增加了再生聚丙烯制备成汽车装饰材料后与涂层的附着力，扩大了再生聚丙烯的使用范围与使用品质。
具体实施方法
为了提高再生聚丙烯的纯净度，增加再生聚丙烯的力学强度，本发明的第一个方面提供了一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料，制备原料以重量份计包括：再生环保聚丙烯60-80份，填料20-30份，原生树脂3-10份，相容剂1-5份，润滑剂0.1-2份，抗氧剂0.1-1份，超支化聚酰胺酯0.1-3份。
作为一种优选的实施方式，所述再生聚丙烯选自洗衣机再生聚丙烯、电瓶壳再生聚丙烯、吨包袋再生聚丙烯、日杂再生聚丙烯中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，洗衣机再生聚丙烯，电瓶壳再生聚丙烯，吨包袋再生聚丙烯，日杂再生聚丙烯的重量比为1：(2-3)：(1-2)：(0.5-1)。
作为一种优选的实施方式，洗衣机再生聚丙烯，电瓶壳再生聚丙烯，吨包袋再生聚丙烯，日杂再生聚丙烯的重量比为1：2.5：1.5：0.7。
申请人在实验过程中发现，洗衣机再生聚丙烯，电瓶壳再生聚丙烯，吨包袋再生聚丙烯，日杂再生聚丙烯的重量比为1：2.5：1.5：0.7时复配制备得到的再生聚丙烯机械性能均衡，冲击性能良好，可以达到汽车外饰专用料的标准。
作为一种优选的实施方式，所述填料选自滑石粉、碳酸钙、云母粉、炭黑中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述填料为滑石粉。
作为一种优选的实施方式，所述填料为偶联剂改性滑石粉，滑石粉粒径为1000-1250目。
作为一种优选的实施方式，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铬络合物偶联剂、铝酸化合物偶联剂中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的组合。
进一步优选，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，钛酸酯偶联剂为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯。
作为一种优选的实施方式，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷与异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯的重量比为1：(1-2)。
进一步优选，γ-氨丙基三乙氧基硅烷与异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯的重量比为1：1.75。
作为一种优选的实施方式，所述改性滑石粉的制备方法，包括以下步骤：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷与异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯加入溶剂中，搅拌均匀后加入滑石粉，在220-280r/min的机械搅拌下反应40-80min，将产物离心分离，溶剂洗涤2-5次，在35-45℃下真空干燥至恒重，得到改性滑石粉。
申请人在实验过程中发现，滑石粉经过偶联剂改性后，可以提高滑石粉与聚丙烯的兼容性，可以提高聚丙烯的机械性能和热稳定性。猜测可能的原因是：在γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯的反应作用下可以与滑石粉表面的活性基团形成氢键，与滑石粉牢固地键合在一起，而偶联剂的非极性基团伸向滑石粉的外表面，与聚丙烯结合在一起，提高了滑石粉与聚丙烯之间的相容性。当滑石粉的粒径为1000-1250目时可以使填充在聚丙烯中的填料更加均匀，在增加聚丙烯力学性能的同时，不会降低聚丙烯的熔融均匀性。
作为一种优选的实施方式，所述原生树脂选自乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、三元乙丙橡胶中的一种。
作为一种优选的实施方式，所述原生树脂为乙烯-辛烯共聚物。
作为一种优选的实施方式，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
作为一种优选的实施方式，所述润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺、硅酮、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙、季戊四醇、硬脂酸酯中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺和硅酮。
作为一种优选的实施方式，所述乙撑双硬脂酰胺和硅酮的重量比为1：(2.2-3.5)。
作为一种优选的实施方式，所述抗氧剂选自2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚、丙酸十八醇酯、二芳基仲胺、N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺、亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和亚磷酸酯。
作为一种优选的实施方式，所述2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和亚磷酸酯的重量比(2-3)：1。
作为一种优选的实施方式，所述超支化聚酰胺酯的末端官能团为质量分数45-55％的硬脂酸酯。
作为一种优选的实施方式，所述超支化聚酰胺酯为Hybrane PS 2550，购自西宝生物科技股份有限公司。
本发明的第二个方面提供一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)再生聚丙烯塑料制备：将洗衣机，电瓶壳，吨包袋，日杂基材进行分选、破碎、清洗、熔融造粒、均化，然后使用除铁机，除去再生料中的杂质；
(2)混料：将再生聚丙烯塑料，弹性体，相容剂加入到高速混合机中，混合1-2min，再加入润滑剂，抗氧剂，超支化聚酰胺酯混合2-3min，最后加入填料，混合1-5min，所述混合机的转速为1000-2000r/min；
(3)挤出造粒：将步骤2的混合物，再生环保聚丙烯，填料经喂料器加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度为185-230℃，转速为300-500r/min，再经水冷，切粒，干燥后即得。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的，对具体购买厂家不做特别限制。
实施例1
一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料，制备原料以重量份计包括：再生环保聚丙烯70份，填料25份，原生树脂8份，相容剂3份，润滑剂1.1份，抗氧剂0.6份，超支化聚酰胺酯2份。
所述再生环保聚丙烯为洗衣机再生聚丙烯，电瓶壳再生聚丙烯，吨包袋再生聚丙烯，日杂再生聚丙烯，重量比为1：2.5：1.5：0.7，购自上海睿聚环保科技有限公司。
所述填料为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯改性滑石粉。
所述滑石粉粒径为1250目，购自江阴市广源超微粉有限公司。
γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯的重量比为1：1.75，γ-氨丙基三乙氧基硅烷购自南京优普化工有限公司，型号为KH550。异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯购自南京旗宇化学科技有限公司，型号为101。
改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷与异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯加入75重量份无水乙醇中，搅拌均匀后加入滑石粉，在250r/min的机械搅拌下反应60min，将产物离心分离，溶剂洗涤3次，在40℃下真空干燥至恒重，得到改性滑石粉。
所述原生树脂为乙烯-辛烯共聚物，购自美国陶氏，型号为POE8200。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，购自美国杜邦，型号为P613。
所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺和硅酮，重量比为1：3。
所述抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和亚磷酸酯，重量比2.5：1。
所述超支化聚酰胺酯为Hybrane PS 2550，购自西宝生物科技股份有限公司。
一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)再生聚丙烯塑料制备：将洗衣机，电瓶壳，吨包袋，日杂基材进行分选、破碎、清洗、熔融造粒、均化，然后使用除铁机，除去再生料中的杂质；
(2)混料：将再生聚丙烯塑料，弹性体，相容剂加入到高速混合机中，混合2min，再加入润滑剂，抗氧剂，超支化聚酰胺酯混合3min，最后加入填料，混合5min，所述混合机的转速为1500r/min；
(3)挤出造粒：将步骤2的混合物，再生环保聚丙烯，填料经喂料器加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度为200℃，转速为400r/min，再经水冷，切粒，干燥后即得。
实施例2
一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料，制备原料以重量份计包括：再生环保聚丙烯80份，填料30份，原生树脂10份，相容剂5份，润滑剂1.5份，抗氧剂0.8份，超支化聚酰胺酯1份。
所述再生环保聚丙烯为洗衣机再生聚丙烯，电瓶壳再生聚丙烯，吨包袋再生聚丙烯，日杂再生聚丙烯，重量比为1：2.5：1.5：0.7，购自上海睿聚环保科技有限公司。
所述填料为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯改性碳酸钙。
所述碳酸钙粒径为1250目，购自江阴市广源超微粉有限公司。
γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯的重量比为1：1.75，γ-氨丙基三乙氧基硅烷购自南京优普化工有限公司，型号为KH550。异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯购自南京旗宇化学科技有限公司，型号为101。
改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷与异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯加入75重量份无水乙醇中，搅拌均匀后加入碳酸钙，在250r/min的机械搅拌下反应60min，将产物离心分离，溶剂洗涤3次，在40℃下真空干燥至恒重，得到改性碳酸钙。
所述原生树脂为乙烯-丁烯共聚物，购自美国陶氏，型号为7447。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,购自美国杜邦，型号为P613。
所述润滑剂为硬脂酸钙和硅酮，重量比为1：3.1。
所述抗氧剂为N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺和亚磷酸酯，重量比2.5：1。
所述超支化聚酰胺酯为Hybrane PS 2550，购自西宝生物科技股份有限公司。
一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)再生聚丙烯塑料制备：将洗衣机，电瓶壳，吨包袋，日杂基材进行分选、破碎、清洗、熔融造粒、均化，然后使用除铁机，除去再生料中的杂质；
(2)混料：将再生聚丙烯塑料，弹性体，相容剂加入到高速混合机中，混合2min，再加入润滑剂，抗氧剂，超支化聚酰胺酯混合3min，最后加入填料，混合5min，所述混合机的转速为15000r/min；
(3)挤出造粒：将步骤2的混合物，再生环保聚丙烯，填料经喂料器加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度为200℃，转速为400r/min，再经水冷，切粒，干燥后即得。
实施例3
一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料及制备方法，具体步骤同实施例1，不同点在于所述再生环保聚丙烯为洗衣机再生聚丙烯，电瓶壳再生聚丙烯，吨包袋再生聚丙烯，日杂再生聚丙烯，重量比为1：1.5：2.5：0.7，购自上海睿聚环保科技有限公司。
实施例4
一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料及制备方法，具体步骤同实施例1，不同点在于所述滑石粉为硅烷偶联剂改性滑石粉。
实施例5
一种环保再生聚丙烯改性汽车外饰专用料及制备方法，具体步骤同实施例1，不同点在于所述抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚。
性能测试
1.密度：依据GB/T 1033-1986标准测试制备得到的再生聚丙烯的密度。
2.拉伸强度：依据GB/T 1040-1992标准测试制备得到的再生聚丙烯的拉伸强度。
3.弯曲强度：依据GB/T 1449-2005标准测试制备得到的再生聚丙烯的弯曲强度。
4.悬臂梁缺口冲击强度：依据GB/T 1043-1993标准测试制备得到的再生聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度。
5.达因指数：依据GB/T 17748标准测试制备得到的再生聚丙烯的达因指数。
将实施例依据上述标准进行测试，结果见于表1。
表1