一种改性再生聚乙烯塑料及制备方法

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体公开一种改性再生聚乙烯塑料及制备方法。

背景技术

随着我国工业的迅速发展，特别是塑料行业的工业化迈进，产生了大量的废弃物。据不完全统计，每年有将近2000万吨塑料废物产生，此类物质难以通过常见的降解规程消除，在环境中的积累程度逐年上升，为环境安全带来了极大的隐患，如何有效的回收再利用塑料是一个难题。

目前，废塑料中的聚烯烃占有相当大的比例，且聚烯烃本身就具有回收价值高的特点。常见的聚烯烃产品又以管材较多，其中聚乙烯(PE)管材多用于输送水、气等方面，此类塑料管材与传统的金属、水泥等管材相比，具有环保、高强、寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、燃气、工业流体输送、灌溉等综合性领域。与此同时，现有技术中存在的再生PE塑料有以下三点不足：首先是刚性不足，无法在较大口径方面媲美金属等其他材质塑料管材；其次，PE塑料管材虽然可以添加再生PE作为基础料以降低成本，但由于废料的来源复杂与不稳定性，也容易造成PE塑料管材产品的性能波动，给使用安全带来隐患；此外，PE塑料作为一种再生高分子合成材料在成本上不具备优势。

因此，有必要提供一种用于塑料管材的改性再生聚乙烯塑料及其制备方法，用以解决现有技术中存在的再生PE塑料刚性差、性能波动的缺点，并降低成本。

发明内容

本发明提供一种刚性较好、性能稳定的改性再生聚乙烯塑料及制备方法。

第一方面，本发明提供一种改性再生聚乙烯塑料，所述改性再生聚乙烯塑料的原料包括塑料基材、改性添加剂和加工助剂，具体包括如下质量份原料组分：所述塑料基材包括HDPE废塑料60～70份、LDPE废塑料15～25份、LLDPE废塑料0～3份和乙烯共聚物废塑料10～30份；所述改性添加剂包括硅烷化合物0.2～0.3份、马来酸酐0.1～0.2份、引发剂0.03～0.06份、脱水催化剂0.02～0.03份和抗氧剂0.01～0.02份；所述加工助剂包括刚性填料10～20份、内润滑剂0.02～0.03份和外润滑剂0.5～1份。

进一步地，所述硅烷化合物为烷基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三乙酰氧基硅烷、丙基三乙酰氧基硅烷中的一种或两种以上的混合物；所述马来酸酐为固体或粉末状物质。

进一步地，所述引发剂为过氢化苯甲酰(BPO)、过氧化二异丙苯(DCPO)、叔丁基过氧化氢(DHPO)中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，所述脱水催化剂为氧化锰(MnO

进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010中的一种或两种的混合物。

进一步地，所述内润滑剂为EBS(乙撑双硬脂酰胺)、PE蜡中的一种或两种的混合物。

进一步地，所述外润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、脂肪烃蜡、氧化聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述加工助剂中刚性填料为无机填料，包括滑石粉、碳酸钙粉、硅藻土粉、硅灰粉、云母石粉中的一种或几种的混合物；所述刚性填料的目数为1250～2000目。

进一步地，所述HDPE废塑料为HDPE类中空吹塑制品经破碎、清洗后的破碎料；LDPE废塑料为各类废旧LDPE薄膜经造粒得到的粒子；LLDPE废塑料为各类废旧LLDPE薄膜经造粒得到的粒子；乙烯共聚物废塑料为回收的废旧EVA类废旧片材、用品，以及乙烯丙烯共聚体类废旧涂料桶、日用注塑制品经过破碎、清洗后的破碎料。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的改性再生聚乙烯塑料的制备方法，包括如下步骤：按第一方面所述质量份称量原料组分，并将改性添加剂预先混合均匀形成预混合液态；将塑料基材、加工助剂与预混合液态添加剂混合均匀后，加入单螺杆-异向锥形双螺杆二阶挤出造粒机中，造粒制得改性再生聚乙烯塑料。

本发明取得的有益效果：(1)通过添加改性添加剂，可以通过提高刚性填料的相容性、提高聚乙烯分子链的交联作用等方式，同时发挥协同作用，大幅度提高材料的刚性、韧性，制备的改性再生粒子比普通再生粒子的抗冲强度提高1～2倍，弯曲模量提高50％以上；(2)本发明的塑料基材中，主要选用了多途径回收可以得到的PE类废塑料，再生塑料+填料的比例占到组分的95％以上，无需添加新料PE，有利于降低生产成本。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明确，结合以下实施例，对本发明进行进一步的详细说明。

应当说明的是，本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。

实施例1～4

实施例1～4中，按下表1中所述的各实施例的质量份称量原料组分，将改性添加剂先混合均匀形成预混合液态；将塑料基材、加工助剂与预混合液态添加剂混合均匀后，加入单螺杆-异向锥形双螺杆二阶挤出造粒机中，造粒制得改性再生聚乙烯塑料。

表1实施例1～4各组分原料配比表

对比例1～4

对比例1～4中，按下表2中所述的各实施例的质量份称量原料组分，将改性添加剂先混合均匀形成预混合液态；将塑料基材、加工助剂与预混合液态添加剂混合均匀。

对比例1中，将混合原料加入单螺杆-锥形双螺杆二阶挤出造粒机中，造粒制得改性再生聚乙烯塑料。

对比例2～4中，将混合原料加入单螺杆-异向锥形双螺杆二阶挤出造粒机中，造粒制得改性再生聚乙烯塑料。

表2对比例1～4各组分原料配比表

实施效果

对上述实施例1～4和对比例1～4所得改性塑料粒子取样并进行注塑制备样条，分别按照GB/T 1043.1-2008和GB/T 9341-2008测试标准样条的冲击强度和弯曲模量，进行性能测试，结果如表3所示。

表3测试结果

本发明实施例1～4连续生产所得改性再生聚乙烯塑料均具有较高的抗冲击强度和弯曲模量，且性能稳定性好。

与实施例2相比，对比例1采用单螺杆-锥形双螺杆二阶挤出造粒，所得用于塑料管材的改性再生聚乙烯塑料性能偏低且稳定性偏差。

与实施例2相比，对比例2中未加入脱水催化剂，无法充分发挥脱水催化剂与其余组分的协同作用，从而导致反应活性差，所得改性再生聚乙烯塑料性能大幅降低。

与实施例2相比，对比例3和对比例4中废PE塑料的加入量不在本申请的范围内，所得改性再生聚乙烯塑料均具有较低的抗冲击强度和弯曲模量，说明在生产过程中，需严格控制各废PE塑料的配比。