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专利名称：一种再生塑料管材及其制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410081822.0

专利申请（专利权）人：湖南登科材料开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：湖南省常德市汉寿县高新技术产业园区金马路17号

专利发明（设计）人：肖广兴,罗宋群,赵德强,邓爱军

专利摘要：本发明公开了一种再生塑料管材及其制备方法，属于环保再生技术领域，再生塑料管材包括如下重量份原料，改性再生塑料颗粒90?100份、高密度聚乙烯树脂10?20份、引发剂4?6份、相容剂5?6份、填充剂15?20份；所述改性再生塑料颗粒，包括如下重量份原料制成，聚乙烯回用料78?98份、乙烯?辛烯共聚物10?20份、过氧化二异丙苯2份、抗氧剂1.5?2份和不饱和硅烷偶联剂6?7份。本发明中通过对再生塑料进行改性，添加了乙烯?辛烯共聚物和抗氧剂等物质进行改性处理，提高其力学性能，拓宽应用范围，再生料的强度和韧性得到一定程度的提高。

主权利要求：
1.一种再生塑料管材，其特征在于，包括如下重量份原料，改性再生塑料颗粒90?100份、高密度聚乙烯树脂10?20份、引发剂4?6份、相容剂5?6份、填充剂15?20份；所述改性再生塑料颗粒，包括如下重量份原料制成，聚乙烯回用料78?98份、乙烯?辛烯共聚物10?20份、过氧化二异丙苯2份、抗氧剂1.5?2份和不饱和硅烷偶联剂6?7份；
所述抗氧剂通过如下步骤制备：
将端羟基支化单体、碳酸钾加入苯中，在冰水浴条件下加入3,5?双（叔丁基）?4?羟基苯丙酰氯和辛酰氯滴加结束后，室温搅拌反应，反应结束后经过减压浓缩、洗涤、干燥得到抗氧剂；所述端羟基支化单体、碳酸钾、3,5?双（叔丁基）?4?羟基苯丙酰氯和辛酰氯的用量比为40g：0.03mol：0.01mol：0.02mol；
所述端羟基支化单体通过如下步骤制备：
在无水无氧条件下，将4?戊烯?1?醇和氢氧化铯加入苯中混合，在氮气保护条件下，90℃搅拌3h，减压浓缩除去苯和水，然后加入缩水甘油，在90℃条件下搅拌反应24h，反应结束后，加入甲醇和氧化铝，经过过滤、旋蒸，除去甲醇，得到端羟基支化单体；4?戊烯?1?醇、氢氧化铯和缩水甘油的用量摩尔比为1：1：15。
2.根据权利要求1所述的一种再生塑料管材，其特征在于，所述不饱和硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种再生塑料管材，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种再生塑料管材，其特征在于，填充剂为碳酸钙、硅酸钙和滑石粉中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种再生塑料管材，其特征在于，引发剂为过氧化二苯甲：凸趸月桂酰中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种再生塑料管材，其特征在于，所述聚乙烯回用料的断裂伸长率≥40%，所述聚乙烯回用料的拉伸强度≥12MPa。
7.根据权利要求1所述的一种再生塑料管材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照重量份称取原料，混合均匀获得混合备料，将混合备料投入造粒机中，在120℃下熔融塑化并造粒得到粒径为3?4mm的颗粒；将颗粒投入挤出机中，挤出成型后经循环水喷淋降至室温，得到再生塑料管材。
8.根据权利要求7所述的一种再生塑料管材的制备方法，其特征在于，控制挤出机供料段温度为115?120℃，挤出机压缩段温度为125?130℃，挤出机计量段温度为140?145℃，挤出机模口温度为160?165℃，挤出机的螺杆转速为50r/min。 说明书 : 一种再生塑料管材及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于环保再生技术领域，具体涉及一种再生塑料管材及其制备方法。背景技术[0002] 在塑料工业中聚乙烯(PE)的产量最大、用途最广、消费量最大，废旧PE塑料简单再生已被广泛应用，主要适用于树脂生产厂和塑料制品厂在生产过程中产生的PE边角废料，也可用于那些易于清洗、挑选的一次性使用的废弃品，比如食品、药品包装瓶等。[0003] 常规的PE再生料在经历一段时间的老化后，其聚合物分子链因氧化降解等作用会产生新的支化、歧化、交联等结构，导致其力学性能有较大幅度的下降，所以PE再生料需要经过处理后，才能提高其力学性能，拓宽应用范围。发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种再生塑料管材及其制备方法，以解决PE再生料制备得到的管材力学性能不足的问题。[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：[0006] 一种再生塑料管材，包括如下重量份原料，改性再生塑料颗粒90?100份、高密度聚乙烯树脂10?20份、引发剂4?6份、相容剂5?6份、填充剂15?20份；所述改性再生塑料颗粒，包括如下重量份原料制成，聚乙烯回用料78?98份、POE(乙烯?辛烯共聚物)10?20份、DCP(过氧化二异丙苯)2份、抗氧剂1.5?2份和不饱和硅烷偶联剂6?7份。[0007] 按重量份计，将聚乙烯回用料、POE、DCP、抗氧剂和不饱和硅烷偶联剂混合均匀，混合物放入110?120℃的密炼机中密炼，发生接枝反应，经过挤出造粒得到改性再生塑料颗粒。[0008] 进一步地，所述不饱和硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。[0009] 进一步地，所述抗氧剂通过如下步骤制备：[0010] 将端羟基支化单体、碳酸钾加入苯中，在冰水浴条件下加入3,5?双(叔丁基)?4?羟基苯丙酰氯和辛酰氯滴加结束后，室温搅拌反应，反应结束后经过减压浓缩、洗涤、干燥得到抗氧剂；所述端羟基支化单体、碳酸钾、3,5?双(叔丁基)?4?羟基苯丙酰氯和辛酰氯的用量比为40g：0.03mol：0.01mol：0.02moL。[0011] 进一步地，所述端羟基支化单体通过如下步骤制备：[0012] 在无水无氧条件下，将4?戊烯?1?醇和氢氧化铯加入苯中混合，在氮气保护条件下，90℃搅拌3h，减压浓缩除去苯和水，然后加入缩水甘油，在90℃条件下搅拌反应24h，反应结束后，加入甲醇和氧化铝，经过过滤、旋蒸，除去甲醇，得到端羟基支化单体；4?戊烯?1?醇、氢氧化铯和缩水甘油的用量摩尔比为1：1：15。所述端羟基支化单体一端为双键，支链端为羟基。[0013] 进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。[0014] 进一步地，填充剂为碳酸钙、硅酸钙和滑石粉中的一种。[0015] 进一步地，引发剂为过氧化二苯甲：凸趸月桂酰中的一种。[0016] 进一步地，所述聚乙烯回用料的断裂伸长率≥40％，所述聚乙烯回用料的拉伸强度≥12MPa。[0017] 进一步地，包括如下步骤：[0018] 按照重量份称取原料，混合均匀获得混合备料，将混合备料投入造粒机中，在120℃下熔融塑化并造粒得到粒径为3?4mm的颗粒；将颗粒投入挤出机中，挤出成型后经循环水喷淋降至室温，得到再生塑料管材。[0019] 进一步地，控制挤出机供料段温度为115?120℃，挤出机压缩段温度为125?130℃，挤出机计量段温度为140?145℃，挤出机模口温度为160?165℃，挤出机的螺杆转速为50r/min。[0020] 本发明的有益效果：[0021] 本发明中通过对再生塑料进行改性，添加了乙烯?辛烯共聚物和抗氧剂等物质进行改性处理，得到改性再生塑料颗粒，提高其力学性能，拓宽应用范围，再生料的强度和韧性得到一定程度的提高。其中添加的乙烯?辛烯共聚物进行共混，乙烯?辛烯共聚物作为一种高聚物，本身具有优异的弹性以及高伸长率，优异的耐老化性，与其他聚合物共混能够得到较好的共混材料，可作为填充剂有效提高聚合物的力学强度。[0022] 在改性再生塑料颗粒的制备过程中，通过引发剂DCP过氧化二异丙苯引发回收料与不饱和硅烷偶联剂和抗氧剂中的不饱和双键发生接枝反应，然后与POE之间形成复杂的交联网络，在改性再生塑料颗粒应用到塑料管材中的结果可知，在用料相同的情况下，随着POE含量的增加拉伸强度和缺口冲击强度呈现先升高后下降的结果。其原因在于，POE的含量过高导致原料之间相容性相对较差，抗氧剂的加入在PE长链分子上引入了支链结构，起到阻止解缠的作用，提高了管材加工性能，进而有利于管材整体性能的提升，此外，抗氧化剂结构中的支化结构有利于自由基的捕获，提高受阻酚结构与自由基的反应效率，进一步抑制了材料的氧化反应，提高管材的耐老化性能。具体实施方式[0023] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0024] 因回用料的性能差别较大，本发明中选择同一批次的聚乙烯回用料。[0025] 实施例1[0026] 本实施例提供一种抗氧剂，通过如下步骤制备：[0027] 在无水无氧条件下，将4?戊烯?1?醇和氢氧化铯加入苯中混合，在氮气保护条件下，90℃搅拌3h，减压浓缩除去苯和水，然后加入缩水甘油，在90℃条件下搅拌反应24h，反应结束后，加入甲醇和氧化铝，经过过滤、旋蒸，除去甲醇，得到端羟基支化单体。4?戊烯?1?醇、氢氧化铯和缩水甘油的用量摩尔比为1：1：15；[0028] 将端羟基支化单体、碳酸钾加入苯中，在冰水浴条件下加入3,5?双(叔丁基)?4?羟基苯丙酰氯和辛酰氯(用苯稀释后滴加)，滴加结束后升温至25℃，搅拌反应12?16h，搅拌结束后，经过减压浓缩，除去苯，然后加入二氯甲烷中，依次用质量分数5％的碳酸氢钠水溶液，0.5mol/L的盐酸溶液、饱和氯化钠水溶液洗涤，洗涤结束后，用无水硫酸镁干燥，经过减压浓缩，得到抗氧剂；所述端羟基支化单体、碳酸钾、3,5?双(叔丁基)?4?羟基苯丙酰氯和辛酰氯的用量比为40g：0.03mol：0.01mol：0.02moL。[0029] 实施例2[0030] 本实施例提供一种改性再生塑料颗粒，通过如下步骤制备：[0031] 按重量份计，将78份聚乙烯回用料、10份POE(POE：3906–1，宁波市鄞州博特聚合物新材料有限公司)、2份DCP(过氧化二异丙苯)、1.5份按照实施例1中的方法制备的抗氧剂和6份不饱和硅烷偶联剂混合均匀，混合物放入110?120℃的密炼机中密炼10min，经过挤出造粒得到改性再生塑料颗粒。[0032] 实施例3[0033] 本实施例提供一种改性再生塑料颗粒，通过如下步骤制备：[0034] 按重量份计，将90份聚乙烯回用料、15份POE(POE：3906–1，宁波市鄞州博特聚合物新材料有限公司)、2份DCP(过氧化二异丙苯)、2份按照实施例1中的方法制备的抗氧剂和7份不饱和硅烷偶联剂混合均匀，混合物放入110?120℃的密炼机中密炼10min，经过挤出造粒得到改性再生塑料颗粒。[0035] 实施例4[0036] 本实施例提供一种改性再生塑料颗粒，通过如下步骤制备：[0037] 按重量份计，将98份聚乙烯回用料、20份POE(POE：3906–1，宁波市鄞州博特聚合物新材料有限公司)、2份DCP(过氧化二异丙苯)、2份按照实施例1中的方法制备的抗氧剂和7份不饱和硅烷偶联剂混合均匀，混合物放入110?120℃的密炼机中密炼10min，经过挤出造粒得到改性再生塑料颗粒。[0038] 对比例1[0039] 本对比例与实施例2相比，将抗氧剂换成市售的受阻酚抗氧剂，抗氧剂1010，其余原料及制备过程与实施例1保持相同。[0040] 实施例5[0041] 本实施例提供一种再生塑料管材，包括按照实施例2中的配方制备的改性再生塑料颗粒90份、高密度聚乙烯树脂(独山子石化?高密度聚乙烯树脂TUB121N3000B)10份、引发剂4份、马来酸酐接枝聚乙烯5份、滑石粉15份。[0042] 所述不饱和硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷。引发剂包括过氧化二苯甲酰。[0043] 按照重量份称取原料，混合均匀获得混合备料，将混合备料投入造粒机中，在120℃下熔融塑化并造粒得到粒径为3?4mm的颗粒；[0044] 将颗粒投入挤出机中，控制挤出机供料段温度为115?120℃，挤出机压缩段温度为125?130℃，挤出机计量段温度为140?145℃，挤出机模口温度为160?165℃，挤出机的螺杆转速为50r/min，挤出成型后经循环水喷淋降至室温，得到再生塑料管材。[0045] 实施例6[0046] 本实施例提供一种再生塑料管材，包括按照实施例2中的配方制备的改性再生塑料颗粒100份、高密度聚乙烯树脂(独山子石化?高密度聚乙烯树脂TUB121N3000B)20份、引发剂6份、马来酸酐接枝聚乙烯6份、滑石粉20份。[0047] 所述聚乙烯回用料的断裂伸长率≥40％，所述聚乙烯回用料的拉伸强度≥12MPa。所述不饱和硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。引发剂为过氧化二月桂酰。[0048] 按照重量份称取原料，混合均匀获得混合备料，将混合备料投入造粒机中，在120℃下熔融塑化并造粒得到粒径为3?4mm的颗粒；[0049] 将颗粒投入挤出机中，控制挤出机供料段温度为115?120℃，挤出机压缩段温度为125?130℃，挤出机计量段温度为140?145℃，挤出机模口温度为160?165℃，挤出机的螺杆转速为50r/min，挤出成型后经循环水喷淋降至室温，得到再生塑料管材。[0050] 实施例7[0051] 本实施例与实施例5相比，将改性再生塑料颗粒换成照实施例3中的配方制备的改性再生塑料颗粒，其余原料及制备过程与实施例5保持相同。[0052] 实施例8[0053] 本实施例与实施例5相比，将改性再生塑料颗粒换成照实施例4中的配方制备的改性再生塑料颗粒，其余原料及制备过程与实施例5保持相同。[0054] 对比例2[0055] 本实施例与实施例5相比，将改性再生塑料颗粒换成照对比例1中的配方制备的改性再生塑料颗粒，其余原料及制备过程与实施例5保持相同。[0056] 对比例3[0057] 本实施例与实施例6相比，将改性再生塑料颗粒换成照对比例1中的配方制备的改性再生塑料颗粒，其余原料及制备过程与实施例6保持相同。[0058] 对实施例5?实施例8和对比例2?对比例3进行性能测试：[0059] 拉伸性能测试：按GB/T8804.3—2003进行测试，拉伸速率为50mm/min。[0060] 缺口冲击强度测试：按GB/T1843—2008进行测试，试件规格为80mm×10mm×4mm，摆锤能量为10J；[0061] 耐老化测试：将样品放置在高温老化试验箱中进行高温热氧老化，老化时间分别为10、20、30和40d，老化后，取样品进行拉伸性能测试。老化温度80℃。测试结果如下表1所示：[0062] 表1[0063][0064] POE本身就具有较好的抗热氧化性有效增强复合材料的耐老化性，按照实施例2?实施例4中的配方制备的改性再生塑料颗粒中，POE的含量不同，其中实施例2中POE含量最少，实施例4中POE含量最多。实施例5与实施例7?实施例8相比，改性再生塑料颗粒不同，实施例5与实施例6相比，改性再生塑料颗粒的用量占比相对较少，从应用到塑料管材中的结果可知，在用料相同的情况下，随着POE含量的增加拉伸强度和缺口冲击强度呈现先升高后下降的结果。[0065] 对比例2和对比例3中改变了改性再生塑料颗粒中抗氧剂的种类，从测试结果可知，塑料管材的拉伸强度和缺口冲击强度降低，并且耐老化性能的下降幅度增加，耐老化性能下降。[0066] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。[0067] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

专利地区：湖南

专利申请日期：2024-01-19

专利公开日期：2024-09-13

专利公告号：2024-09-13