一种复合再生塑料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种复合再生塑料及其制备方法。其组成以重量份计：无机粉体50-70份，废旧塑料20-40份，研磨剂5-10份，增塑剂3-10份，增强剂2-8份。本发明以层状或网状超细无机粉体为复合基体，在浆状条件下通过胶体磨对无机粉体进行强力分散，并在增塑剂条件下利用具有横向拉伸功能的双转子连续混炼机使废旧塑料充分塑化、熔融嵌入层状或网状结构的无机粉体，避免了废旧塑料成分复杂、强度低、稳定性差、加工性能差的缺陷。由于选用超细、透明及具有光泽的无机粉体作为复合的主要基体材料，避免了废旧塑料外观色泽灰暗、透明性差等缺陷。

权利要求

1.一种复合再生塑料，其特征在于按重量份数是由50-70份无机粉体材料、20-40份废旧塑料、5-10份研磨剂、3-10份增塑剂、2-8份增强剂组成，其中所述的无机粉体材料选用粒径为6000-10000目、折射率为1.40-1.60、具有层状或网状结构的白炭黑、蛭石、云母、滑石粉、膨胀玻璃微珠、硫酸钡、叶腊石中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种复合再生塑料，其特征在于所述的研磨剂是指聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、微晶蜡、费托蜡、EVA蜡、白油、石蜡中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种复合再生塑料，其特征在于所述的增塑剂是指磷酸酯、乙酰柠檬酸三乙酯、硼酸酯、单硬脂酸甘油酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合再生塑料，其特征是所述的复合再生塑料的制备方法按照如下方式进行：

1'将无机粉体、研磨剂在120-140℃温度条件下，在高速混合机中混合搅拌5-10分钟，搅拌速度400-900转/min，使研磨剂完全熔融与无机粉体混为均匀浆状体；

2'将步骤1'所得的浆状混合料加入研磨机研磨10-20分钟，得到研磨粉体；

3'将废旧塑料、增塑剂、步骤2' 所得的研磨粉体加入双转子连续混炼机，转子速度

100-200转/min，混炼5-10分钟，废旧塑料完全塑化熔融嵌入层状或网状无机粉体形成均匀体；

4'将增强剂加入步骤3'中，继续混炼3-5分钟；

5'将步骤4'中混炼物料直接热喂料进入挤出造粒设备，通过排气、切粒、冷却，得到复合再生塑料。

5.根据权利要求4所述的一种复合再生塑料，其特征是步骤2'所述的研磨机是胶体研磨机，将研磨剂与无机粉体在浆状条件下研磨。

6.根据权利要求4所述的一种复合再生塑料，其特征是步骤3'所述的双转子连续混炼机是指转子流道具有横向拉伸功能，运转时具有纵向啮合，横向拉伸的分散功能。

说明书

一种复合再生塑料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于复合材料领域，具体涉及一种复合再生塑料及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着塑料工业的飞速发展，废旧塑料也逐年增多。根据有关测算，废塑料的量是塑料总产量的50%左右。这些废旧塑料如果不能及时回收利用，不仅造成巨大的资源浪费；更重要的是造成重大的环境污染。塑料生产依赖于石油，而石油是由上百万年演变形成的资源，具有不可再生的性质，因此塑料的使用原则是减量、再生、再利用。废旧塑料的回收再利用不但是经济发展的需要，也是保护环境的需要。目前我国废旧塑料的回收率只有20%左右，而发达国家则达到70%左右。因此，我国需要加大对废旧塑料的回收利用。废弃塑料作为一种新的资源，蕴含着巨大的开发利用价值，废旧塑料的可持续再生利用是再生塑料发展的总趋势。

[0003] 目前废旧塑料的再生利用有几条主要的路线。（1）进行初级的分拣、清洗、回收利用，这类方法的工艺比较简单，由于再生塑料经过多次加工，塑料的力学性能降低，颜色变暗，加工困难，甚至出现降解，直接使用出现诸多不稳定因素；（2）采取共混、改性等不同技术手段提高再生塑料综合性能和应用范围；（3）通过裂解再生塑料生产石油气或通过溶解生产涂料等，但由于投入大，工艺复杂，成本高，限制了规模化发展；（4）利用废旧塑料焚烧进行热能回收，其缺陷是会产生有害物质，破坏地球外层空间臭氧层，造成地球变暖并形成酸雨，危及人类身体健康。

[0004] 目前再生塑料大都为多种塑料的混合体，很难保证使用的稳定性，因此，再生塑料大都应用于低端塑料制品。例如通过改性、共混、复合等技术手段将再生塑料用于塑木复合材料、改性沥青、塑料混凝土等，较好的发挥了再生塑料的再生利用。但限于再生塑料强度、加工性等性能的影响，这些利用方式都没有真正发挥塑料的固有特性，使得废旧塑料停留在粗放式的利用层面。如果通过简单高效的再生利用技术使再生塑料恢复良好的稳定性能用于中高端塑料制品将极大提高再生塑料应用的价值。因此，如何将废旧塑料通过改性，还原塑料本身的特点和性能，是实现废旧塑料再生循环利用的关键。

[0005] 公开号为CN101798410A的专利针对再生塑料组成复杂、成本高、质量差的缺陷，公开了一种利用废旧PP及PE混合料生产再生塑料的配方，通过利用少量的马来酸酐、轻质碳酸钙改进了再生料的质量，使得再生料用于大型塑料制品。该专利只从相容性方面对材料改进提出了一种配方，材料仍以PP、PE混合为主，没有解决加工稳定性，成本也没有明显降低。

[0006] 公开号为CN101851363A公开了一种废旧聚乙烯的再生方法。通过将废旧聚乙烯、交联剂、纳米材料在双螺杆挤出机中交联、原位增强，得到熔融状态的再生聚乙烯。本发明通过交联和使用纳米材料提高再生料的强度和抗蠕变性能。但材料的加工性能并没有改善，尤其是对于多种成分混合的废旧塑料，由于受交联剂影响程度不一，造成再生聚乙烯的再生性能不稳定。

[0007] 针对以上问题，本发明通过主体材料无机粉体与少量的废旧塑料复合，借助无机粉体的透明性、耐热性、流动性等特异性能，还原了再生塑料良好的透明、耐热、加工稳定性能，拓展了再生塑料的使用范围，降低了再生塑料成本，为实现废旧塑料的再生循环利用找到了一个新的突破口。

发明内容

[0008] 本发明提供一种以无机粉体为主要基体材料的复合再生塑料及所述复合再生塑料的制备方法。本发明解决了废旧塑料混合成分复杂、强度低、稳定性差、加工性能差、外观色泽灰暗等问题。

[0009] 本发明提供了一种复合再生塑料，其特征在于按重量份数计是由50-70份无机粉体、20-40份废旧塑料、5-10份研磨剂、3-10份增塑剂、2-8份增强剂组成。

[0010] 所述无机粉体材料选用粒径为6000-10000目、折射率为1.40-1.60、具有层状或网状结构的白炭黑、蛭石、云母、滑石粉、膨胀玻璃微珠、硫酸钡、叶腊石中的一种或几种。

[0011] 所述废旧塑料可以选用通过分拣造粒的各类热塑性废旧塑料，如低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、茂金属聚乙烯（MPE）、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯（PP）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）、或多种的混合物。

[0012] 所述研磨剂是指聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、微晶蜡、费托蜡、EVA蜡、白油、石蜡中的一种或几种。

[0013] 所述增塑剂是指磷酸酯、乙酰柠檬酸三乙酯、硼酸酯、单硬脂酸甘油酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或几种。

[0014] 所述增强剂是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-辛稀共聚物、或它们的混合物。

[0015] 本发明复合再生塑料的制备方法，其原料成分可按照如下方法操作：

[0016] 1＇将无机粉体、研磨剂在120-140℃温度条件下，在高速混合机中混合[0017] 搅拌5-10min，搅拌速度400-900r/min，使研磨剂完全熔融与无机粉体混为均匀浆状体；

[0018] 2＇将步骤1＇所得的浆状混合料加入研磨机研磨10-20min，得到研磨粉体；

[0019] 3＇将废旧塑料、增塑剂、步骤2＇所得的研磨复合粉体加入双转子连续混炼机，转子速度100-200r/min，混炼5-10min，废旧塑料完全塑化熔融嵌入层状或网状无机粉体形成均匀体；

[0020] 4＇将增强剂加入步骤3＇中，继续混炼3-5min；

[0021] 5＇将步骤4＇中混炼物料直接热喂料进入挤出造粒设备，通过排气、切粒、冷却，得到复合再生塑料。

[0022] 上述制备方法中所说的研磨机是胶体研磨机，其特有的齿形磨盘使无机粉体团聚颗粒不断分裂，研磨剂由于摩擦热熔融并对无机粉体每个颗粒外界面进行极性处理，保证了每一个单个无机粉体颗粒外界面具备良好的相容性。

[0023] 上述制备方法中所说的双转子连续混炼机，其转子流道具有横向拉伸功能，运转时具有纵向啮合，横向拉伸的分散功能。

[0024] 本发明采用层状或网状无机粉体作为复合基体，在增塑剂条件下，通过具有横向拉伸功能的双转子连续混炼机，废旧塑料塑化熔融嵌入层状或网状结构的无机粉体形成均匀体。避免了废旧塑料成分复杂、强度低、稳定性差、加工性能差的缺陷。

[0025] 本发明通过在浆状条件下，研磨剂在胶体磨中对无机粉体进行强力分散，促使微细无机粉体颗粒界面与研磨剂充分接触，作为复合再生塑料的基体材料，完全分散的超细粉体具有极大的表面积，使处于表面的原子数增多，增加了粒子的自身活性，增大了粉体与废旧塑料的润湿性、相溶性、稳定性，从而达到补强效果。

[0026] 本发明选用超细透明及具有光泽的无机粉体作为复合的主要基体材料，避免了废旧塑料外观色泽灰暗、透明性差等缺陷，复合再生塑料可适应用于薄膜、片材、注塑等多种塑料制品的加工。

[0027] 本发明与现有技术相比，它是以层状或网状结构的超细无机粉体作为废旧塑料的复合基体，废旧塑料驻留在无机粉体结构内，与无机粉体形成一体，借助无机粉体特有的空间结构、透明性、流动性等特异性能，还原了再生塑料良好的强度、透明、光泽、加工稳定等性能，拓展了再生塑料的使用范围，降低了塑料成本，为实现废旧塑料的再生循环利用找到了一个新的突破口。

[0028] 以下通过实施例的具体实施方式再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

具体实施方式

[0029] 实施例1

[0030] 将原料（以总重量份计，以下同）30份6000目的滑石粉、30份8000目云母、8份微晶蜡在120℃温度条件下，在高速混合机中混合搅拌5min，搅拌速度900r/min，使研磨剂完全熔融与无机粉体混为均匀浆状体；将所得的浆状混合料加入胶体研磨机研磨10min，得到研磨复合粉体；将得到的研磨复合粉体、28份LDPE、HDPE混合回收塑料、4份硼酸酯加入双转子连续混炼机，转子速度200r/min，混炼10min；加入5份乙烯-辛稀共聚物继续混炼3min； 将混炼物料直接热喂料进入挤出造粒设备，通过排气、切粒、冷却，得到复合再生塑料。

[0031] 得到的复合再生塑料可直接用压延片材制品，片材透明，具有良好的光泽，通过测-3试：密度1.25g·cm 、熔体指数2.8g/10min、拉伸屈服强度22MPa、弯曲模量950MPa、冲击强
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度5.2kJ/m。

[0032] 实施例2

[0033] 将35份6000目的白炭黑、25份10000目硫酸钡、4份白油、6份EVA蜡在125℃温度条件下，在高速混合机中混合搅拌10min，搅拌速度600r/min，使研磨剂完全熔融与无机粉体混为均匀浆状体；将所得的浆状混合料加入胶体研磨机研磨15min，得到研磨复合粉体；将得到的研磨复合粉体、20份HDPE回收塑料、3份乙酰柠檬酸三乙酯、2份邻苯二甲酸二异癸酯加入双转子连续混炼机，转子速度100r/min，混炼10min；加入8份乙烯-辛稀共聚物继续混炼3min； 将混炼物料直接热喂料进入挤出造粒设备，通过排气、切粒、冷却，得到复合再生塑料。