CN113789027A - 耐热型再生聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

耐热型再生聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种耐热型再生聚丙烯材料及其制备方法，属于再生聚丙烯材料领域，能够解决现有聚丙烯材料存在易降解、各项性能降低、无法实现循环再利用等的技术问题。该耐热型再生聚丙烯材料配方，以重量份数计，包括：再生聚丙烯80‑90份、自由基引发剂0.01‑1.0份、自由基控制剂0.01‑1.0份、扩链剂0.5‑2.0份、增韧剂1‑10份、增强剂1‑10份、加工助剂0.5‑2.0份。本发明能够应用于冰箱蒸发皿及其他零部件方面。

Description

耐热型再生聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种再生聚丙烯材料，尤其涉及一种耐热型再生聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)，是一种丙烯通过加聚反应而成的聚合物，具有密度低、价格低廉、强度高、耐热、耐酸碱优点，在化工、农业、汽车、家居和家电等领域得以广泛应用，但是由于此种材料无法进行生物降解，废弃后会长期存在于自然界中，造成环境污染，因此，由聚丙烯等“白色塑料”导致的“白色污染”越来越引起人们的关注，也是一项亟待被解决的课题。
2020年5月14日，国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、生态环境部、住房城乡***、***、市场监管总局联合印发《关于完善废旧家电回收处理体系推动家电更新消费的实施方案》，以推动家电消费更新，同时，这也给家电行业提出了新的要求，即如何实现家电材料的循环回收利用，但在目前的聚丙烯材料加工和使用过程中，由于热解、氧化、光照等作用会发生严重的降解，分子量明显下降，从而使得再生聚丙烯的各项性能变差，无法满足日常生活产品的使用要求，因此，如何通过优化聚丙烯加工工艺，以提高聚丙烯材料的耐热、强度等性能，最终实现聚丙烯材料的循环再利用是解决上述问题的重要途径。
发明内容
本发明针对现有聚丙烯材料存在易降解、各项性能降低、无法实现循环再利用等的技术问题，提出一种强度高、耐热性能优异，能够实现循环利用的耐热型再生聚丙烯材料。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
耐热型再生聚丙烯材料，以重量份数计，包括：再生聚丙烯80-90份、自由基引发剂0.01-1.0份、自由基控制剂0.01-1.0份、扩链剂0.5-2.0份、增韧剂1-10份、增强剂1-10份、加工助剂0.5-2.0份。
作为优选，所述再生聚丙烯选自冰箱抽屉、风道盖板、蒸发皿、洗衣机桶料、吨包袋、电视机外壳中任意一种或多种的聚丙烯材质零部件粉碎回料。
作为优选，所述自由基引发剂选自过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化乙酸特戊酯、过氧化异壬酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化异丙苯和二叔丁基过氧化物中的至少一种，优选为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯和叔丁基过氧化异丙苯中的至少一种。
作为优选，所述自由基控制剂为二硫酯类化合物或三硫酯类化合物，其结构式如下：
Figure BDA0002882045050000021
上式中：Z选自芳香基或烷硫基，R1选自苄基、氰异丙基或羧基异丙基。
作为优选，所述自由基控制剂选自2-氰基-2-丙基苯并二硫、2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、4-氰基-4-[(十二烷基磺胺基硫代羰基)磺胺基]戊醇和苯并二硫代甲酸苄酯中的至少一种，优选为聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯和4-氰基-4-[(十二烷基磺胺基硫代羰基)磺胺基]戊醇中的至少一种。
作为优选，所述扩链剂选自1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种，优选为1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
作为优选，所述增韧剂选自聚烯烃弹性体接枝马来酸酐共聚物、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物中的至少一种；所述增强剂选自碳酸钙、硫酸钡和滑石粉中的至少一种；所述加工助剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、双季戊四醇、硅油、低分子量聚乙烯和固体石蜡中的至少一种。
本发明还提供了一种利用上述任一优选技术方案所述耐热型再生聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
将所述再生聚丙烯于60-80℃条件下干燥处理2-3h，得到干燥后的再生聚丙烯；
根据质量份数配比，将所述干燥后的再生聚丙烯、自由基引发剂、自由基控制剂、扩链剂、增韧剂、增强剂和加工助剂加入高速混合机中搅拌混合10-30min，制得混合物A；
将所述混合物A加入双螺杆挤出机中经共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
作为优选，所述双螺杆挤出机的温度设置条件为：预融温区140-160℃，一区170-190℃，二区190-210℃，三区210-230℃，四区200-220℃，出料口温区190-200℃。
作为优选，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为300-400r/min，反应时间为1-10min。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明提出一种耐热型再生聚丙烯材料，主要针对目前再生聚丙烯材料存在力学性能差，直接使用无法满足制件的应用要求等问题，该款耐热型再生聚丙烯材料主要通过在制备工艺中加入自由基引发剂和自由基控制剂，借助可逆加成-断裂链转移聚合的可控性，实现原位嵌段/接枝聚丙烯的生成，能够提高再生聚丙烯基体的力学性能和耐热性，并在此基础上结合增韧剂和增强剂，能进一步增强增韧再生聚丙烯，以满足冰箱蒸发皿等零部件的使用要求；
2、本发明提出的耐热型再生聚丙烯材料，其拉伸强度≥30MPa，断裂拉伸率可高达66％，IZOD冲击强度最高可达20.6KJ/m2，维卡软化温度≥90℃。
具体实施方式
下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种耐热型再生聚丙烯材料，以重量份数计，包括：再生聚丙烯80-90份、自由基引发剂0.01-1.0份、自由基控制剂0.01-1.0份、扩链剂0.5-2.0份、增韧剂1-10份、增强剂1-10份、加工助剂0.5-2.0份。
在一优选实施例中，所述再生聚丙烯选自冰箱抽屉、风道盖板、蒸发皿、洗衣机桶料、吨包袋、电视机外壳中任意一种或多种的聚丙烯材质零部件粉碎回料。
在一优选实施例中，所述自由基引发剂选自过氧化-2-乙基己酸叔丁酯(TBPEH)、过氧化异丁酸叔丁酯(TBPI)、过氧化乙酸特戊酯(TAPA)、过氧化异壬酸叔丁酯(TBPMH)、过氧化乙酸叔丁酯(TBPA)、过氧化马来酸叔丁酯(TBPMA)、过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、过氧化二异丙苯(DCP)、叔丁基过氧化异丙苯(TBCP)、二叔丁基过氧化物(DTBP)，优选为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯和叔丁基过氧化异丙苯中的至少一种。
在一优选实施例中，所述自由基控制剂为二硫酯类化合物或三硫酯类化合物，其结构式如下：
Figure BDA0002882045050000041
上式中：Z选自芳香基或烷硫基，R1选自苄基、氰异丙基或羧基异丙基。
在上述优选实施例中，Z是一种能活化C＝S双键与自由基加成的基团，其具体类型不仅局限于芳香基或烷基，其它能够起到上述作用的基团也在本发明的保护范围之内，R1是一种容易形成活泼自由基的基团，其具体类型不仅局限于异丙苯基或氰异丙苯基其它能够起到上述作用的基团也在本发明的保护范围之内。
在一优选实施例中，所述自由基控制剂选自2-氰基-2-丙基苯并二硫(CTA-1)、2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸(CTA-2)、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯(CTA-3)、4-氰基-4-[(十二烷基磺胺基硫代羰基)磺胺基]戊醇(CTA-4)、苯并二硫代甲酸苄酯(CTA-5)中的至少一种，优选为聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯和4-氰基-4-[(十二烷基磺胺基硫代羰基)磺胺基]戊醇中的至少一种。
在上述优选实施例中，本发明选择加入自由基控制剂的原因在于：传统自由基聚合由于具有链引发速率慢、链增长速率快、易发生不可逆链转移等特点，导致传统自由基聚合常常难以控制，比如：聚合过程中普遍出现的自动加速现象，容易导致凝胶化，甚至爆聚的发生；聚合产物的分子量分布宽，小分子量的产物一定程度上会降低聚合物的拉伸强度、耐热等性能。因此，通过自由基控制剂，调节自由基的浓度为一个相对稳定的水平，使得聚合过程具有平稳的链增长速率，赋予聚合过程一定的可控性。其中，较为成功的方法之一就是可逆加成-断链转移(RAFT)聚合，原理为通过链转移剂(CTA)——二硫酯类化合物或三硫酯类化合物，它们具有很高的链转移常数，通常比增长活性自由基的链增长速率要大得多，增长活性自由基与该链转移剂进行快速可逆的链转移反应，维持增长自由基浓度在一个相对恒定的水平，使得自由基聚合具有活性聚合的特征，实现可控自由基聚合。
在一优选实施例中，所述扩链剂选自1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中至少一种，优选为1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
在上述优选实施例中，所述扩链剂为带有丙烯酸酯末端双键的化合物，其中，选用丙烯酸酯类烯烃为扩链剂在于其双键的活性适当，丙烯酸酯类的双键也有利于进行自由基聚合，且聚合物速率适中，便于控制聚合反应的进行，促进嵌段和接枝聚丙烯的生成，防止发生凝胶反应。
在一优选实施例中，所述增韧剂选自聚烯烃弹性体接枝马来酸酐共聚物、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物中的至少一种；所述增强剂选自碳酸钙、硫酸钡和滑石粉中的至少一种；所述加工助剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、双季戊四醇、硅油、低分子量聚乙烯和固体石蜡中的至少一种。
在上述优选实施例中，本发明由于扩链剂为丙烯酸酯类，为了增加丙烯酸酯类和聚丙烯的相容性，选择马来酸酐的聚烯烃共聚物。原因为这种接枝马来酸酐的聚烯烃共聚物，一方面有利于增加聚丙烯和扩链剂片段极性组分间的相容性；另一方面，聚烯烃弹性体和三元乙丙橡胶都为非极性聚合物，和聚丙烯等聚烯烃相容性好，是聚烯烃的优良增韧剂，能进一步提升聚丙烯的韧性，提高再生聚丙烯材料的抗冲击性能，使制件具有优异的抗跌落性能等。
此外，本发明选用的增强剂为刚性纳米粒子，如碳酸钙、硫酸钡、滑石粉等的一种或几种。通常纯的聚丙烯偏软，强度不够，制件受力容易变形。因此，通过加入刚性粒子，补强聚丙烯的刚性和强度，提高制件的尺寸稳定性；本发明选用的加工助剂为润滑剂，通过RAFT聚合，控制聚合反应向嵌段/接枝聚丙烯的方向进行，随着分子量的迅速增大，熔融体的粘度将会大增，为防止出现加工困难导致聚合反应不均等问题的出现。因此，加入润滑剂，以促进熔体的流动，良好的加工流动性促进聚合反应均匀、平稳地进行。
本发明还提供了一种利用上述任一优选实施例所述耐热型再生聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将所述再生聚丙烯于60-80℃条件下干燥处理2-3h，得到干燥后的再生聚丙烯；
在S1步骤中，聚丙烯干燥温度可选取60、70、80℃或上述范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内。
S2、根据质量份数配比，将所述干燥后的再生聚丙烯、自由基引发剂、自由基控制剂、扩链剂、增韧剂、增强剂和加工助剂加入高速混合机中搅拌混合10-30min，制得混合物A；
S3、将所述混合物A加入双螺杆挤出机中经共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
在一优选实施例中，所述双螺杆挤出机的温度设置条件为：预融温区140-160℃，一区170-190℃，二区190-210℃，三区210-230℃，四区200-220℃，出料口温区190-200℃。
在上述优选实施例中，预融温区温度具体可选取140、150、160℃或上述范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内，一区温度具体可选取170、180、190℃或上述范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内，二区温度具体可选取190、200、210或上述范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内，三区温度具体可选取210、220、230℃或上述范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内，四区温度具体可选取200、210、220℃或上述范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内，出料口温度具体可选取190、200℃或上述范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内。
在一优选实施例中，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为300-400r/min，反应时间为1-10min。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的耐热型再生聚丙烯材料及其制备方法，下面将结合具体实施例进行描述。
对比例1
本对比例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)8份、增强剂(碳酸钙)6份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备方法：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥3h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合20min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区155℃，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区200℃，出料口温区190℃；螺杆转速为300r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得再生聚丙烯材料。
对比例2
本对比例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、自由基引发剂(过氧化二异丙苯)0.01份、自由基控制剂(聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯)0.1份、扩链剂(聚乙二醇二丙烯酸酯)0.5份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备方法：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥3h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合20min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区155℃，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区200℃，出料口温区190℃；螺杆转速为300r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得再生聚丙烯材料。
对比例3
本对比例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、自由基引发剂(过氧化二异丙苯)0.005份、自由基控制剂(聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯)0.05份、扩链剂(聚乙二醇二丙烯酸酯)0.5份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)8份、增强剂(碳酸钙)6份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备方法：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥3h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合20min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区155℃，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区200℃，出料口温区190℃；螺杆转速为300r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
对比例4
本对比例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、自由基引发剂(过氧化二异丙苯)0.01份、自由基控制剂(聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯)0.005份、扩链剂(聚乙二醇二丙烯酸酯)0.5份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)8份、增强剂(碳酸钙)6份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备方法：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥3h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合20min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区155℃，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区200℃，出料口温区190℃；螺杆转速为300r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
对比例5
本对比例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、自由基引发剂(过氧化二异丙苯)0.01份、自由基控制剂(聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯)0.05份、扩链剂(聚乙二醇二丙烯酸酯)0.1份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)8份、增强剂(碳酸钙)6份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备方法：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥3h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合20min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区155℃，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区200℃，出料口温区190℃；螺杆转速为300r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
实施例1
本实施例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、自由基引发剂(过氧化二异丙苯)0.01份、自由基控制剂(聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯)0.1份、扩链剂(聚乙二醇二丙烯酸酯)0.5份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)8份、增强剂(碳酸钙)6份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备方法：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥3h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合20min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区155℃，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区200℃，出料口温区190℃；螺杆转速为300r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
实施例2
本实施例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、自由基引发剂(过氧化二异丙苯)0.05份、自由基控制剂(聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯)0.5份、扩链剂(1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯)2份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)6份、增强剂(碳酸钙)6份加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备方法：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥2h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合25min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区160℃，一区190℃，二区210℃，三区220℃，四区210℃，出料口温区200℃；螺杆转速为360r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
实施例3
本实施例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、自由基引发剂(过氧化苯甲酸叔丁酯)0.01份、自由基控制剂(聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯)0.1份、扩链剂(聚乙二醇二丙烯酸酯)2份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)6份、增强剂(碳酸钙)6份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备工艺：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥2h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、过氧化苯甲酸叔丁酯、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合25min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区160℃，一区190℃，二区210℃，三区220℃，四区210℃，出料口温区200℃；螺杆转速为300r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
实施例4
本实施例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、自由基引发剂(过氧化马来酸叔丁酯)0.01份、自由基控制剂(聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯)0.1份、扩链剂(聚乙二醇二丙烯酸酯)2份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)6份、增强剂(碳酸钙)6份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备方法：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥2h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、过氧化马来酸叔丁酯、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合25min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区160℃，一区190℃，二区210℃，三区220℃，四区210℃，出料口温区200℃；螺杆转速为300r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
实施例5
本实施例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯85份、自由基引发剂(叔丁基过氧化异丙苯)0.05份、自由基控制剂(苯并二硫代甲酸苄酯)0.5份、扩链剂(1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯)2份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)6份、增强剂(碳酸钙)6份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备工艺：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥3h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、叔丁基过氧化异丙苯、苯并二硫代甲酸苄酯、1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合25min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：预融温区160℃，一区190℃，二区210℃，三区220℃，四区210℃，出料口温区200℃；螺杆转速为350r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
实施例6
本实施例提供了一种再生聚丙烯材料配方及其制备方法，具体内容如下：
原料配方，按照以重量份数计称取以下原料：
再生聚丙烯90份、自由基引发剂(过氧化二异丙苯)0.02份、自由基控制剂(苯并二硫代甲酸苄酯)0.2份、扩链剂(聚乙二醇二丙烯酸酯)1.0份、增韧剂(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物)4份、增强剂(碳酸钙)5份、加工助剂(乙撑双硬脂酸酰胺)0.4份；
制备工艺：
(1)将再生聚丙烯于70℃的温度下干燥3h；
(2)根据上述质量份数配比，将称取的再生聚丙烯、过氧化二异丙苯、苯并二硫代甲酸苄酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物、碳酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺加入高速混合机中搅拌混合20min，制得混合物A；
(3)将所述混合物A加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度设置为：155℃，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区200℃，出料口温区190℃；螺杆转速为350r/min，经熔融共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
性能测试：
对上述各实施例与对比例制得的再生聚丙烯材料进行拉伸强度、断裂拉伸率、冲击强度、维卡软化温度等性能测试，其性能测试结果如下表所示：
表1再生聚丙烯材料性能测试结果统计
Figure BDA0002882045050000141
Figure BDA0002882045050000151
由上表可知，实施例1-6所述的耐热型再生聚丙烯材料的拉伸强度≥30MPa，断裂拉伸率可高达66％，IZOD冲击强度最高可达20.6KJ/m2，维卡软化温度≥90℃，其在拉伸强度、断裂伸长率、IZOD冲击强度和维卡软化温度等方面均显著优于对比例所述的再生聚丙烯材料，由此表明，本发明通过在制备工艺中加入自由基引发剂和自由基控制剂，借助可逆加成-断裂链转移聚合的可控性，实现原位嵌段/接枝聚丙烯的生成，能够提高再生聚丙烯基体的力学性能和耐热性，并在此基础上结合增韧剂和增强剂，能够进一步增强增韧再生聚丙烯，以满足冰箱蒸发皿等零部件的使用要求。

Claims (10)

1.耐热型再生聚丙烯材料，其特征在于，以重量份数计，包括：再生聚丙烯80-90份、自由基引发剂0.01-1.0份、自由基控制剂0.01-1.0份、扩链剂0.5-2.0份、增韧剂1-10份、增强剂1-10份、加工助剂0.5-2.0份。
2.根据权利要求1所述的耐热型再生聚丙烯材料，其特征在于，所述再生聚丙烯选自冰箱抽屉、风道盖板、蒸发皿、洗衣机桶料、吨包袋、电视机外壳中任意一种或多种的聚丙烯材质零部件粉碎回料。
3.根据权利要求1所述的耐热型再生聚丙烯材料，其特征在于，所述自由基引发剂选自过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化乙酸特戊酯、过氧化异壬酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化异丙苯和二叔丁基过氧化物中的至少一种，优选为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯和叔丁基过氧化异丙苯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的耐热型再生聚丙烯材料，其特征在于，所述自由基控制剂为二硫酯类化合物或三硫酯类化合物，其结构式如下：
Figure FDA0002882045040000011
上式中：Z选自芳香基或烷硫基，R1选自苄基、氰异丙基或羧基异丙基。
5.根据权利要求4所述的耐热型再生聚丙烯材料，其特征在于，所述自由基控制剂选自2-氰基-2-丙基苯并二硫、2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯、4-氰基-4-[(十二烷基磺胺基硫代羰基)磺胺基]戊醇和苯并二硫代甲酸苄酯中的至少一种，优选为聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫代硫基硫代)戊酸酯和4-氰基-4-[(十二烷基磺胺基硫代羰基)磺胺基]戊醇中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的耐热型再生聚丙烯材料，其特征在于，所述扩链剂选自1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种，优选为1,6-己二醇乙氧酸二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的耐热型再生聚丙烯材料，其特征在于，所述增韧剂选自聚烯烃弹性体接枝马来酸酐共聚物、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物中的至少一种；所述增强剂选自碳酸钙、硫酸钡和滑石粉中的至少一种；所述加工助剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、双季戊四醇、硅油、低分子量聚乙烯和固体石蜡中的至少一种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐热型再生聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述再生聚丙烯于60-80℃条件下干燥处理2-3h，得到干燥后的再生聚丙烯；
根据质量份数配比，将所述干燥后的再生聚丙烯、自由基引发剂、自由基控制剂、扩链剂、增韧剂、增强剂和加工助剂加入高速混合机中搅拌混合10-30min，制得混合物A；
将所述混合物A加入双螺杆挤出机中经共混、挤出、冷却和造粒处理后，最终制得所述耐热型再生聚丙烯材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的温度设置条件为：预融温区140-160℃，一区170-190℃，二区190-210℃，三区210-230℃，四区200-220℃，出料口温区190-200℃。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为300-400r/min，反应时间为1-10min。
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