一种聚丙烯再生塑料颗粒的制备方法与流程

2021-02-02 10:02:07|

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[0001]
本发明涉及塑料的回收加工技术领域，具体涉及一种聚丙烯再生塑料颗粒的制备方法。

背景技术：

[0002]
塑料材料在人类社会与生产生活中发挥着越来越重要的作用，塑料制品的应用领域已十分广泛，随之而来的废弃塑料的污染也十分严重，不仅带来日益严重的环境污染问题，同时也造成了大量的资源浪费。目前，大多数废塑料没有得到有效循环利用，而废塑料的资源化回收再利用技术在此情况下也越来越引起人们的重视，一方面，废塑料的循环使用可以减少石油或生物基原材料的消耗，带来资源节约效益，另一方面，与利用石油生产原生塑料相比，利用废塑料生产再生塑料具有降低能耗和减少二氧化碳排放的环境效益。
[0003]
其中，在废塑料的资源化回收再利用技术中，单一品种废塑料的回收再利用技术包括以机械共混法、溶剂溶解法和热熔加工法进行回收利用，而将废旧塑料分选后重熔仍是普遍采用的处理方法，虽然用这种方法以及设备再生塑料具有操作简便、结构简单、原料塑化好等特点，但大多数廉价塑料制品以基础单体为原料，通过加聚或者缩聚反应形成高分子化合物，其中，对于聚丙烯塑料(pp)来说，是国内产能最大、进口量最多、使用量最大的塑料，其市面上的回收量大，但聚丙烯大分子链上有叔碳原子，在储存、加工和日常使用过程中，会受热、光和氧等作用而极易发生老化降解，严重影响到回收塑料的性能，而后加的用于提升性能的组合填料、增塑剂、稳定剂等添加剂也会让塑料制品的分子结构单体间紧密结合，这使得再生塑料制品的分子结构单体之间的相互作用发生变化，再加上重熔过程中塑料本身氧化分解，甚至发生其他化学反应，都会致使再生后的塑料制品品质下降，工业应用不够满意，对其再利用的范围及领域有一定的限制作用。

技术实现要素：

[0004]
本发明所解决的技术问题在于提供一种聚丙烯再生塑料颗粒的制备方法，以解决上述技术背景中的缺陷。
[0005]
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0006]
一种聚丙烯再生塑料颗粒的制备方法，以聚丙烯含量比例≥90％的废旧聚丙烯塑料作为原料进行制备，其具体包括以下操作步骤：
[0007]
s1将回收的废旧聚丙烯塑料进行破碎，破碎至粒径≤5mm的颗粒后进行磁选，分选出其中的金属异物；
[0008]
s2将选出金属异物的颗粒进行二次粉碎，粉碎至粒径≤2mm颗粒后进行酸洗，洗净废旧塑料上的杂质和金属颗粒后进行清水洗净并浮选得到聚丙烯塑料颗粒甩干后中温烘干，得到聚丙烯塑料颗粒，备用；
[0009]
s3将利用二乙烯基苯或者甲基丙烯酸作为溶胀溶剂对步骤s2获得的聚丙烯塑料颗粒进行超声辅助溶胀处理；
[0010]
s4将溶胀后的聚丙烯塑料颗粒作为原料与一氧化碳、丙烯、乙烯三元聚合而成的三元共聚聚酮以及聚异丁烯进行均匀混合后加入熔融槽中进行熔融并持续搅拌，搅拌均匀后自然冷却并粉碎得到第一中间料；
[0011]
控制加入小粒径聚丙烯塑料颗粒加入的质量份为40～60份，三元共聚聚酮加入的质量份为3～8份，而聚异丁烯加入的质量份为1～3份；
[0012]
所述三元共聚聚酮的熔点为210～220℃，结构式为：
[0013]
其中，m、n为正整数，且m＞n；
[0014]
所述聚异丁烯为数均分子量为37000～45000的中分子量的聚异丁烯；
[0015]
s5在另一熔融槽中加入质量比为40～60％的新制聚丙烯塑料颗粒、质量比为0.5～1.5％的硅微粉以及余量由步骤s2获得的聚丙烯塑料颗粒，保证三者质量比之和为100％，熔融并持续搅拌，搅拌均匀后自然冷却并粉碎得到第一中间料；
[0016]
s6将第一中间料与第二中间料按照质量比1:1的比例共混后加入助剂，混合均匀后加入双螺杆挤出机中挤出成型。
[0017]
作为进一步限定，所述步骤s2中进行酸洗操作时采用溶质质量分数≤60％的硫酸的水溶液进行酸洗，酸洗时长为45～60min。
[0018]
作为进一步限定，所述步骤s2中进行清水洗净操作时在浮选池中采用流速为2～3m/s的流水进行冲洗，且冲洗时长不低于5min。
[0019]
作为进一步限定，所述步骤s3中进行聚丙烯塑料颗粒的超声辅助溶胀处理时，超声频率为55～60khz，功率从600～800w，处理时长为60～90min。
[0020]
作为进一步限定，所述步骤s3中溶胀处理完成后采用振动方式将浸没在溶胀溶剂中的聚丙烯塑料颗粒与溶胀溶剂进行分离，并在分离完成后将聚丙烯塑料颗粒用清水冲洗干净。
[0021]
作为进一步限定，所述步骤s4中，熔融槽中进行熔融操作时的熔融温度为225～240℃，熔融处理时长为60～90min。
[0022]
作为进一步限定，所述步骤s5中，熔融槽中进行熔融操作时的熔融温度为240～260℃，熔融处理时长为20～30min。
[0023]
作为进一步限定，所述步骤s6中采用的助剂为抗氧化剂、增塑剂、阻燃剂、发泡剂中的一种或者组合，且其中采用的所述抗氧化剂为抗氧化剂168或者抗氧化剂1010。
[0024]
作为进一步限定，所述步骤s6中，双螺杆挤出机中一到八区的温度依次为：160℃、190℃、210℃、230℃、250℃、235℃、235℃、220℃，机头温度为220℃，螺杆速度为230～260r/min，制得再生塑料颗粒。
[0025]
有益效果：本发明提供的聚丙烯再生塑料颗粒的制备方法以回收的废旧聚丙烯塑料作为原料制备聚丙烯再生塑料颗粒，通过对废旧聚丙烯塑料进行回收利用，起到节约能源保护环境的目的；该方法具有工艺简单、设备投入少的优点，同时能耗低、污染少，制得的聚丙烯再生塑料颗粒具有较佳的力学性能，阻燃效率高，可弥补再生塑料的不足，具有可观的商业价值。
具体实施方式
[0026]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0027]
实施例一
[0028]
聚丙烯再生塑料颗粒的制备方法，以聚丙烯含量比例为90％的废旧聚丙烯塑料回收料作为原料进行制备，其制备时按照以下操作步骤进行：
[0029]
首先将回收的废旧聚丙烯塑料用破碎机破碎至粒径≤5mm的颗粒，然后在浮选池中进行冲洗浮选，分选出其中的金属异物以及其他杂质颗粒。然后将选出金属异物的废旧聚丙烯塑料进行二次粉碎，粉碎至粒径≤2mm的颗粒后用溶质质量分数为60％的硫酸水溶液进行酸洗，酸洗时长为60min，酸洗用以洗净废旧塑料上的杂质和金属颗粒，酸洗完成后将酸洗完成的废旧聚丙烯塑料颗粒投入浮选池中，在浮选池中利用流速为2～3m/s的流水进行冲洗，冲洗5min，然后将得到的聚丙烯塑料颗粒甩干后，在45℃的温度条件下中温烘干得到聚丙烯塑料颗粒，该聚丙烯塑料颗粒为第一原料。
[0030]
然后将聚丙烯塑料颗粒投入二乙烯基苯中，利用二乙烯基苯作为溶胀溶剂，进行超声辅助溶胀处理，处理时控制超声频率为55khz，功率为650w，处理时长为90min，超声辅助溶胀处理完成后采用振动方式将浸没在溶胀溶剂中的聚丙烯塑料颗粒与溶胀溶剂进行分离，并在分离完成后将聚丙烯塑料颗粒用清水冲洗干净。
[0031]
将溶胀完成后的聚丙烯塑料颗粒作为原料，按60质量份的聚丙烯塑料颗粒、7质量份的三元共聚聚酮、3质量份的聚异丁烯加入熔融槽中进行熔融，其中，聚丙烯塑料颗粒为一氧化碳、丙烯、乙烯三元聚合而成的三元共聚聚酮，而三元共聚聚酮采用数均分子量为37000～40000的中分子量的聚异丁烯；控制熔融槽中熔融温度为240℃的条件下熔融处理90min，期间持续搅拌，熔融完成后自然冷却获得冷却料，将冷却料粉碎得到第一中间料。
[0032]
将50wt％作为第一原料的聚丙烯塑料颗粒与1wt％的硅微粉以及49wt％的新制聚丙烯塑料颗粒在熔融槽中混合后熔融，控制熔融槽中熔融温度为260℃的条件下熔融处理20min，期间持续搅拌，熔融完成后自然冷却获得冷却料，将冷却料粉碎得到第二中间料。
[0033]
将第一中间料与第二中间料按照质量比1:1的比例共混后一并加入占物料总量0.8wt％的抗氧化剂1010，混合均匀后投入双螺杆挤出机中挤出成型。
[0034]
为进一步限定，所述步骤s6中，双螺杆挤出机中一到八区的温度依次为：160℃、190℃、210℃、230℃、250℃、235℃、235℃、220℃，机头温度为220℃，螺杆速度为240r/min，制得再生塑料颗粒。
[0035]
本实施例的再生塑料颗粒经压片机压片制成长20cm、宽5m、厚5mm的塑料尺，测量其性能参数为：
[0036]
密度：0.91g/cm
3
、弯曲模量：135.2mpa、拉伸模量：42.4mpa、导热系数：0.27w/(mk)。
[0037]
实施例二：
[0038]
聚丙烯再生塑料颗粒的制备方法，以聚丙烯含量比例为90％的废旧聚丙烯塑料回收料作为原料进行制备，其制备时按照以下操作步骤进行：
[0039]
首先将回收的废旧聚丙烯塑料用破碎机破碎至粒径≤5mm的颗粒，然后在浮选池中进行冲洗浮选，分选出其中的金属异物以及其他杂质颗粒。然后将选出金属异物的废旧
聚丙烯塑料进行二次粉碎，粉碎至粒径≤2mm的颗粒后用溶质质量分数为55％的硫酸水溶液进行酸洗，酸洗时长为55min，酸洗用以洗净废旧塑料上的杂质和金属颗粒，酸洗完成后将酸洗完成的废旧聚丙烯塑料颗粒投入浮选池中，在浮选池中利用流速为2～3m/s的流水进行冲洗，冲洗10min，然后将得到的聚丙烯塑料颗粒甩干后，在55℃的温度条件下中温烘干得到聚丙烯塑料颗粒，该聚丙烯塑料颗粒为第一原料。
[0040]
然后将聚丙烯塑料颗粒投入甲基丙烯酸中，利用甲基丙烯酸作为溶胀溶剂，进行超声辅助溶胀处理，处理时控制超声频率为60khz，功率为750w，处理时长为80min，超声辅助溶胀处理完成后采用振动方式将浸没在溶胀溶剂中的聚丙烯塑料颗粒与溶胀溶剂进行分离，并在分离完成后将聚丙烯塑料颗粒用清水冲洗干净。
[0041]
将溶胀完成后的聚丙烯塑料颗粒作为原料，按55质量份的聚丙烯塑料颗粒、4质量份的三元共聚聚酮、1质量份的聚异丁烯加入熔融槽中进行熔融，其中，聚丙烯塑料颗粒为一氧化碳、丙烯、乙烯三元聚合而成的三元共聚聚酮，而三元共聚聚酮采用数均分子量为42000～45000的中分子量的聚异丁烯；控制熔融槽中熔融温度为225℃的条件下熔融处理90min，期间持续搅拌，熔融完成后自然冷却获得冷却料，将冷却料粉碎得到第一中间料。
[0042]
将39.5wt％作为第一原料的聚丙烯塑料颗粒与0.5wt％的硅微粉以及60wt％的新制聚丙烯塑料颗粒在熔融槽中混合后熔融，控制熔融槽中熔融温度为240℃的条件下熔融处理30min，期间持续搅拌，熔融完成后自然冷却获得冷却料，将冷却料粉碎得到第二中间料。
[0043]
将第一中间料与第二中间料按照质量比1:1的比例共混后一并加入占物料总量0.8wt％的抗氧化剂168以及占物料总量1.2wt％的三聚氰胺作为阻燃剂以及增塑剂，混合均匀后投入双螺杆挤出机中挤出成型。
[0044]
为进一步限定，所述步骤s6中，双螺杆挤出机中一到八区的温度依次为：160℃、190℃、210℃、230℃、250℃、235℃、235℃、220℃，机头温度为220℃，螺杆速度为260r/min，制得再生塑料颗粒。
[0045]
本实施例的再生塑料颗粒经压片机压片制成长20cm、宽5m、厚5mm的塑料尺，测量其性能参数为：
[0046]
密度：0.92g/cm
3
、弯曲模量：138.4mpa、拉伸模量：41.5mpa、导热系数：0.29w/(mk)。
[0047]
实施例三
[0048]
聚丙烯再生塑料颗粒的制备方法，以聚丙烯含量比例为90％的废旧聚丙烯塑料回收料作为原料进行制备，其制备时按照以下操作步骤进行：
[0049]
首先将回收的废旧聚丙烯塑料用破碎机破碎至粒径≤5mm的颗粒，然后在浮选池中进行冲洗浮选，分选出其中的金属异物以及其他杂质颗粒。然后将选出金属异物的废旧聚丙烯塑料进行二次粉碎，粉碎至粒径≤2mm的颗粒后用溶质质量分数为60％的硫酸水溶液进行酸洗，酸洗时长为50min，酸洗用以洗净废旧塑料上的杂质和金属颗粒，酸洗完成后将酸洗完成的废旧聚丙烯塑料颗粒投入浮选池中，在浮选池中利用流速为2～3m/s的流水进行冲洗，冲洗8min，然后将得到的聚丙烯塑料颗粒甩干后，在50℃的温度条件下中温烘干得到聚丙烯塑料颗粒，该聚丙烯塑料颗粒为第一原料。
[0050]
然后将聚丙烯塑料颗粒投入二乙烯基苯中，利用二乙烯基苯作为溶胀溶剂，进行
超声辅助溶胀处理，处理时控制超声频率为55khz，功率为700w，处理时长为80min，超声辅助溶胀处理完成后采用振动方式将浸没在溶胀溶剂中的聚丙烯塑料颗粒与溶胀溶剂进行分离，并在分离完成后将聚丙烯塑料颗粒用清水冲洗干净。
[0051]
将溶胀完成后的聚丙烯塑料颗粒作为原料，按50质量份的聚丙烯塑料颗粒、5质量份的三元共聚聚酮、2质量份的聚异丁烯加入熔融槽中进行熔融，其中，聚丙烯塑料颗粒为一氧化碳、丙烯、乙烯三元聚合而成的三元共聚聚酮，而三元共聚聚酮采用数均分子量为40000～43000的中分子量的聚异丁烯；控制熔融槽中熔融温度为235℃的条件下熔融处理70min，期间持续搅拌，熔融完成后自然冷却获得冷却料，将冷却料粉碎得到第一中间料。
[0052]
将49wt％作为第一原料的聚丙烯塑料颗粒与1wt％的硅微粉以及50wt％的新制聚丙烯塑料颗粒在熔融槽中混合后熔融，控制熔融槽中熔融温度为250℃的条件下熔融处理25min，期间持续搅拌，熔融完成后自然冷却获得冷却料，将冷却料粉碎得到第二中间料。
[0053]
将第一中间料与第二中间料按照质量比1:1的比例共混后一并加入占物料总量1wt％的抗氧化剂1010以及占物料总量0.8wt％的乙烯丙烯酸丁酯作为增塑剂，混合均匀后投入双螺杆挤出机中挤出成型。
[0054]
为进一步限定，所述步骤s6中，双螺杆挤出机中一到八区的温度依次为：160℃、190℃、210℃、230℃、250℃、235℃、235℃、220℃，机头温度为220℃，螺杆速度为250r/min，制得再生塑料颗粒。
[0055]
本实施例的再生塑料颗粒经压片机压片制成长20cm、宽5m、厚5mm的塑料尺，测量其性能参数为：
[0056]
密度：0.90g/cm
3
、弯曲模量：131.4mpa、拉伸模量：42.9mpa、导热系数：0.25w/(mk)。
[0057]
由上述实施例可知，本发明的技术方案得到的聚丙烯再生塑料颗粒产品力学性能好，且相对于传统新制的聚丙烯再生塑料颗粒，其导热系数更加优秀。
[0058]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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