專利名稱：聚酯/聚乙烯/苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物廢塑料合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料的制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指以廢聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇(簡稱聚酯或PET))、聚乙烯瓶、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物 為原料及助劑制備的高分子合金材料及其制備方法。 背秉技術(shù)
隨著我國飲料工業(yè)的蓬勃發(fā)展，聚酯、聚乙烯用于飲料包裝也越來越廣泛。 當(dāng)今世界上有近3/5的聚酯、聚乙烯用于飲料包裝，由此，帶來了大量廢棄的 飲料包裝瓶，造成對(duì)環(huán)境的污染。隨著石油原材料的大幅漲價(jià)和人們環(huán)保意識(shí) 的不斷提高，對(duì)廢棄包裝瓶、箱等資源的循環(huán)利用已成為企業(yè)降低原材料成本 的重要途徑。對(duì)廢棄飲料瓶即聚酯、聚乙烯瓶的回收方法一般有化學(xué)回收和物 理方法回收二種。目前大多數(shù)都是采用物理回收方法，回收后的聚酯多數(shù)用多 數(shù)用于生產(chǎn)紡織用原材料或生產(chǎn)熱膠、涂料和不飽和樹脂。例如中國專利于2007 年10月17日公開的申請(qǐng)?zhí)枮?2007101100487.9"，"回用聚酯片紡高強(qiáng)低伸型 短纖維的方法"，它是將回收來的廢瓶片，經(jīng)過先進(jìn)的方法分揀出不同的雜質(zhì)， 再研磨成大小相近的瓶片，再用洗滌工藝進(jìn)行清洗，然后混合干燥；再經(jīng)擠出、 過濾，最后紡制出達(dá)到用戶要求的髙強(qiáng)低伸型短纖維。也有文獻(xiàn)介紹采用廢聚 酯、聚乙烯瓶片進(jìn)行再生，重新作為包裝材料。由于聚對(duì)苯二甲酸乙二醇具有 較高的拉伸強(qiáng)度、剛度、硬度，良好的耐磨損性、耐蠕變性，并能在較寬的溫 度范圍內(nèi)保持這種良好的力學(xué)性能。缺點(diǎn)是它結(jié)晶速度慢，易氧化降解，變脆。 聚乙烯具有密度大，結(jié)晶度高，剛度、拉伸強(qiáng)度和耐熱性優(yōu)良，電絕緣性和耐 寒性好，吸水性小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但易受氧化影響，硬度不高，制品易老 化、開裂。聚酯、聚乙烯都是它們都是上好的化工原材料，但目前的回收利用 是難以體現(xiàn)它們內(nèi)在的利用價(jià)值，要把它備制成高分子合金材料，但由于技術(shù) 上的原因，又難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，為高分子材料領(lǐng)域提 供一種以廢塑料為原料制備的合金材料及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為 一種聚酯/聚乙烯/苯乙烯一丁 二烯一苯乙烯嵌段共聚物廢塑料合金材料，含有聚對(duì)苯二甲酸二乙醇(簡稱聚 酯或代號(hào)PET)、聚乙烯(簡稱PE)、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(簡 稱SBS)、相容劑、填料、抗氧劑、擴(kuò)鏈劑、分散劑，所述各組份的質(zhì)量份數(shù)如
下
(1) 聚酯(PET): 50 80;
(2) 苯乙烯(PE): 10 30;
(3) 苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS): 10 15;
(4) 相容劑 3 15;
(5) 填料 6 20;
(6) 抗氧劑 0 15;
(7) 擴(kuò)鏈劑 0 9;
(8) 分散劑 0 9。
所述的填料為滑石粉、碳酸鈣或白碳黑中的至少一種，其中滑石粉的粒度
為800目 2000目，相對(duì)密度為2. 7 2. 8，水溶液的ffl值為8. 1 。 所述的相容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐，其含量為1 20%。 所述的抗氧劑以[四(3.5—二叔丁基一4—羥基苯基)酸]季戊四醇酯為主
抗氧劑，硫代二丙烯二月桂酯為抗氧助劑，主抗氧劑與抗氧助劑的質(zhì)量比為2:1。
所述的擴(kuò)鏈劑為雙惡唑啉。 所述的分散劑為硬脂酸酰胺。
上述高分子合金的制備方法及工藝步驟如下將回收的聚酯瓶片和回收的 聚乙烯瓶片、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物、及相容劑、填料分別干燥 后，按組分質(zhì)量份數(shù)稱量，先將聚酯瓶片投入帶攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌加溫
到5(TC，然后邊攪拌邊依次加入擴(kuò)鏈劑、聚乙烯瓶片、聚乙烯接枝馬來酸酐和
苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，最后加入抗氧劑及分散劑以及填料，攪 拌均勻后，投進(jìn)擠出機(jī)，進(jìn)行擠出造粒。 本發(fā)明用廢棄聚對(duì)苯二甲酸乙二醇(聚酯)和聚乙烯及苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物為基材，加入相容劑等助劑制造的高分子合金材料，既具有聚 酯較高的拉伸強(qiáng)度、剛度、硬度、良好的耐磨損性、耐蠕變性、并能在較寬的 溫度范圍內(nèi)保持良好的力學(xué)性能，又具備聚乙烯剛度、韌性好、耐低溫、有較 高的耐沖擊強(qiáng)度，易成型加工等特點(diǎn)。在耐酸、耐堿、耐化學(xué)腐蝕性能遠(yuǎn)勝于 金屬合金材料。本發(fā)明取材方便、原料成本低、生產(chǎn)工藝簡單，像重要的工程 塑料丙烯腈-丁二烯和苯乙烯(ABS樹脂) 一樣，可在汽車、建筑、家用電器和 消費(fèi)品等工業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。特別是它可以變廢為寶，有效促進(jìn)全社會(huì) 循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明聚酯/聚乙烯/苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物高分子合金材料， 含有聚對(duì)苯二甲酸二乙醇(聚酯)、聚乙烯(PE)、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段 共聚物(SBS)、相容劑、填料、抗氧劑、擴(kuò)鏈劑、分散劑，其各組份的質(zhì)量份
數(shù)如下
(1) 聚酯(PET): 50 80;
(2) 苯乙烯(PE): 10 30;
(3) 苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS): 10 15;
(4) 相容劑 3 15;
(5) 填料 6 20;
(6) 抗氧劑 0 15;
(7) 擴(kuò)鏈劑 0 9;
(8) 分散劑 0 9。
所述的填料為滑石粉、碳酸鈣或白碳黑中的至少一種，其中滑石粉的粒度
為800目 2000目，相對(duì)密度為2. 7 2. 8，水溶液的ffl值為8. 1。所述的相 容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐，其含量為1 20%。所述的抗氧劑以[四(3.5—二 叔丁基_4—羥基苯基)酸]季戊四醇酯為主抗氧劑，硫代二丙烯二月桂酯為抗
氧助劑，主抗氧劑與抗氧助劑的質(zhì)量比為2: 1。所述的擴(kuò)鏈劑為雙惡唑啉。
所述的分散劑為硬脂酸酰胺。
上述聚酯的固有粘度n=0.65 1.10dl/g，密度為L30 1.38;聚乙烯的分子 量為1 100萬，均聚密度為0.910 0.965。
上述高分子合金的制備方法及工藝步驟如下先將回收的聚酯瓶片和回收 的聚乙烯瓶片洗凈涼干、然后將聚酯瓶片和回收的聚乙烯瓶片、苯乙烯一丁二
6烯一苯乙烯嵌段共聚物、及相容劑、填料分別按組分質(zhì)量配比稱量，再將上述 回收的聚酯瓶片、聚乙烯瓶片、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物和聚乙烯 接枝馬來酸酐、以及填料分別在100 12(TC、 75°C、 70'C和12(TC溫度下干燥， 干燥后的各物料含水量控制在0.02%g以內(nèi)。
將聚酯瓶片投入帶攪拌器的反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加溫到5(TC，然后在攪拌 下依次加入擴(kuò)鏈劑、聚乙烯瓶片、聚乙烯接枝馬來酸酐和苯乙烯一丁二烯一苯 乙烯嵌段共聚物，最后加入抗氧劑、填料以及分散劑，攪拌均勻后，投進(jìn)擠出 機(jī)，進(jìn)行擠出造粒。
實(shí)施例1:(本實(shí)施例物料總量為100kg)
分別將回收的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇瓶(PET)、聚乙烯(PE)瓶破碎成2 8ram片狀、洗凈、晾干。稱取PET瓶片72kg以110。C真空干燥，稱取PE瓶片9. lkg 以75。C溫度干燥；分別稱取SBS共聚物與聚乙烯接枝馬來酸酐9. lkg和2. 7kg, 用7(TC溫度干燥；稱取1200目滑石粉5.4kg，以120'C干燥。干燥后的各物料 含水量控制在0.02Wg以內(nèi)。
將干燥后的物料和其它助劑依次投入反應(yīng)釜先把聚酯(PET)投入帶攪拌 機(jī)的反應(yīng)釜，邊攪拌邊加溫至5(TC，然后加入擴(kuò)鏈劑雙惡唑林0. 4kg、聚乙烯 瓶片混合均勻后，再加入相容劑聚乙烯接枝馬來酸酐和苯乙烯一丁二烯一苯乙 烯嵌段共聚物攪拌，再分別加入主抗氧劑[四(3.5—二叔丁基一4一羥基苯基) 丙酸]季戊四醇酯0.3kg，和抗氧助劑硫代二丙烯二月桂酯0. lkg、滑石粉、分 散劑硬脂酸酰胺0. 3kg，攪拌均勻。最后將所得混合物投入擠出溫度在15(TC 25(TC雙螺桿擠出機(jī)中，主機(jī)轉(zhuǎn)速250ypm，喂料轉(zhuǎn)速50 y pm條件下，熔融、 擠出造粒成高分子合金材料。本高分子合金材料在注塑前，需用12(TC干燥2 3小時(shí)后方能使用。
本例1高分子合金材料的技術(shù)測試結(jié)果
熔體流動(dòng)速率 IZ0D沖擊強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度
拉伸強(qiáng)度 伸長率 洛氏硬度
245°C 2. 16kg 1/4 Notched 5mm/min 5mm/min 50mm/min 50腕/min 1/4 Notched
85.5kg/10min; 56.7kg cm/cm; 685. 2kg/cm2; 24380kg/cm2; 497. 6kg/cm2; 17. 7%; 106R上述各項(xiàng)性能和重要的工程塑料丙烯腈-丁二烯和苯乙烯(ABS樹脂)技術(shù) 性能基本一樣。
實(shí)施例2:(本實(shí)施例物料總量為100kg)
稱取聚醋瓶片40. 3kg、聚乙烯瓶片22kg、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共 聚物llkg、聚乙烯接枝馬來酸酐的接枝物llkg、 800目滑石粉14.6kg，按實(shí)施 例1條件干燥。
物料干燥后，先把聚酯(PET)投入帶攪拌機(jī)的反應(yīng)釜，邊攪拌邊加溫至50 。C，然后加入擴(kuò)鏈劑雙惡唑林0.3kg和聚乙烯瓶片混合均勻后，再加入相容劑 聚乙烯接枝馬來酸酐和苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物攪拌，再分別加入 主抗氧劑[四G.5—二叔丁基一4—羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3kg，和抗氧 助劑硫代二丙烯二月桂酯0. lkg、滑石粉、分散劑硬脂酸酰胺0. 4kg，攪拌均勻。 最后將所得混合物投入擠出溫度在17(TC 255'C的雙螺桿擠出機(jī)中，在主機(jī)轉(zhuǎn) 速300ypm，主喂料轉(zhuǎn)速60ypm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速20ypm下，熔融、擠出造粒成高 分子合金材料。產(chǎn)出的1材料在注塑前要用12(TC干燥2 3小時(shí)后方能使用。 本例2高分子合金材料的技術(shù)測試結(jié)果
熔體流動(dòng)速率 IZ0D沖擊強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度
拉伸強(qiáng)度 伸長率 洛氏硬度
95.2kg/10min; 65.6kg cm/cm; 653. 5kg/cm2; 24491 kg/cm2; 485. 2kg/cm2; 21. 1%; 107R
250°C 2.16kg 1/4 Notched 5mm/min 5ram/min 50mm/min 50ram/min 1/4 Notched
上述各項(xiàng)性能和重要的工程塑料丙烯腈-丁二烯和苯乙烯(ABS樹脂)技術(shù) 性能基本一致。
實(shí)施例3:(本實(shí)施例物料總量為100kg)
稱取聚對(duì)苯二甲酸乙二醇瓶片56.7kg、聚乙烯廢料片16.2kg、苯乙烯一丁 二烯一苯乙烯嵌段共聚物8.1kg和聚乙烯接枝馬來酸酐5.7kg、 1000目滑石粉 12. 2kg，用上述實(shí)施例1條件干燥。
物料干燥后，先把聚酯(PET)投入帶攪拌機(jī)的反應(yīng)釜，邊攪拌邊加溫至50 。C，然后加入擴(kuò)鏈劑雙惡唑林0.4kg、聚乙烯瓶片混合均勻后，再加入相容劑聚 乙烯接枝馬來酸酐和苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物攪拌，再分別加入主抗氧劑[四(3.5—二叔丁基一4一羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.24kg，和抗氧 助劑硫代二丙烯二月桂酯0.16kg、滑石粉、分散劑硬脂酸酰胺0. 3kg，攪拌均 勻。
最后將攪拌均勻的物料在擠出溫度15(TC 24(TC的雙螺桿擠出機(jī)中，在主 機(jī)轉(zhuǎn)速350 ypm，喂料轉(zhuǎn)速70Ypm中進(jìn)行熔融、擠出造粒成高分子合金材料。 備制的材料在注塑前應(yīng)用12(TC干燥2 3小時(shí)后方能使用。
本例3高分子合金材料的技術(shù)測試結(jié)果如下
熔體流動(dòng)速率 IZ0D沖擊強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度 彎曲模量 拉伸強(qiáng)度 伸長率 洛氏硬度
114. 6kg/10min; 62.87kg cm/cm; 718. 2kg/cm2; 24070kg/cm2; 478. 5kg/cm2; 11.9%; 108R
260°C 2.16kg 1/4 Notched 5腿/min 5mm/min 50mm/min 50mm/min 1/4 Notched
上述各項(xiàng)性能和重要的工程塑料丙烯腈-丁二烯和苯乙烯(ABS樹脂)技術(shù) 性能基本相同。
從上述三個(gè)實(shí)施例所制得的材料測試結(jié)果可見，原料按不同組分的取值范 圍內(nèi)混合，在基本相同的工藝條件下，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融、混煉、剪切、造 粒，所獲得的高分子材料，其技術(shù)性能與重要的工程塑料丙烯腈-丁二烯和苯乙 烯(ABS樹脂)基本相同，可代用高價(jià)值的重要的工程塑料丙烯腈-丁二烯和苯 乙烯(ABS樹脂)。但本發(fā)明的廢塑料合金材料具有優(yōu)異的技術(shù)性能和成本非 常低廉，經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常高的特點(diǎn)。它的市場十分廣闊。
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權(quán)利要求
1、一種聚酯/聚乙烯/苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物廢塑料合金材料，含有聚對(duì)苯二甲酸二乙醇(簡稱聚酯或PET)、聚乙烯(PE)、苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、相容劑、填料、抗氧劑、擴(kuò)鏈劑、分散劑，其特征在于所述各組份的質(zhì)量份數(shù)如下(1)聚酯(PET)50～80；(2)苯乙烯(PE) 10～30；(3)苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物(SBS)10～15；(4)相容劑 3～15；(5)填料 6～20；(6)抗氧劑 0～15；(7)擴(kuò)鏈劑 0～9；(8)分散劑 0～9。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯/聚乙烯/苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物 廢塑料合金材料，其特征在于所述的填料為滑石粉、碳酸鈣或白碳黑中的至少一 種，其中滑石粉的粒度為800目 2000目，相對(duì)密度為2.7 2.8,水溶液的PH 值為8.1。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯/聚乙烯/苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物 廢塑料合金材料，其特征在于所述的相容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐，其含量為1 20%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯/聚乙烯/苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物 廢塑料合金材料，其特征在于所述的抗氧劑以[四(3.5—二叔丁基一4—羥基苯 基)酸]季戊四醇酯為主抗氧劑，硫代二丙烯二月桂酯為抗氧助劑，主抗氧劑與 抗氧助劑的質(zhì)量比為2: 1。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯/聚乙烯/苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物 廢塑料合金材料，其特征在于所述的擴(kuò)鏈劑為雙惡唑啉。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯/聚乙烯/苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物 廢塑料合金材料，其特征在于所述的分散劑為硬脂酸酰胺。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1 6所述的聚酯/聚乙烯/苯乙烯_丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物廢塑料合金材料的制備方法，其特征在于將回收的聚酯瓶片和聚乙烯瓶片， 苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物、及相容劑、填料分別干燥后，按組分質(zhì)量 份數(shù)稱量，先將聚酯瓶片投入帶攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)，邊攪拌邊加溫到5(TC，然 后在攪拌下依次加入擴(kuò)鏈劑、聚乙烯瓶片、聚乙烯接枝馬來酸酐和苯乙烯一丁二 烯一苯乙烯嵌段共聚物、抗氧劑、分散劑以及填料，攪拌均勻后，投進(jìn)擠出機(jī)， 進(jìn)行擠出造粒。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚酯/聚乙烯/苯乙烯_丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物廢塑料合金材料的制備方法，其特征在于所述上述回收的聚酯瓶片、聚乙烯瓶片、 苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物和聚乙烯接枝馬來酸酐、以及滑石粉分別在100 120°C、 75°C、 7(TC和12(TC溫度下干燥，干燥后的各物料含水量控制在 0.02%g以內(nèi)。
全文摘要
一種聚酯/聚乙烯/苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物廢塑料合金材料，以聚酯、聚乙烯、苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物為基材，加入相容劑等助劑，各組份的質(zhì)量份數(shù)如下PET50～80；PE10～30；SBS10～15；相容劑3～15；填料6～20；抗氧劑0～15；擴(kuò)鏈劑0～9；分散劑0～9。將PET瓶片投入反應(yīng)釜內(nèi)，邊攪拌邊加溫，然后依次加入擴(kuò)鏈劑、PE瓶片、聚乙烯接枝馬來酸酐和SBS、抗氧劑及分散劑以及填料，攪拌均勻后，進(jìn)行擠出造粒。本發(fā)明取材方便、成本低、生產(chǎn)工藝簡單，可向汽車、建筑、家用電器等工業(yè)領(lǐng)域提供性價(jià)比高的原材料，它可變廢為寶，有效促進(jìn)全社會(huì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
文檔編號(hào)C08L67/00GK101434738SQ20081006241
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者章鼎銘 申請(qǐng)人:章鼎銘