基于廢舊輪胎膠粉的復合增韌改性劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明設及高分子材料技術領域，更具體地，設及一種基于廢舊輪胎膠粉的復合 增初改性劑及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 隨著高新技術在塑料加工業中的廣泛應用，塑料工業得到長足的發展。然而，塑料 消費量的增大，導致廢舊塑料的產生量猛增。由于廢舊塑料在自然界中分解或降解速度緩 慢，因此，廢舊塑料造成巨大的環境污染（即"白色污染")。此外，隨著我國經濟的高速發展， 小轎車進入千家萬戶，已成為人們日常生活中的必需品。然而，隨著汽車使用時間的延長， 廢舊輪胎堆積如山，現已成為"黑色污染"的重要來源，為了保護和改善環境，提高資源利 用效率，促進循環經濟發展，實現可持續發展，廢舊塑料的回收再利用已納入到我國于2009 年1月1日起施行的《中華人民共和國循環經濟促進法》和2010年頒布的《國家中長期科 技發展規劃綱要（2006-2020)》中的重要內容。隨著廢舊塑料垃圾的與日俱增，其危害已引 起世界各國的高度重視，并加大了對其研究投入的力度。目前對廢舊塑料的處理已基本形 成比較有效的4種技術，即焚燒回收能量、掩埋、化學熱分解和回收再利用。實踐證明，最為 適用、應該大力提倡的是回收利用再生技術。
[0003] 在塑料工業中，聚乙締（PE)產量最大、用途最廣、消費量最大。據不完全統計，廢舊 PE的量占整個廢舊塑料量的48%。由于分子結構等原因，廢舊PE塑料不能實現自然分解或 降解，會對環境造成永久性污染，同時也是對資源的極大浪費。因此，如何解決其對環境的 污染，現已成為當今社會亟待解決的問題。廢舊回收塑料一般是因為到了使用年限后被丟 棄，主要是由于老化(亦稱化學老化）導致材料的性能變壞，通常使高分子材料變硬、變脆， 導致材料的沖擊強度、拉伸強度、伸長率等力學性能的大幅度下降，從而影響高分子材料制 品的正常使用。目前，廢舊回收PE的一個重要應用的領域是管材，如排水、排污用的雙壁波 紋管，電力管、通訊管等。通常運些管道是埋在地下，對管材外觀要求不高，只要求管材具有 一定環剛度和耐磨、耐腐蝕等性能，而對拉伸和彎曲強度的要求較低。因此，利用廢舊回收 塑料來生產上述管材，不僅在一定程度上解決或緩解"白色污染"問題，具有很好的環境效 益和社會效益，而且還能變廢為寶，具有很好的經濟效益。
[0004] 授權公告號為CN101899178B發明專利，公開了一種廢舊塑料改性供水管道專用 料及制備方法，W乙締辛締共聚物（P0E)為增初劑，過氧化二異丙苯為交聯劑，通過微交聯 技術控制改性料的凝膠含量及流動性，同時，加入成核劑，起到控制晶粒尺寸和分布的作 用。該方法操作簡單，增初效果較好，但成本較高，不利于其在市場上的推廣。授權公告號 分別為CN101549535B發明專利，公開了利用廢舊皿PE塑料制備大口徑雙壁波紋管的方 法。該方法W彈性體P0E為改性母料的基體樹脂，W片狀的PE樹脂、纖維狀的晶須和球狀 的碳酸巧填料為復合改性劑，制備出改性母料，并將該改性母料用于對廢舊皿PE塑料的改 性，制備出波紋管。該方法操作比較簡單，但由于改性母料在廢舊皿陽塑料的添加量較多 才能滿足使用的性能要求，導致性價比偏高，難W在市場上得到廣泛應用。此外，申請公布 號為CN103709485A發明專利，公開了一種聚乙締防腐管道改性再生專用料及其制備方 法，增初劑改為采用乙丙橡膠（EPR)、S元乙丙膠（EPDM)、聚締控彈性體（POE)中的一種，然 而性價比偏高，因此，也有一定的局限性。
[0005] 價格便宜、品質優良的新型增初劑的研發在改性再生專用料的生產制備中起著重 要的作用。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題是針對現有用于管道的廢舊聚乙締增初改性再生專用 料相關技術不足，提供一種可很好地應用于廢舊聚乙締增初改性的復合增初改性劑，該復 合增初改性劑不僅具有良好的增初改性功能，而且充分利用廢舊輪胎膠粉，不但降低了生 產成本，而且減少了固體廢棄物對環境的污染。
[0007] 本發明要解決的另一技術問題是提供所述復合增初改性劑的制備方法。
[0008] 本發明要解決的還一技術問題提供所述復合增初改性劑在制備用于管道的廢舊 聚乙締增初改性再生專用料方面的應用。
[0009] 本發明的目的通過W下技術方案予W實現： 提供一種基于廢舊輪胎膠粉的復合增初改性劑，由W下重量份數的各組分制備得到： 廢舊輪胎膠粉 20~50份； 熱塑性彈性體 20~40份； 聚乙締樹脂 10~50份； 增溶劑 0. 3~2份。
[0010] 其中，所述熱塑性彈性體選用乙締辛締共聚物（P0E)。P0E具有較低的玻璃化溫 度，作為本發明所述復合增初改性劑中的重要成分之一，與廢舊輪胎膠粉、聚乙締樹脂按照 科學的比例混配后發揮了協同的增初作用，產生優良的增初效果。
[0011] 優選地，用于制備本發明所述復合增初改性劑時，所述熱塑性彈性體P0E的用量 所占重量份數為30~35份。
[0012] 優選地，所述廢舊輪胎膠粉，可由車用廢舊輪胎經粉碎獲得，也可W經常規市購獲 得。優選所述廢舊輪胎膠粉的粒徑為100~200目。
[0013] 進一步優選地，用于制備本發明所述復合增初改性劑時，所述廢舊輪胎膠粉的用 量所占重量份數為25~40份。
[0014] 優選地，所述聚乙締樹脂選用低密度聚乙締樹脂（LLD陽），是陽的主要品種之一。 本發明采用合理比例的聚乙締樹脂（LLDPE)，在配伍中發揮其結構和具有較高的烙體流動 指數(MI)的特點，產生協同的增初作用。進一步優選地，用于制備本發明所述復合增初改 性劑時，所述聚乙締樹脂（LLDPE)的用量所占重量份數優選為25~40份。
[0015] 本發明將廢舊輪胎橡膠粉、P0E與LLDPE樹脂，W科學合理的比例組成復合增初改 性劑，一方面利用廢舊輪胎橡膠粉與P0E形成的協同增初作用，產生優良的增初效果，同時 還降低了本材料體系的成本，具有良好的性價比；另一方面，LLDPE樹脂的加入，能顯著改 善復合增初改性劑與廢舊皿PE基體的相容性，還因其具有較高的MI，可W改善皿PE改性再 生料的加工流動性能。進一步地，本發明通過精確確定增溶劑的使用比例，使本發明上述組 合獲得更佳技術效果，用于制備本發明所述復合增初改性劑時其用量所占重量份數進一步 優選為0.3~1份。具體使用的增溶劑為本技術領域常規使用的增溶劑。更優選地，本發 明所述增溶劑采用K10H環燒油、S元乙丙石蠟油或彈性體專用白油中的一種或幾種的混 合物。
[0016] 所述色母粒和消泡劑參照本技術領域常規，優選地，本發明選用黑色的色母粒粒 料；所述消泡劑選用有機娃消泡劑。
[0017] 進一步優選地，所述復合增初改性劑，由W下重量份數的各組分制備得到： 廢舊輪胎膠粉 25~40份； 熱塑性彈性體 30~35份； 聚乙締樹脂 25~40份； 增溶劑 0. 3~1份。
[0018] 本發明同時提供所述復合增初改性劑的制備方法，包括W下步驟： 所述復合增初改性劑的制備方法是采用上述原料經混合和烙融擠出制備得到。具體 的，所述制備方法包括W下步驟： S21.將廢舊輪胎膠粉經增溶劑改性； 具體是將廢舊輪胎膠粉裝入混合機，開啟混合機，將增溶劑噴霧到混合機中，混合均勻 后，將混合物料倒出，放置后，備用。
[0019] S22.將熱塑性彈性體和聚乙締樹脂分別進行烘干處理后備用； 523. 將S22步驟烘干處理后的聚乙締樹脂經增溶劑改性處理；接著依次將S21步驟經 改性的廢舊輪胎膠粉、S22步驟烘干處理后的熱塑性彈性體與改性后聚乙締樹脂混合，所有 物料充分混合均勻后出料，備用； 具體是將S22步驟烘干處理后的聚乙締樹脂加入到混合機中，啟動混合機，將增溶劑W噴霧的方法噴灑到LLDPE樹脂表面，混合均勻；接著依次將S21步驟的混合物料、S22步 驟烘干處理后的熱塑性彈性體添加到混合機中，所有物料充分混合均勻后出料，備用； 524. 將上述S23步驟所得的物料加入到雙螺桿擠出機中烙融擠出，造粒，烘干后即得 復合增初改性劑。
[0020] 優選地，S21步驟所述放置為放置3~5天。
[0021] 優選地，S22所述烘干采用烘干機。所述熱塑性彈性體的烘干處理是在干燥溫度 40~60°C，干燥時間1~2h;所述聚乙締樹脂的烘干處理是在干燥溫度90~100°C，干燥 時間1~2h。
[0022] 優選地，S23步驟所述增溶劑和聚乙締樹脂混合的時間為3~5min。
[0023] 優選地，S23步驟所述所有物料充分混合的時間為5min左右。
[0024] 優選地，S24步驟所述烙融擠出采用雙螺桿擠出機，烙融擠出的料筒溫度控制在 130 ~170°C，螺桿轉速為 40 ~200r/min，優選 40 ~100r/min。
[00巧]優選地，S23步驟所述W噴霧的方法噴灑到聚乙締樹脂表面的增溶劑的量為聚乙 締樹脂重量分數的3~8%。，進一步優選地，為聚乙締樹脂重量分數的5%。。
[0026] 本發明采用的廢舊輪胎膠粉來自車用輪胎，是橡膠部分交聯的產物，而交聯后的 橡膠通常難W溶解，因此，通過溶脹的方法，能使其恢復部分彈性。同時溶脹的膠粉，在雙螺 桿擠出機強剪切作用下，硫化交聯鍵也被部分打斷，可W-定程度上恢復部分彈性，同時提 高膠粉表面活性。尤其是在本發明提供的工藝條件下，膠粉表面活性獲得顯著提高，從而起 到了改善其與基體材料的相容性的作用。
[0027] 本發明所述復合增初改性