一种可实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可以实现轻量化的低成本、低气味的天然纤维增强可降解聚乙烯再生料及其制备方法，由以下重量百分比的原料组成：聚乙烯再生料34‑99wt％；天然纤维1‑50wt％；相容剂0.1～10wt％，发泡剂母粒0.1～5wt％；以及抗氧剂0.01‑1wt％。将聚乙烯再生料及抗氧剂等由双螺杆挤出机主加料口中加入，天然纤维和发泡剂母粒从螺杆中间的熔融段加入，获得天然纤维增强的聚乙烯再生料。将上述天然纤维增强聚乙烯复合材料采用注塑成型的方法，在二次开模条件下或者欠注注射条件下制备低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯产品。本发明专利技术在解决资源浪费问题的同时，赋予材料密度低、低气味、高性能、可降解特性，为汽车轻量化和环保发展提供新的途径。

A kind of low cost, low odor and degradable natural fiber reinforced polyethylene regeneration material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种可实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料及其制备方法
本专利技术涉及聚乙烯再生料的回收利用
，具体公开了一种可以实现轻量化的低成本、低气味的植物纤维增强可降解聚乙烯及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯以密度低、力学性能均衡等优点成为通用聚合物材料之一，广泛应用于汽车、电子、日用品、包装等行业。随着市场上家电、快递包装物等的更新换代，制品无法自行降解，被称为“白色污染”。因此，废旧家电、包装物等回收利用成为一个亟待解决的问题。快递包装袋、薄膜、饮料瓶盖等一般由聚乙烯材料制成，具有良好的韧性，对聚乙烯再生料进行改性可用于生产部分汽车产品。但是聚乙烯再生料已经循环利用，导致再生料一般具有较难闻的气味。目前改善聚乙烯再生料气味方法主要是使用遮蔽性或吸附型。遮蔽型改善效果取决于改善剂的保存时间、是否暴露于受热或湿润环境，还有成型件是否进行严密的阻隔于空气等包装因素，并不能从根本上消除回收材料中难闻的气味。吸附型主要是物理吸附，受吸附剂比表面积大小等影响，吸附效果有限。总之，添加添加剂降低聚乙烯再生料气味效果有限，且对聚乙烯降解等任何改善，成本较高，更无法实现聚乙烯轻量化。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料及其制备方法。是选用天然纤维和发泡剂母粒同时使用，一方面提高改善聚乙烯再生料的气味，利用发泡剂母粒在高温下分解，促进熔体粘度降低，有效降低注塑温度，减少难闻气味物质产生减少，同时分解产生的CO2和水蒸气能否稀释气体浓度。另一方面天然纤维加入能够提高回收聚乙烯的强度，其自身的可降解特性使得天然纤维增强的聚乙烯材料易于降解，解决聚乙烯再生料的应用问题，提升聚乙烯再生料的附加值。其制备方法简单方便，生产效率高，加工成本低，易于实现批量化生产。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料及其制备方法，由以下重量百分比的原料组成：聚乙烯再生料：45-95wt％天然纤维0-50wt％；相容剂0-10wt％；发泡剂母粒0.1-5wt％；抗氧剂0-1wt％。进一步的，所述聚乙烯再生料的原材料灰分≤5％，熔体流动速率≥2g/10min。进一步的，所述天然纤维为苎麻纤维、黄麻纤维、竹纤维中一种或几种，所述天然纤维的长径比为30～100。进一步的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯，接枝率为2～10wt％，气味≤4.0(PV3900)。进一步的，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂选自受阻酚和硫酯类抗氧剂的组合物，辅抗氧剂选自亚磷酸酯抗氧剂中一种。进一步的，所述的发泡剂母粒由以下重量百分比的原料组成：酸化碳纳米管：0.01-30wt％碳酸氢钠0.01-40wt％；无机盐改性剂0.01-20wt％；聚乙烯10-99wt％；其他助剂0.01-2wt％。进一步的，所述的酸化碳纳米管为高锰酸钾酸化多臂碳纳米管，碳纳米管纯度≥95％，直径8-40nm，长度﹤30μm。进一步的，所述的无机盐改性剂为柠檬酸钠、硬脂酸钠等其中一种或两种混合物。进一步的，所述的发泡剂母粒的制备方法，步骤如下：(1)称取如上重量百分比酸化碳纳米管、碳酸氢钠、无机酸盐改性剂、和其他助剂加入高速搅拌机中搅拌15～30min；(2)将上述高速搅拌机中的材料和如上重量百分比的聚乙烯树脂加入到单螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内，挤出机螺杆直径为30mm，长径比L/D为25，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：70℃、90℃、100℃、100℃，主机转速为40转/分钟，经熔融挤出、冷却、造粒处理，制得发泡剂母粒。进一步的，一种可实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：(1)先按如上重量百分比称取聚乙烯再生料、相容剂和抗氧剂，混合均匀，得到混合原料，然后再称取如上重量百分比发泡剂母粒和天然纤维；(2)将上述混合的原料干燥后，置于啮合同向双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内，将天然纤维和发泡剂母粒从熔融段加料口加入到挤出机中，挤出机螺杆直径为35mm，长径比L/D为40，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：160℃、160℃、170℃、180℃、180℃、190℃、190℃，主机转速为250转/分钟，经熔融挤出、冷却、造粒、烘干处理，制得天然纤维增强聚乙烯复合材料。将上述聚乙烯复合材料采用注塑成型的方法，在二次开模条件下或者欠注注射条件下制备得到低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯制品。本专利技术的有益效果是：使用天然纤维和发泡剂母粒同时使用，一方面少量发泡剂母粒在高温下分解产生的气体能够降低聚合物熔体粘度，有助于降低注塑温度，减少难闻气味物质产生减少，同时分解产生的CO2和水蒸气能否稀释气体浓度，解决聚乙烯再生料的气味和散发问题，同时发泡后材料用量降低，有助于轻量化的实现。另一方面天然纤维加入能够提高回收聚乙烯的强度，其自身的可降解特性使得天然纤维增强的聚乙烯材料易于降解，解决聚乙烯再生料的应用问题，提升聚乙烯再生料的附加值。其制备方法简单方便，生产效率高，材料和加工成本低，易于实现批量化生产。具体实施方式本专利技术可通过下面优选方案获得进一步的阐述，但这些实施例仅在于举例说明,不对本专利技术的范围做出界定。在实施例和对比例的复合材料配方中，所用聚乙烯再生料由上海睿莫公司提供的CW701型号树脂；酸化碳纳米管有碳纳米管高锰酸钾酸化获得，纯度≥95％，直径8-40nm，长度﹤30μm；碳酸氢钠由潍坊洁佳新材料有限公司提供，粒径：1600目；无机盐改性剂为柠檬酸钠，由吴江市黎里东阳助剂厂提供；聚乙烯由茂名石化提供，牌号为2520D；天然纤维为黄麻纤维，长径比50；相容剂优佳易容公司提供，牌号CMG5804；其他助剂为抗氧剂，抗氧剂由BASF公司及英国ICE公司提供，商品牌号为Irganox1010、Irganox168和NegonoxDSTP。实施例1先按如下重量百分比称取酸化碳纳米管20wt％，碳酸氢钠：30wt％，柠檬酸钠：15wt％，其他助剂：1wt％；投入高速混合机中混合15～30min。待混合均匀后，将混合物和34wt％的聚乙烯置于啮合同向单螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内，挤出机螺杆直径为30mm，长径比L/D为25，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：70℃、90℃、100℃、100℃，主机转速为40转/分钟，经熔融挤出、冷却、造粒处理，制得发泡剂母粒。按如下重量百分比称取聚乙烯再生料87wt％，相容剂2wt％，抗氧剂0.5wt％，混合均匀，得到混合原料，然后再称取重量百分比发泡剂母粒0.5wt％和天然纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：/n聚乙烯再生料：45-95wt％/n天然纤维0-50wt％；/n相容剂0-10wt％；/n发泡剂母粒0.1-5wt％；/n抗氧剂0-1wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：
聚乙烯再生料：45-95wt％
天然纤维0-50wt％；
相容剂0-10wt％；
发泡剂母粒0.1-5wt％；
抗氧剂0-1wt％。


2.根据权利要求1所述的一种实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料，其特征在于：所述聚乙烯再生料的原材料灰分≤5％，熔体流动速率≥2g/10min。


3.根据权利要求1所述的一种实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料，其特征在于：所述天然纤维为苎麻纤维、黄麻纤维、竹纤维中一种或几种；所述天然纤维的长径比为30～100。


4.根据权利要求1所述的一种实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯，接枝率为2～10wt％，气味≤4.0(PV3900)。


5.根据权利要求1所述的一种实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料，其特征在于：所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂选自受阻酚和硫酯类抗氧剂的组合物，辅抗氧剂选自亚磷酸酯抗氧剂中一种。


6.根据权利要求1所述的一种实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料，其特征在于：所述的发泡剂母粒由以下重量百分比的原料组成：
酸化碳纳米管：0.01-30wt％
碳酸氢钠0.01-40wt％；
无机盐改性剂0.01-20wt％；
聚乙烯10-99wt％；
其他助剂0.01-2wt％。


7.根据权利要求6所述的一种实现轻量化的低成本、低气味、可降解的天然纤维增强聚乙烯再生料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽萍，吴俊，周楠婷，张杨，王溢，巩祥壮，张锴，蔡青，周文，
申请(专利权)人：重庆普利特新材料有限公司，上海普利特复合材料股份有限公司，浙江普利特新材料有限公司，上海普利特材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50