一种抗热氧老化的再生聚乙烯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种抗热氧老化的再生聚乙烯材料及其制备方法和应用。该再生聚乙烯材料，包括如下组分：再生高密度聚乙烯，再生低密度聚乙烯，炭黑母粒，相容剂，第一润滑剂，复合抗氧剂母粒；所述再生高密度聚乙烯的熔融指数为0.2～0.6g/10min，所述再生低密度聚乙烯的熔融指数为1.0～2.0g/10min；所述再生低密度聚乙烯的结晶温度为80℃～105℃，结晶温度峰值≤95℃；所述复合抗氧剂母粒的组分为：聚乙烯，抗氧剂，金属减活剂，成核剂，第二润滑剂。本发明专利技术通过再生高密度聚乙烯、再生低密度聚乙烯、复合抗氧剂母粒及其他组分的协同作用，制得的再生聚乙烯材料具有优异的抗热氧老化性能，经110℃热氧老化后断裂伸长率和拉伸强度的变化率均≤5％。

【技术实现步骤摘要】
一种抗热氧老化的再生聚乙烯材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及再生资源回收利用领域，更具体的，涉及一种抗热氧老化的再生聚乙烯材料及其制备方法和应用。
技术介绍
再生聚乙烯护材料以其优良的性价比而得到市场的认可，并广泛应用于光缆行业制作光缆护套，为降低行业成本和资源再生利用做出了巨大贡献。由于市场的激烈竞争，对光缆护套料的性能要求越来越高，例如外观、耐环境应力开裂性、氧化诱导期等都要求达到国标GB15065要求。但是聚乙烯回收来源繁杂、前处理技术手段落后、设备限制等因素的影响，使回收造粒后的半成品出现了一些棘手的问题，如抗热氧老化性差等。抗热氧老化性差使得聚乙烯材料在热氧老化后力学性能受到严重衰减，与热氧老化前比，聚乙烯材料的断裂伸长率和拉伸强度变化率≥10％，限制了光缆护套的使用范围，影响了光缆护套的使用寿命。中国专利申请CN102492200A公开了一种以再生聚乙烯为基料的光缆护套料，包括如下组分：再生聚乙烯、槽法炭黑、抗氧剂、润滑剂、软化剂，该专利所制备的光缆护套料虽然达到国标GB15065的要求，但并没有解决抗热氧化性差的问题。中国专利申请CN102643468A公开了一种用于护套生产的再生聚乙烯树脂组合物，包括聚乙烯水管再生料、聚乙烯瓶盖再生料、LLDPE薄膜再生料、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、抗氧剂、炭黑母粒及其他组分，该再生聚乙烯树脂组合物在热氧老化后仍具有较高的断裂伸长率、拉伸强度的绝对数值，但老化前后断裂伸长率和拉伸强度的变化率仍较大。因此，需要开发出一种具有良好抗热氧老化的再生聚乙烯材料，经热氧老化后断裂伸长率和拉伸强度的变化率极低。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述抗热氧老化差的缺陷，提供一种再生聚乙烯材料，该再生聚乙烯材料具有优异的抗热氧老化性能，经110℃热氧老化后断裂伸长率和拉伸强度的变化率均≤5％。本专利技术的另一目的在于提供上述再生聚乙烯材料的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供上述再生聚乙烯材料的应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种抗热氧老化的再生聚乙烯材料，包括如下重量份的组分：再生高密度聚乙烯25～45份，再生低密度聚乙烯45～65份，炭黑母粒5～6份，相容剂2～10份，第一润滑剂0.5～1份，复合抗氧剂母粒2～5份；所述再生低密度聚乙烯的结晶温度为80℃～105℃，结晶温度峰值≤95℃；所述再生高密度聚乙烯的熔融指数为0.2～0.6g/10min，所述再生低密度聚乙烯的熔融指数为1.0～2.0g/10min；所述复合抗氧剂母粒的组分为：聚乙烯，抗氧剂，金属减活剂，成核剂，第二润滑剂。所述再生低密度聚乙烯的结晶温度由DSC测试得到，DSC的测试条件为氮气条件下，降温速率10℃/min。熔融指数测试条件根据GB/T3682.1-2018，选择2.16kg砝码，190℃。所述再生高密度聚乙烯的密度≥0.94g/cm3，所述再生低密度聚乙烯的密度为＜0.94g/cm3，密度测试条件根据GB/T1033.1-2008，选择2.16kg砝码，190℃。本专利技术的再生聚乙烯材料以再生高密度聚乙烯和再生低密度聚乙烯为树脂基体，并控制了再生低密度聚乙烯的结晶温度为80℃～105℃，结晶温度峰值≤95℃。由于一般使用情况下，光缆护套所处的环境温度在105℃以下。本专利技术中所述再生低密度聚乙烯结晶温度峰值≤95℃，低于光缆护套的热氧老化温度110℃，再生低密度聚乙烯在高温环境下不会出现结晶度升高，即热氧老化前后再生低密度聚乙烯的结晶度维持不变；同时，加入PE专用成核剂，有利于光缆护套料在成型后迅速结晶完善，可以避免因老化前后结晶度提高带来的断裂伸长率变化过大，从而提高再生聚乙烯材料的抗热氧老化性。由于再生聚乙烯中一般还含有少量的金属离子，如铜离子、铁离子等，而金属离子的存在会降解聚乙烯，加速聚乙烯材料的热氧老化。本专利技术通过添加含有抗氧剂、金属减活剂的复合抗氧剂母粒，可以使得抗氧剂、金属减活剂均匀分散于再生聚乙烯材料中，有效抑制再生聚乙烯中残留的金属离子对聚乙烯材料热氧老化的促进作用。通过再生高密度聚乙烯、再生低密度聚乙烯、复合抗氧剂母粒及其他组分的协同作用，制得的再生聚乙烯材料具有优异的抗热氧老化性能，经热氧老化后断裂伸长率和拉伸强度的变化率均≤5％。所述再生高密度聚乙烯的回收来源为小中空瓶类聚乙烯和/或管道类聚乙烯。由于管道类聚乙烯的原料具有较高的氧化诱导期，对聚乙烯的抗热氧老化性能提升更优。优选地，所述再生高密度聚乙烯的回收来源为管道类聚乙烯。所述再生低密度聚乙烯的回收来源为薄膜类聚乙烯。为获得更低的生产成本，优选地，所述再生低密度聚乙烯的回收来源为工业包装膜类聚乙烯。优选地，所述相容剂为乙烯接枝马来酸酐共聚物。所述炭黑母粒以低密度聚乙烯为载体，炭黑含量为44～46wt.％。优选地，所述金属减活剂为N,N'-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼(抗氧剂1024)，可选的，所述金属减活剂可以为巴斯夫IrganoxMD1024。优选地，所述抗氧剂为[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮(抗氧剂136)、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)中的一种或几种。更优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂136的混合物。一方面，抗氧剂1010与抗氧剂168为聚乙烯中常用的抗氧剂，可以提高聚乙烯的抗热氧老化性能；另一方面，还复配了高温抗氧剂136，可以使得再生聚乙烯材料中的非聚乙烯杂料在长期老化过程中维持良好的力学性能。所述成核剂为聚乙烯中常用的成核剂。优选地，所述成核剂为美利肯HPN-20E。所述成核剂的加入可以促进再生聚乙烯材料在热氧老化前结晶完善，进一步降低聚乙烯的后结晶。优选地，所述复合抗氧剂母粒中的聚乙烯为低密度聚乙烯。优选地，所述复合抗氧剂母粒包括如下重量份的组分：低密度聚乙烯40～63份，抗氧剂20～30份，金属减活剂10～15份，成核剂5～10份，第二润滑剂2～5份。本专利技术还保护上述再生聚乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：S1.将聚乙烯、抗氧剂、金属减活剂、成核剂、第二润滑剂混合后，加至挤出机中，经熔融混合、挤出造粒，得到所述复合抗氧剂母粒；S2.将再生高密度聚乙烯颗粒、再生低密度聚乙烯颗粒、炭黑母粒、相容剂、复合抗氧剂母粒、第一润滑剂混合后，加至挤出机中，经熔融混合、挤出造粒，得到所述抗热氧老化的再生聚乙烯材料。优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机75D，配有双通道不停机换网器，滤网为80～120目。优选地，步骤S2中挤出机的挤出温度为190～220℃，螺杆转速为450～550HZ，喂料量为350～400k本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗热氧老化的再生聚乙烯材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：/n再生高密度聚乙烯25～45份，再生低密度聚乙烯45～65份，炭黑母粒5～6份，相容剂2～10份，第一润滑剂0.5～1份，复合抗氧剂母粒2～5份；/n所述再生低密度聚乙烯的结晶温度为80℃～105℃，结晶温度峰值≤95℃；/n所述再生高密度聚乙烯的熔融指数为0.2～0.6g/10min，所述再生低密度聚乙烯的熔融指数为1.0～2.0g/10min；/n所述复合抗氧剂母粒的组分为：聚乙烯，抗氧剂，金属减活剂，成核剂，第二润滑剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗热氧老化的再生聚乙烯材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
再生高密度聚乙烯25～45份，再生低密度聚乙烯45～65份，炭黑母粒5～6份，相容剂2～10份，第一润滑剂0.5～1份，复合抗氧剂母粒2～5份；
所述再生低密度聚乙烯的结晶温度为80℃～105℃，结晶温度峰值≤95℃；
所述再生高密度聚乙烯的熔融指数为0.2～0.6g/10min，所述再生低密度聚乙烯的熔融指数为1.0～2.0g/10min；
所述复合抗氧剂母粒的组分为：聚乙烯，抗氧剂，金属减活剂，成核剂，第二润滑剂。


2.根据权利要求1所述再生聚乙烯材料，其特征在于，所述再生高密度聚乙烯的回收来源为小中空瓶类聚乙烯和/或管道类聚乙烯。


3.根据权利要求2所述再生聚乙烯材料，其特征在于，所述再生高密度聚乙烯的回收来源为管道类聚乙烯。


4.根据权利要求1所述再生聚乙烯材料，其特征在于，所述再生低密度聚乙烯的回收来源为薄膜类聚乙烯。


5.根据权利要求1所述再生聚乙烯材料，其特征在于，所述金属减活剂为N,N'-双[3-(3,5-二叔丁基-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓庆，黄险波，叶南飚，付晓，刘乐文，刘思杨，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，广东金发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44