(二十三)聚丙烯再生料制备发泡板材料
聚丙烯再生料板材是以聚丙烯(PP)再生料为原料通过发泡加工制成的板材,聚丙烯再生料板材的成本低,采用聚丙烯再生料发泡加工制成的板材各方面的性能都会下降,例如,密度不均匀、抗拉伸强度降低、断裂伸长率增大、抗弯曲强度降低、缺口冲击强度降低、热变形温度增高、成型收缩率增大等。一般使用聚丙烯再生料均为了降低生产成本。但是聚丙烯再生料存在质量老化、混入杂质等缺陷,聚丙烯再生料非常不稳定,而且容易使产品出现瑕疵。但由于环保诉求及全球节能减排的趋势,使用再生料势必成为必要手段。
如果目前使用再生料不解决上述问题,提高聚丙烯再生料的物理性能,则即失去使用聚丙烯再生料的优势,特别是质量优势。如大量添加支化的聚丙烯新料(新料在总质量中的比例超过80%),则失去使用聚丙烯再生料的意义,国家环境保护部门规定,产品中的废塑料以质量计不得少于80%。聚丙烯再生料降解严重,如欲提高其物理性能,则必须使用一些改性手段,既能使用80%以上聚丙烯再生料,又能确保质量稳定,降低其成本。
目前采用的改性手段主要是化学改性。化学改性是在将废旧塑料回收并制成塑料粒子的过程中加入过氧化物等化学制剂,通过化学制剂的作用提高聚丙烯再生料的性能。需要注意的是,化学改性是在生产聚丙烯再生料塑料粒子的过程中进行的。通过化学改性的聚丙烯再生料虽然提高了某一方向的性能,但是它往往会牺牲其他方面的性能,聚丙烯再生料在其他方面的性能会更差。例如,在相同技术条件下,采用经过改性的聚丙烯再生料进行发泡时,发泡过程中成核效果差,发泡不均匀,致使发泡形成的板材在厚度方面难以控制,板材表面凹凸不平,质量差。
为了使聚丙烯再生料板材各方面的性能接近支化的聚丙烯新料板材,发泡加工得到的聚丙烯再生料板材发泡均匀,聚丙烯再生料板材表面平整,聚丙烯再生料板材表面质量好,可以通过以下技术或方式实现:在使用聚丙烯再生料进行发泡工艺前,在聚丙烯再生料中加入支化的聚丙烯新料、苯甲酸钠、山梨醇、抗氧化剂和钛酸酯偶联剂。
1.配方
在使用聚丙烯再生料进行发泡工艺前,在聚丙烯再生料中加入支化的聚丙烯新料、苯甲酸钠、山梨醇、抗氧化剂和钛酸酯偶联剂,所述支化的聚丙烯新料、苯甲酸钠、山梨醇、抗氧化剂和钛酸酯偶联剂与聚丙烯再生混合形成混合原料;其在混合原料总重量中所占的比例分别为:
2.加工工艺
将混合原料投入注塑机的原料投入口中,混合原料经过熔融、混炼、压出成型和发泡,生产出发泡板材,完成发泡工艺。配方中苯甲酸钠、山梨醇、抗氧化剂和钛酸酯偶联剂的质量比为1∶1∶1∶1;抗氧化剂为酚抗氧化剂或亚磷酸化合物。支化的聚丙烯新料、苯甲酸钠、山梨醇、抗氧化剂和钛酸酯偶联剂均可在市场中直接购买。其中,由于支化的聚丙烯新料具备更高的强度,支化的聚丙烯新料强度是一般聚丙烯新料强度的3~5倍,支化的聚丙烯新料与聚丙烯再生料共混,能够提高聚丙烯再生料的强度。另外,使用钛酸酯偶联剂能够提高聚丙烯再生料中的杂质与聚丙烯再生料、支化的聚丙烯新料的结合强度,从而提高聚丙烯再生料的强度。
在发泡过程中,苯甲酸钠、山梨醇、抗氧化剂和钛酸酯偶联剂起化学催化作用,一方面使聚丙烯再生料与支化的聚丙烯新料相互更好地结合,同时使聚丙烯再生料中的杂质与聚丙烯再生料、支化的聚丙烯新料更好地结合;另一方面,还能够提高混合原料在发泡过程中的成核效果,使混合原料具有更好的发泡性能,从而提高聚丙烯再生料板材各方面的性能。
3.参考性能
聚丙烯再生料在混合原料中的最高比例能够达到84%,而且聚丙烯再生料的物理性能好,强度高,降解度小,质量稳定,不易老化。