一种利用废旧洗衣机桶料制备的聚丙烯回料及其方法与应用与流程

本发明涉及材料回收，具体涉及一种利用废旧洗衣机桶料制备的聚丙烯回料及其方法与应用。

背景技术：

1、废旧家电塑料的回收、分离、再生利用是构筑循环经济系统的因素之一。德国在化学再生利用方面处于领先地位，而日本则建立了非常科学的家电回收网络和再生利用企业经营网络。目前我国废旧家电产品回收体系已初步完善，到2025年，在全国范围内建设一批废旧家电家具等再生资源回收体系典型城市，培育一批回收龙头企业，推广一批典型经验模式，形成一批政策法规标准，全国废旧家电家具回收量比2023年增长15%以上，废旧家电家具规范化回收水平明显提高。废旧家电塑料再生利用作为废旧家电处理深加工的重要部分也在不断发展完善。根据不同破碎、分选以及再生利用技术的优势，组合选用，采用合适的处理利用技术可促进高值高效废旧家电塑料资源化利用。伴随着再生塑料回收加工技术提高，以及未来生产责任延伸制度的要求，再生塑料应用逐步向原生料应用领域渗透，除部分食品级行业明文禁止使用再生料之外，每个品种再生塑料的消费结构与对应原料的消费结构逐步趋向一致，将低碳节能融入产品全生命周期，为塑料行业绿色低碳发展提供新路径。

2、自2019年起全球开展应对塑料污染物的行动，塑料应用企业(包装、汽车、电子、电器、家居、纺织等等)纷纷承诺大幅度扩大再生塑料的使用。家电是再生塑料最大的应用领域之一，应用占比高达37%，远高于汽车的15%。根据咨询与研究公司fiormarkets的报告，到2026年，全球再生热塑性塑料市值预计将达到1047.6亿美元，2019年至2026年的年复合增长率为9.98%。而废旧家电中，洗衣机的消费量巨大，2016-2020年五年间，洗衣机中塑料的消费量在100.31万吨-112.81万吨/年。洗衣机中的主要材质为塑料、金属等，塑料含量高达46.76%左右。其中洗衣机内桶、盖板、底座、涡轮、排水闸门等都是塑料材质的，主要涉及塑料品种为pp、ps、abs、pvc等。

3、洗衣机筒一般为共聚聚丙烯材料，填充少、熔体流动速率高、抗冲击能力强。回收的废旧洗衣机桶聚丙烯材料因老化、降解，其性能已经明显衰减，回收料的再次造粒过程中，聚丙烯链段会再次破坏和降解，因此为了更好地利用回收料，一般会进行再改性，提高聚丙烯的强度和耐老化性能。

4、发明专利cn103254509b公开了废旧聚丙烯洗衣机塑料再生专用料及其制备方法，解决现有技术中家电abs塑料外壳未得到回收利用，浪费资源的问题，本发明可有效的将报废洗衣机的聚丙烯塑料回收再利用，性能基本达到聚丙烯新料k7726性能。发明专利cn107540938b公开了一种改性聚丙烯回收料及其制备方法，该发明在聚丙烯回收料中加入聚丙烯接枝丙烯酸而引入强极性反应性基团，并与的2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷共同作用，提高材料的强度、黏结力、分散性能等，可用于对刚韧平衡性有较高要求产品的制作如汽车车门踏步本体。

技术实现思路

1、本发明涉及一种聚丙烯材料，特别适用于绿色环保、低碳需求的新能源汽车和家电的喷涂饰件。该材料创新性地采用废旧洗衣机桶料进行制备，并结合增强、增韧以及界面相容性改善技术，显著提高了聚丙烯复合材料的整体性能。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种利用废旧洗衣机桶料制备的聚丙烯回料，按质量份数计，包括如下原料：

4、废旧洗衣机桶聚丙烯回收料    5-50；

5、聚丙烯                      20-40；

6、等规茂金属聚丙烯            1-10；

7、无机填料                    1-40；

8、增韧剂                      1-25；

9、复合光热稳定剂              0.1-2；

10、碳气凝胶                    0.5-10。

11、优选的技术方案：

12、废旧洗衣机桶聚丙烯回收料    10-30；

13、聚丙烯                      10-30；

14、等规茂金属聚丙烯            2-5；

15、无机填料                    10-30；

16、增韧剂                      5-20；

17、复合光热稳定剂              0.1-2；

18、碳气凝胶                    1-5。

19、所述的废旧洗衣机桶聚丙烯回收料，其密度为0.90~0.94g/cm3，230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为20-40g/10min，简支梁缺口冲击强度6-12kj/m2。优选青岛海绿源循环科技有限公司生产的废旧洗衣机桶料，该废旧洗衣机桶料通过了多级水洗池，气流分选，光学色选保障了产品的纯度；通过热摩擦洗，保障产品的洁净度，“磨除”聚丙烯塑料难处理的表面老化层，保障产品的纯度，这些工艺步骤共同作用，最大限度地减少了聚丙烯回收料对喷涂性能的不利影响。

20、所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，其密度为0.89~0.91g/cm3，230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率2-30g/10min，简支梁缺口冲击强度≥10kj/m2。

21、所述的等规茂金属聚丙烯为低立体规则性聚烯烃，其密度为0.89~0.91g/cm3，熔体流动速率50-1000g/10min。优选日本出光的l-modu系列聚丙烯，该聚烯烃与以往聚烯烃相比，具有低弹性率，低分子量，高流动性，同时还具有低熔点和优秀的柔软性能特点，可以代替内部润滑剂，减少低分子物质的析出，同时还能提高填充物的分散扩散性。

22、所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、晶须、硅灰石等市售适用于改性聚丙烯的各种无机填料，优选滑石粉，滑石粉粒径为10~50μm，其中sio2重量百分含量大于60%。可选用国内生产厂家如：桂林天城、江苏立达、厦门鑫宛、辽宁海城等多家公司的产品。

23、所述的增韧剂为三元乙丙橡胶、苯乙烯与丁二烯类热塑性弹性体、顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙烯-辛烯共聚弹性体等。可选陶氏的poe、沙比克的poe、科腾的sebs等多家多种规格增韧剂。

24、所述的光热复合稳定剂选自羟胺类不含酚的主抗氧剂、螺亚磷酸酯类辅助抗氧剂、受阻胺光稳定剂中的至少一种。优选羟胺类不含酚的主抗氧剂和螺亚磷酸酯类辅助抗氧剂组合。由于废旧洗衣机桶料易降解，为了有效利用资源、延长回收得到的聚丙烯回料寿命，添加复合稳定剂是必须的，这种复合稳定剂能防止废旧洗衣机pp料在生产过程中的降解，同时提高回收的聚丙烯耐热性，有效满足汽车和家电制件的长期使用要求。

25、所述的碳气凝胶为我司自制。以间苯二酚（r）和甲醛（f）为原料，碳酸钠（c）作为催化剂，制备了碳气凝胶。碳气凝胶具有珍珠串式的无序多孔网络结构，具有高比表面积、高电导率、低密度、连续的网络结构且孔洞尺寸很小又与外界相通，具有优良的吸、放氢性能，是最轻的固体凝聚态之一，孔隙率高达80-98%。碳气凝胶用于聚丙烯复合材料中，在共混过程中对聚丙烯复合材料中的小分子分解物进行持续吸收、吸附作用，碳气凝胶的多孔能够吸附残留未反应掉的voc或者气味物质。其中，碳气凝胶的多孔性通过多种机制改善了pp材质的喷涂性能，这些机制包括提高油漆的附着力、增强粘附性、改善均匀性以及提升机械性能。这些特性使得碳气凝胶改性的pp材料在喷涂应用中具有潜在的技术优势。碳气凝胶的多孔结构可以使油漆更好地渗透到pp材料的表面，增加了油漆与基材的接触面积，从而提高了油漆的附着力；多孔碳气凝胶的表面结构有助于形成更多的机械锚定点，这些锚定点可以增强喷涂层与pp基材之间的粘附性；由于碳气凝胶的多孔结构可以提高油漆层的粘附力，因此喷涂层的机械性能，如耐磨性和抗冲击性，也可能得到提升。

26、一种利用废旧洗衣机桶料制备的聚丙烯回料制备方法，包括如下步骤：将废旧洗衣机桶料制备的聚丙烯回料、聚丙烯、等规茂金属聚丙烯、无机填料、增韧剂、复合光热稳定剂和碳气凝胶混合均匀，加入共混设备中180-260℃熔融共混，冷却、切粒、烘干得到所述的聚丙烯回料。

27、一种利用废旧洗衣机桶料制备的聚丙烯回料适用于低碳环保需求的新能源汽车和家电领域的喷涂饰件。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

29、（1）将废旧洗衣机桶料回收再利用，通过共混改性得到了喷涂性能良好、力学性能等同于新料的聚丙烯复合材料;

30、（2）本发明制备方法操作简单，无需特殊的设备，成本低，提高废旧洗衣机桶材料的回收率和再生利用率，适于工业化生产推广应用在汽车和家电领域的喷涂饰件。