技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及的是一种利用废洗衣机内桶料 制备的聚丙烯料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯（PP）具有良好的机械强度，是属于非极性的热塑性材料，无 毒、密度小、耐热性较好，可应用于电器、汽车等领域。但聚丙烯具有以 下缺点：耐候性差，耐光、热及抗老化性差，亲水及抗静电性能差，喷涂、 着色和粘合等二次加工性能差，与其它极性材料的相容性差等，这样就需 要对聚丙烯材料进行一定的改性，才能满足使用要求。
随着国家宏观经济的快速提升，2011年1-11月，全国生产家用洗衣 机6063.2万台，这必然产生大量的废旧洗衣机。废旧洗衣机内桶基本由 共聚聚丙烯材料注塑而成，随意丢弃后，无法在短时间内降解，造成严重 浪费。随着石油资源的日益稀缺和国际油价受政治经济因素的影响，合成 塑料树脂价格日益提升，加之人们环境意识的不断提高，塑料的循环利用 越来越受到各国重视。由于废旧洗衣机内桶，受热、光、微生物等作用， 分子链发生了不同程度的降解，使其力学性能大幅度降低，将失去基本的 使用价值。另外，由于废旧洗衣机内桶的回收料通常粘附有大量的泥沙、 螺丝钉、标识纸、泡沫等杂质，这些杂质也给聚丙烯的回收应用带来许多 困难。不加处理直接回收得到的聚丙烯性能差、杂质多和外观均无法满足 基本使用要求。因此，对于回收的洗衣机内桶料需要进行后处理，并添加 适当的助剂才能真正回收应用。目前汽车用聚丙烯的量越来越大，对于汽 车内饰用聚丙烯材料来说，需要材料具有更低的气味、总碳、雾度，废旧 洗衣机内桶聚丙烯料回收料难以用于汽车内饰，但汽车外饰件材料主要需 要满足力学性能和耐候性，如能研究出废旧洗衣机内桶料的改性配方，经 过后处理应该可以满足相关要求。
现有采用废旧料制备材料的技术也已有报道，如，中国专利申请 CN201010134971.7公开了一种以废旧聚丙烯塑料件为原料的改性复合材 料及其制备方法，该改性复合材料由以下按重量百分比计的组分组成:聚 丙烯原生料0～95%、回收PP5%～100%、填料0～60%、增韧剂0～20%、 偶联剂0～1.5%、热稳定剂0～1%、光稳定剂0～1%、加工助剂0～1%和 成核剂0～1%，制备包括以下步骤:将上述物料高速搅拌混合均匀，得到 混合料；将混合料在挤出设备内以180℃～235℃的温度下熔融共混，挤 出造粒；挤出、拉条、冷却、切粒，得到改性复合材料。该改性复合材料 可用于汽车配件、家电、周转箱、地台板、管材等。该改性复合材料中主 要的基体原料为聚丙烯原生料，回收PP的利用率很低，且制得的改性复 合材料的性能较差，当增大回收PP的用量的时候改性复合材料的性能急 剧下降。
发明内容
本发明提供了一种利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，具有优异的 性能，可代替高流动性PP共聚新料用作汽车外饰件的材料。
一种利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，由以下重量百分含量的原 料组成：
所述的废洗衣机内桶料选用废弃的由聚丙烯注塑的洗衣机内桶料，进 一步优选废弃的由共聚聚丙烯注塑的洗衣机内桶料。废旧洗衣机内桶共聚 聚丙烯料相对于一般的废旧聚丙烯料具有更好的流动性、冲击性能和稳定 性，适合于汽车制件材料要求。从利于实际生产考虑，所述的废洗衣机内 桶料为直径小于10mm的碎片，水分含量≤0.3%（重量百分比）。
所述的相容剂选用马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯中的一种 或两种，可选用市售产品。由于聚丙烯为非极性材料，与极性材料相容性 差，而废旧洗衣机内桶料杂质较多，且有些会是喷漆的废旧洗衣机内桶料， 或者留有喷漆标识，这些都是属于极性物质，因此相容剂的作用就在于将 非极性的聚丙烯材料与极性物质能有效混合，增强两相界面间的粘结，达 到良好的力学性能。
所述的复合光热稳定剂选用市售的受阻酚抗氧剂（如抗氧剂1010 等）、亚磷酸酯类抗氧剂（如抗氧剂168等）、硫酯类抗氧剂（如抗氧剂硫 代二丙酸双硬脂基酯(DSTP)等）、受阻胺光稳定剂（如944(汽巴)等）、金 属离子钝化剂中的至少两种。废旧的洗衣机内桶料的耐候性较差，易降解， 为了有效利用资源、延长聚丙烯寿命，添加复合光热稳定剂是必须的，这 种复合光热稳定剂能防止废旧洗衣机内桶PP料在生产过程中的降解，同 时提高产品在使用过程中的耐热性、耐光性及变色性，且能有效满足汽车 外饰件材料的耐候性能。
所述的润滑剂选用市售的聚丙烯蜡、脂肪酸、脂肪酰胺、脂肪酸金属 盐（如硬脂酸钙等）中的一种或两种，其能改善废旧洗衣机内桶PP料的 加工性能，降低加工能耗，此外，硬脂酸金属盐除有外润滑作用外，还有 一定改善流动性和中和残留酸性物质的作用。所述的聚丙烯蜡优选聚丙烯 均聚物蜡，因该蜡具有高热稳定性，更适合用于废旧塑料加工。
所述的聚丙烯料，进一步优选由以下重量百分含量的原料组成：
所述的废洗衣机内桶料为废弃的由共聚聚丙烯注塑的洗衣机内桶料；
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯中的一种或 两种；
所述的复合光热稳定剂由受阻酚抗氧剂、受阻胺光稳定剂两种和亚磷 酸酯抗氧剂、硫酯抗氧剂中的一种组成；
所述的润滑剂为聚丙烯蜡或硬脂肪酸钙。
所述的聚丙烯料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将回收的废洗衣机内桶破碎成直径小于10mm的碎片，将碎片经 洗涤除去泥沙及金属并离心甩干后干燥至水分含量≤0.3%（重量百分比）；
（2）将步骤（1）干燥好的废洗衣机内桶碎片与相容剂、复合光热稳 定剂和润滑剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中挤出后经过水冷、切粒， 制得聚丙烯料；
其中，双螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为：190℃-200℃、 200℃-220℃、220℃-230℃、220℃-230℃、220℃-230℃、220℃-230℃、 220℃-230℃、220℃-230℃，模头的温度为230℃。
所述的双螺杆挤出机的进料口处安装有磁铁架，这能进一步有效分出 废旧洗衣机破碎料中的铁杂质，提高产品的纯度，同时减少金属杂质对双 螺杆挤出机的损伤。
所述的双螺杆挤出机的模头安装有300目金属过滤网，这能进一步有 效过滤废旧洗衣机内桶料中未彻底清洗干净的固体杂质（如石块、金属 等），提高产品纯度。
所述的双螺杆挤出机选用本领域常用的通用设备即可。
所述的聚丙烯料具有优异的性能，可代替高流动性PP共聚新料用作 汽车外饰件的材料，用于制备汽车外饰件。
本发明具有如下有益效果：
本发明利用废洗衣机内桶料制备的聚丙烯料，具有与PP共聚新料（即 直接利用聚丙烯、聚乙烯为原料合成的PP共聚新料）相当的力学性能和 流动加工性能，杂质少，可部分或全部代替PP新料用作汽车外饰件用材 料。
本发明将废弃物进行再利用，减少了环境污染、实现了资源循环利用， 具有极大的社会效应和经济效益。
本发明制备方法操作简单，无需特殊的设备，成本低，适于工业化生 产。
具体实施方式
实施例1
将回收的废弃的由共聚聚丙烯注塑的洗衣机内桶加入高速破碎机中 破碎为直径小于10mm的碎片，然后倒入大型滚筒水洗机中洗去泥沙及金 属并离心甩干，随后使用料斗式烘箱将其干燥至水分含量为0.3%（重量 百分比）。
将96Kg上述干燥好的废旧洗衣机内桶碎片与3Kg马来酸酐接枝聚丙 烯：CMG9801（日之升）、0.2Kg受阻酚类抗氧剂：抗氧剂1010（雅宝）、 0.2Kg亚磷酸酯类抗氧剂：抗氧剂168（雅宝）、0.2Kg受阻胺类光稳定剂： 770（汽巴）和0.4Kg聚丙烯均聚物蜡（霍尼韦尔A-C 1754）在高速（1450 转/分钟）混合机中高速混合2min后，从第一加料器（主喂料，进料口处 安装有磁铁架）加入模头安装有300目金属过滤网的双螺杆挤出机中，双 螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为：195℃±5℃、210℃±10℃、 225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225 ℃±5℃，模头的温度为230℃，挤出后经过水冷、切粒，然后包装，制 得汽车外饰用PP粒料。
实施例2
按实施例1中的处理方式将回收的废旧洗衣机内桶处理达到要求后， 将98Kg上述干燥好的废洗衣机内桶碎片与1.0Kg马来酸酐接枝聚丙烯 Bondyram 1001（壮景化工）、0.3Kg受阻酚类抗氧剂：抗氧剂1010（雅宝）、 0.3Kg硫酯类抗氧剂：抗氧剂DSTP（雅宝）和0.2Kg受阻胺类光稳定剂： 944（汽巴）0.2Kg硬脂酸钙在高速混合机中高速（1450转/分钟）混合2min 后，从第一加料器（主喂料，进料口处安装有磁铁架）加入模头安装有 300目金属过滤网的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机由进料段到机头的温 度依次为：195℃±5℃、210℃±10℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225 ℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃，模头的温度为230℃， 挤出后经过水冷、切粒，然后包装，制得汽车外饰用PP粒料。
实施例3
按实施例1中的处理方式将回收的废旧洗衣机内桶处理达到要求后， 将96Kg上述干燥好的废洗衣机内桶碎片与3.0Kg马来酸酐接枝聚丙烯（日 之升马来酸酐接枝聚丙烯CMG5001）、0.3Kg受阻酚类抗氧剂：抗氧剂1010 （雅宝）、0.3Kg硫酯类抗氧剂：抗氧剂DSTP（雅宝），0.2Kg受阻胺类光 稳定剂：944（汽巴）和0.2Kg硬脂酸钙在高速（1450转/分钟）混合机中 高速混合2min后，从第一加料器（主喂料，进料口处安装有磁铁架）加 入模头安装有300目金属过滤网的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机由进料 段到机头的温度依次为：195℃±5℃、210℃±10℃、225℃±5℃、225 ℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃、225℃±5℃，模头的 温度为230℃，挤出后经过水冷、切粒，然后包装，制得汽车外饰用PP 粒料。
将上述汽车外饰用PP粒料在鼓风干燥箱中于100℃放置2小时，然 后由注射成型机制备成测试样条，进行性能测试，结果见下表：
注：表中的对比材料1为不加任何处理的废旧洗衣机内桶料性能。
对比材料2为上海石化共聚聚丙烯牌号M2600R，该材料为目前洗衣 机桶、汽车部件专用新料。
结论：从上述测试数据可看出，本发明的废洗衣机内桶料制备汽车外 饰用聚丙烯料具有与PP新料相当的力学性能和流动加工性能，且由于添 加了复合光热稳定剂，使得材料具有优良的耐热老化性能，适合用于汽车 外饰件。