[发明专利]高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备方法

说明书

本发明提供高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备方法，适用于工业化大规模量产与回收处理可直接采用密炼机、挤出机等塑料加工方法来实现，在分子链部分降解的情况下也能够重新得到高性能树脂。制备方法包括：步骤1：称取石蜡油、引发剂、抗氧剂，功能单体、共单体，充分混合均匀备用；步骤2：将管材再生料聚乙烯与步骤1中混合液放入高速搅拌机中搅拌，得到混合料；步骤3：将混合料加入挤出机中熔融挤出，冷却、干燥切粒后，得到接枝物粒料；步骤4：将接枝物粒料与交联剂放入高速搅拌机中搅拌，得到混配料；步骤5：将混配料加入挤出机中熔融挤出，冷却、干燥切粒后，得到高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂。

技术领域

本发明属于环保再生技术领域，具体涉及高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备方法。

背景技术

根据中国塑料加工工业协会的数据，我国2019年塑料制品产量达到8184万吨，消费量约为6800万吨，折合人均48千克。有报道每回收利用1吨再生塑料，可节约5吨石油、减排3吨二氧化碳。中国物资再生协会报道：“再生资源利用是循环经济的重要组成部分。充分利用再生资源，既可以节约能源、减少污染排放，又能有效保护生态环境，是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。”塑料的原材料是石油，如果可以使更多的塑料进入再利用环节，将有效提高废塑料价值减少碳排放。热塑性材料内部大分子长链之间没有化学键将其相互连接，更多的是通过链与链之间的相互缠结来保持整个材料的形状，因此热塑性材料很容易在熔融状态下熔化、变形和加工。但是热塑性材料在使用周期内与循环加工中会伴随分子链的断裂与分解，力学性能与使用性能发生显著的下降。而热固性塑料在除去分子链之间的缠结以外，还有不可逆的键合将分子链与分子链之间相互连接，这种交联网络从而使其在使用过程中具有出色的力学性能和尺寸稳定性，但是热固性塑料熔融状态下无法熔融，没法二次加工成型，也几乎不可回收循环利用。

Rowan等[Rowan S J,Cantrill S J,Cousins G R L,et al.Dynamic covalentchemistry[J].Angewandte Chemie International Edition,2002,41(6):898-952.]提出的动态共价化学(dynamic covalent chemistry)为延长传统热塑性塑料生命周期提供了可能。动态共价化学涉及的是一系列可逆平衡的共价化学反应，其核心是可逆共价键的不断断裂和重构的动态平衡。

CN112480556A公开了一种动态交联的无卤阻燃电缆材料及制备方法，包括下列原料：三元乙丙橡胶、无机阻燃填料、分散剂、抗氧剂、苯硼酸酯动态阻燃交联剂。通过共混后在模具中成型后再经过电子加速器产生的高能电子束辐照交联处理，得到动态交联的无卤阻燃电缆材料苯硼酸酯共价键具有优异的酯交换能力，其构成的交联网络具备动态特性，在高温条件下，苯硼酸酯共价键发生断裂与重组，赋予交联材料再次热塑加工和回收再利用的性能，增加材料的使用寿命，减少资源浪费和环境问题。但高能电子束辐照交联工艺成本高，难以在塑料加工企业生产应用，同时一步辐照交联也会引起部分主链分子断裂而影响树脂的力学性能。

CN105153409A公开了一种具有热可逆化学交联特性的热塑性共聚酯组合物及其制备方法和用途。其所采用的共聚酯含有功能侧基(2-糠硫基)，由含2-糠硫基的二元酸或二元酸酯与二元酸和二元醇经过熔融共缩聚法制备得到，该共聚酯的2-糠硫基能与含有马来酰亚胺的交联剂在50-70℃发生Diels-Alder环加成反应实现化学交联，且能在高温下实现解交联，可实现多次热塑性加工并保持其力学性能不变。但该发明动态交联聚合物的基体材料是通过熔融共缩聚法制备，制备过程需要在树脂合成单位完成，需要专门的合成反应装备且流程复杂，无法在塑料成型加工制品企业独立完成，熔融共缩聚法也不能应用于最普遍应用的聚烯烃树脂的改性，不具有普适性，难以工业化推广应用。

因此，在回收树脂再生利用过程中，急待开发出一种成本低、再循环性能优异、工艺简单且具有普适性的方法。

发明内容