一种利用汽车废玻纤塑料内饰件制备改性塑料粒料的方法

摘要

本发明公开了一种利用汽车废玻纤塑料内饰件制备改性塑料粒料的方法。本发明涉及两种方法一是利用汽车废玻纤塑料内饰件制备改性聚丙烯粒料的方法；二是利用汽车废玻纤塑料内饰件制备改性尼龙粒料的方法这两种方法。这两种方法都是把汽车废玻纤塑料内饰件切割成长度为8-15mm，宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料；再配以废聚丙烯碎块料或废尼龙碎块料，以及相容剂加入至双螺杆挤出机进行挤出，再通过塑料造粒机得到改性塑料母粒料。本发明不仅避免细小的玻璃纤维飞扬对工人身体健康的影响，而且利用无纺布、绒布及塑料对玻璃纤维的包裹和相容剂的作用，使玻璃纤维分散更均匀，使制品具有更高的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车和塑料工业领域，具体涉及一种利用汽车废玻纤塑料内饰件和废塑料 制备玻纤改性塑料粒料的方法。

背景技术

汽车玻璃纤维塑料内饰件的处理目前主要采用填埋和焚烧，但这些方法既浪费资源， 还污染环境。此外，也有一些实验室的相关研究。张静等研究用粉碎机将汽车内饰用废旧 板材边角料粉碎，在粉碎后的汽车顶棚用聚丙烯废料中添加新的聚丙烯、玻璃纤维、偶联 剂等通过烘干、混料、加热、压制等工艺制成板材。预热温度110℃、预热时间20min、 加热温度185℃、保温时间50min、成型压力2·33MPa时板材的压制成形性能和力学性 能最佳。(张静，姚正军，李建萍等.利用汽车内饰聚丙烯废料进行板材的研制.塑料工业， 2005年5月增刊；张静，姚正军，邱宁.回收汽车用废旧塑料制备复合板材的力学性能.材 料科学与工程学报，2006年第3期)。但破碎过程细小的玻璃纤维飞扬，会影响工人身体 健康，且破碎后玻璃纤维破损较大，需另外添加短切玻璃纤维。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术汽车塑料废料利用方法存在的问题，提供一种力学性 能良好，减少“浮纤”现象，且避免细小的玻璃纤维飞扬对工人身体健康的影响的利用汽 车废玻纤塑料内饰件制备改性塑料粒料的方法，实现变废为宝。

本发明利用汽车废玻纤塑料内饰件制备改性塑料粒料的方法涉及两种方法，一是利用 汽车废玻纤塑料内饰件制备改性聚丙烯粒料的方法；二是利用汽车废玻纤塑料内饰件制备 改性尼龙粒料的方法。这两种方法都是以把汽车废玻纤塑料内饰件切割为碎块，大大减少 对内饰件中玻璃纤维的损坏，从而得以再利用。并利用无纺布及绒布对玻璃纤维的包裹， 同时加入相容剂，使玻璃纤维更易于均匀地分散于改性塑料母粒料中，从而改善了玻璃纤 维加入到塑料中相当部分聚集于塑料制品表面，改善了制品外观，即减少所谓的“浮纤” 现象。这两种方法的切割过程中利用无纺布、绒布和塑料对玻璃纤维的包裹，也避免了细 小的玻璃纤维飞扬对工人身体健康的影响。这两种方法都是有效利用了汽车废弃物，实现 变废为宝。

本发明目的通过如下技术方案实现：

(1)一种利用汽车废玻纤塑料内饰件制备改性聚丙烯粒料的方法，包括如下步骤和工 艺条件：

(1)材料预处理：

把汽车废玻纤塑料内饰件切割成宽为8-15mm长条，再以横切机把这些长条切割成长度 为8-15mm，宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料，备用；采用塑料破碎机把废聚丙烯 破碎为长度小于14mm的废聚丙烯碎块料，备用；

(2)改性聚丙烯粒料的制备

将废聚丙烯碎块料、废玻纤塑料内饰件小块料和聚丙烯-马来酸酐接枝物相容剂的按质 量比1.00∶0.08～0.40∶0.01～0.04加入到双螺杆挤出机中；控制双螺杆挤出机温度于175 ℃～200℃，挤出条状改性聚丙烯于水冷却槽中冷却，成为直径为3～5mm的条状改性聚丙 烯；条状改性聚丙烯再通过塑料造粒机制备为直径3～5mm，长度3～6mm的改性聚丙烯粒 料。

进一步地，所述的汽车废玻纤塑料内饰件是指汽车顶棚内衬板以及汽车的车门或车身 的内衬板；其中内衬板组成：内层为玻璃纤维增强塑料，玻璃纤维增强塑料为聚丙烯或ABS 树脂；外层是无纺布或绒布；绒布成分主要是聚对苯二甲酸类塑料，无纺布成分主要是尼 龙和聚丙烯。

所述的废聚丙烯是指聚丙烯制品制备过程产生的水口枝和废品，以及聚丙烯制品使用 后报废物。

所述的双螺杆挤出机温度控制于175℃～200℃是指双螺杆挤出机加料段为175℃，此 后每段升高5℃，至第6-9段保持200℃，最后机头出料段温度下降为195℃。

(2)一种利用汽车废玻纤塑料内饰件制备改性尼龙粒料的方法，包括如下步骤和工艺 条件：

(1)材料预处理

以分条机把汽车废玻纤塑料内饰件切割成长度为8-15mm长条，再以横切机，把其切割 成长度为8-15mm，宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料，备用；

采用塑料破碎机，把废尼龙为长度小于14mm的废尼龙碎块料，备用；

(2)改性尼龙粒料的制备

将废尼龙碎块料、废玻纤塑料内饰件小块料和马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯相容剂 按质量比为：1.00∶0.08～0.40∶0.01～0.04加入到双螺杆挤出机中；控制双螺杆挤出机 温度于215℃～240℃，挤出条状改性尼龙于水冷却槽中冷却，成为直径为3～5mm的条状 尼龙；条状改性尼龙再通过塑料造粒机制备为直径3～5mm，长度3～6mm的改性尼龙粒料。

进一步地，所述的汽车废玻纤塑料内饰件是指汽车顶棚内衬板，以及汽车的车门或车 身的内衬板；内衬板组成：内层为玻璃纤维增强塑料，玻璃纤维增强塑料为聚丙烯或ABS 树脂；外层是无纺布或绒布；绒布成分主要是聚对苯二甲酸类塑料，无纺布成分主要是尼 龙和聚丙烯。

所述的废尼龙是指尼龙制品制备过程产生的水口枝和废品，以及使用后报废物。

所述的控制双螺杆挤出机温度于215℃～240℃是指双螺杆挤出机加料段为215℃，此 后每段升高5℃，至第6-9段保持240℃，最后机头出料段温度下降为235℃。

本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

(1)利用本技术制备得到的改性复合塑料粒料具有更好的力学性能。改性聚丙烯拉伸 强度提高12.0％-51.7％；冲击强度提高5.6％-53.2％；弯曲强度提高10.0％-46.5％。改性尼 龙拉伸强度提高10.3％-46.2％；冲击强度提高8.1％-38.5％；弯曲强度提高9.0％-45.7％。。

(2)本发明以分条机和横切机把汽车废玻纤塑料内饰件切割为碎块，大大减少了对内 饰件中玻璃纤维的损坏。

(3)本发明以分条机和横切机把汽车废玻纤塑料内饰件切割为小碎块，利用无纺布、 绒布及塑料对玻璃纤维的包裹，同时加入相容剂，使玻璃纤维更易于均匀地分散于改性塑 料母粒料中，从而改善了玻璃纤维加入到塑料中相当部分聚集于塑料制品表面，改善了制 品外观，即减少所谓的“浮纤”现象。

(4)现有技术中，在分离和破碎汽车废玻纤塑料内饰件的过程中，细小的玻璃纤维飞 扬，会影响工人身体健康。本发明以分条横切机把汽车废玻纤塑料内饰件切割为碎块，切 割过程利用无纺布、绒布和塑料对玻璃纤维的包裹，避免了细小的玻璃纤维飞扬对工人身 体健康的影响。

(5)利用了汽车废弃物，有利于资源综合利用和环境保护。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例 表述的范围。

实施例1改性聚丙烯粒料的制备

步骤和工艺条件如下：

(1)把汽车废玻纤塑料内饰件切割成宽为8-15mm长条，再以横切机把这些长条切割 成长度为8-15mm，宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料。该废玻纤塑料内饰件小块料 仍基本保持原内饰件内外层结构。汽车废玻纤塑料内饰件是指汽车顶棚内衬板。其组成内 层为玻璃纤维增强聚丙烯，其外层是无纺布或绒布。绒布成分主要是聚对苯二甲酸类塑料 (PET)，无纺布成分主要是聚丙烯(PP)。

(2)废塑料的破碎：采用塑料破碎机把聚丙烯制品制备过程产生的水口枝破碎为长度 小于14mm的碎块料。

(3)改性塑料粒料的制备：

A.将废聚丙烯：废玻纤塑料内饰件小块料：聚丙烯-马来酸酐接枝物(PP-g-MAH)相容剂 按质量比为：1.00∶0.24∶0.04，加入到双螺杆挤出机中。

B.双螺杆挤出机温度控制：双螺杆挤出机加料段为175℃，此后每段升高5℃，至第 6-9段保持200℃，最后机头出料段温度下降为195℃。挤出条状改性聚丙烯于水冷却槽中 冷却，成为直径为3～5mm的条状改性聚丙烯。

C.条状改性聚丙烯再通过塑料造粒机制备为直径3～5mm，长度3～6mm的改性聚丙 烯粒料。

(4)改性塑料粒料的强度：按照国家标准《塑料力学性能试验方法总则》GB/T1039-92 将玻纤复合塑料母粒制备成标准试样，并按照国家标准《塑料拉伸试验方法》GB/T1040-70、 《塑料悬臂梁冲击试验方法》GB/T1843-80及《塑料弯曲性能的测定》GB/T 9341-2008分 别测定废聚丙烯与改性聚丙烯粒料的拉伸强度、冲击强度及弯曲强度。结果见表1所示。

表1

  品种  拉伸强度(Mpa)   冲击强度(kJ/m²)  弯曲强度(Mpa)   废聚丙烯  20.30   21.94  35.25   改性聚丙烯  30.79   33.61  51.64

改性聚丙烯粒料强度提高幅度为：拉伸强度提高51.7％；冲击强度提高53.2％；弯曲强 度提高46.5％。

实施例2改性聚丙烯粒料的制备

步骤和工艺条件如下：

(1)把汽车废玻纤塑料内饰件切割成宽为8-15mm长条，再以横切机把这些长条切割 成长度为8-15mm，宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料。该废玻纤塑料内饰件小块料 仍基本保持原内饰件内外层结构。该废玻纤塑料内饰件小块料仍基本保持原内饰件内外层 结构。汽车废玻纤塑料内饰件是指汽车的车身内衬板。其组成内层为玻璃纤维增强聚丙烯， 其外层是无纺布或绒布。绒布成分主要是聚对苯二甲酸类塑料，无纺布成分主要是尼龙。

(2)废塑料的破碎：采用塑料破碎机把聚丙烯制品制备过程产生的废品破碎为长度小 于14mm的碎块料。

(3)改性塑料粒料的制备：

A.配比为：废聚丙烯：废玻纤塑料内饰件小块料：聚丙烯-马来酸酐接枝物(PP-g-MAH) 相容剂的质量比为：1.00∶0.08∶0.01，加入到双螺杆挤出机中。

B.双螺杆挤出机温度控制：双螺杆挤出机加料段为175℃，此后每段升高5℃，至第 6-9段保持200℃，最后机头出料段温度下降为195℃。挤出条状改性聚丙烯于水冷却槽中 冷却，成为直径为3～5mm的条状改性聚丙烯。

C.条状改性聚丙烯再通过塑料造粒机制备为直径3～5mm，长度3～6mm的改性聚丙 烯粒料。

(4)改性塑料粒料的强度：按照国家标准《塑料力学性能试验方法总则》GB/T1039-92 将玻纤复合塑料母粒制备成标准试样，并按照国家标准《塑料拉伸试验方法》GB/T1040-70、 《塑料悬臂梁冲击试验方法》GB/T1843-80及《塑料弯曲性能的测定》GB/T 9341-2008分 别测定废聚丙烯与改性聚丙烯粒料的拉伸强度、冲击强度及弯曲强度。结果见表2所示。

表2

  品种  拉伸强度(Mpa)   冲击强度(kJ/m²)   弯曲强度(Mpa)   废聚丙烯  20.30   21.94   35.25   改性聚丙烯  22.73   23.74   38.78

改性聚丙烯粒料强度提高幅度为：拉伸强度提高12.0％；冲击强度提高8.2％；弯曲强 度提高10.0％。

实施例3改性聚丙烯粒料的制备

步骤和工艺条件如下：

(1)把汽车废玻纤塑料内饰件切割成宽为8-15mm长条，再以横切机把这些长条切割 成长度为8-15mm，宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料。该废玻纤塑料内饰件小块料 仍基本保持原内饰件内外层结构。该废玻纤塑料内饰件小块料仍基本保持原内饰件内外层 结构。汽车废玻纤塑料内饰件是指汽车的车门内衬板。其组成内层为玻璃纤维ABS树脂 (丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)增强塑料；其外层是无纺布或绒布。绒布成分主要是 聚对苯二甲酸类塑料(PET)，无纺布成分主要是尼龙(PA)。

(2)废塑料的破碎：采用塑料破碎机把使用后报废的尼龙制品破碎为长度小于14mm 的碎块料。

(3)改性聚丙烯粒料的制备：

A.配比为：废聚丙烯：废玻纤塑料内饰件小块料：聚丙烯-马来酸酐接枝物(PP-g-MAH) 相容剂的质量比为：1.00∶0.35∶0.02，加入到双螺杆挤出机中。

B.双螺杆挤出机温度控制：双螺杆挤出机加料段为175℃，此后每段升高5℃，至第 6-9段保持200℃，最后机头出料段温度下降为195℃。挤出条状改性聚丙烯于水冷却槽中 冷却，成为直径为3～5mm的条状改性聚丙烯。

C.条状改性聚丙烯再通过塑料造粒机制备为直径3～5mm，长度3～6mm的改性聚丙 烯粒料。

(4)改性塑料粒料的强度：按照国家标准《塑料力学性能试验方法总则》GB/T1039-92 将玻纤复合塑料母粒制备成标准试样，并按照国家标准《塑料拉伸试验方法》GB/T1040-70、 《塑料悬臂梁冲击试验方法》GB/T1843-80及《塑料弯曲性能的测定》GB/T 9341-2008分 别测定废聚丙烯与改性聚丙烯粒料的拉伸强度、冲击强度及弯曲强度。结果见表3所示。

表3

  品种  拉伸强度(Mpa)   冲击强度(kJ/m²)   弯曲强度(Mpa)   废聚丙烯  20.30   21.94   35.25   改性聚丙烯  27.32   23.19   40.85

改性聚丙烯粒料强度提高幅度为：拉伸强度提高22.5％；冲击强度提高5.6％；弯曲强 度提高15.9％。

实施例4改性尼龙粒料的制备

步骤和工艺条件如下：

(1)把汽车废玻纤塑料内饰件切割成宽为8-15mm长条，再以横切机把这些长条切割 成长度为8-15mm，宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料。该废玻纤塑料内饰件小块料 仍基本保持原内饰件内外层结构。该废玻纤塑料内饰件小块料仍基本保持原内饰件内外层 结构。汽车废玻纤塑料内饰件是指汽车顶棚内衬板。其组成内层为玻璃纤维增强聚丙烯， 其外层是无纺布或绒布。绒布成分主要是聚对苯二甲酸类塑料(PET)，无纺布成分主要是 聚丙烯(PP)。

(2)废塑料的破碎：采用塑料破碎机把尼龙制品制备过程产生的水口枝破碎为长度小 于14mm的碎块料。

(3)改性塑料粒料的制备：

A.配比为：废尼龙66：废玻纤塑料内饰件小块料：聚丙烯-马来酸酐接枝线性低密度 聚乙烯(LLDPE一g一MAH)相容剂的质量比为：1.00∶0.24∶0.02，同时加入到双螺杆挤出 机中。

B.双螺杆挤出机温度控制：双螺杆挤出机加料段为215℃，此后每段升高5℃，至第 6-9段保持240℃，最后机头出料段温度下降为235℃。挤出条状塑料于水冷却槽中冷却， 成为直径为3～5mm的条状改性尼龙。

C.条状改性尼龙再通过塑料造粒机制备为直径3～5mm，长度3～6mm的改性尼龙粒 料。

(4)改性塑料粒料的强度：按照国家标准《塑料力学性能试验方法总则》GB/T1039-92 将玻纤复合塑料母粒制备成标准试样，并按照国家标准《塑料拉伸试验方法》GB/T1040-70、 《塑料悬臂梁冲击试验方法》GB/T1843-80及《塑料弯曲性能的测定》GB/T 9341-2008分 别测定废尼龙与改性尼龙粒料的拉伸强度、冲击强度及弯曲强度。结果见表4所示。

表4

  品种  拉伸强度(Mpa)   冲击强度(kJ/m²)   弯曲强度(Mpa)   废尼龙  72.52   54.34   122.07   改性尼龙  106.02   75.26   177.86

改性尼龙粒料强度提高幅度为：拉伸强度提高46.2％；冲击强度提高38.5％；弯曲强度 提高45.7％。

实施例5改性尼龙粒料的制备

步骤和工艺条件如下：

(1)把汽车废玻纤塑料内饰件切割成宽为8-15mm长条，再以横切机把这些长条切割 成长度为8-15mm，宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料。该废玻纤塑料内饰件小块料 仍基本保持原内饰件内外层结构。该废玻纤塑料内饰件小块料仍基本保持原内饰件内外层 结构。汽车废玻纤塑料内饰件是指汽车的车身内衬板。其组成内层为玻璃纤维增强聚丙烯， 其外层是无纺布或绒布。绒布成分主要是聚对苯二甲酸类塑料，无纺布成分主要是尼龙。

(2)废尼龙的破碎：采用塑料破碎机把尼龙制品制备过程产生的废品破碎为长度小于 14mm的碎块料。

(3)改性尼龙粒料的制备：

A.配比为：废尼龙6：废玻纤塑料内饰件小块料：马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯(LLDPE 一g一MAH)相容剂的质量比为：1.00∶0.35∶0.02，同时加入到双螺杆挤出机中。

B.双螺杆挤出机温度控制：双螺杆挤出机加料段为215℃，此后每段升高5℃，至第 6-9段保持240℃，最后机头出料段温度下降为235℃。挤出条状塑料于水冷却槽中冷却， 成为直径为3～5mm的条状改性尼龙。

C.条状改性尼龙再通过塑料造粒机制备为直径3～5mm，长度3～6mm的改性尼龙粒 料。

(4)改性塑料粒料的强度：按照国家标准《塑料力学性能试验方法总则》GB/T1039-92 将玻纤复合塑料母粒制备成标准试样，并按照国家标准《塑料拉伸试验方法》GB/T1040-70、 《塑料悬臂梁冲击试验方法》GB/T1843-80及《塑料弯曲性能的测定》GB/T 9341-2008分 别测定废尼龙与改性尼龙粒料的拉伸强度、冲击强度及弯曲强度。结果见表5所示。

表5

  品种  拉伸强度(Mpa)   冲击强度(kJ/m²)   弯曲强度(Mpa)   废尼龙  72.52   54.34   122.07   改性尼龙  79.92   59.18   134.40

改性尼龙粒料强度提高幅度为：拉伸强度提高10.2％；冲击强度提高8.9％；弯曲强度 提高10.1％。

实施例6改性尼龙粒料的制备

步骤和工艺条件如下：

(1)把汽车废玻纤塑料内饰件切割成宽为8-15mm长条，再以横切机把这些长条切割 成长度为8-15mm，宽度为3-8mm的废玻纤塑料内饰件小块料。该废玻纤塑料内饰件小块料 仍基本保持原内饰件内外层结构。该废玻纤塑料内饰件小块料仍基本保持原内饰件内外层 结构。汽车废玻纤塑料内饰件是指汽车的车门内衬板。其组成内层为玻璃纤维ABS树脂 (丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)增强塑料；其外层是无纺布或绒布。绒布成分主要是 聚对苯二甲酸类塑料(PET)，无纺布成分主要是尼龙(PA)。

(2)废塑料的破碎：采用塑料破碎机把使用后报废的尼龙制品破碎为长度小于14mm 的碎块料。

(3)改性复合塑料母粒料的制备：

A.配比为：废尼龙6：废玻纤塑料内饰件小块料：聚丙烯-马来酸酐接枝线性低密度聚 乙烯(LLDPE一g一MAH)相容剂的质量比为：1.00∶0.08∶0.01，同时加入到双螺杆挤出机 中。

B.双螺杆挤出机温度控制：双螺杆挤出机加料段为215℃，此后每段升高5℃，至第 6-9段保持240℃，最后机头出料段温度下降为235℃。挤出条状塑料于水冷却槽中冷却， 成为直径为3～5mm的条状改性尼龙。

C.条状改性尼龙再通过塑料造粒机制备为直径3～5mm，长度3～6mm的改性塑料粒 料。

(4)改性塑料粒料的强度：按照国家标准《塑料力学性能试验方法总则》GB/T1039-92 将玻纤复合塑料母粒制备成标准试样，并按照国家标准《塑料拉伸试验方法》GB/T1040-70、 《塑料悬臂梁冲击试验方法》GB/T1843-80及《塑料弯曲性能的测定》GB/T 9341-2008分 别测定废尼龙与改性尼龙粒料的拉伸强度、冲击强度及弯曲强度。结果见表6所示。

表6

  品种  拉伸强度(Mpa)   冲击强度(kJ/m²)   弯曲强度(Mpa)   废尼龙  72.52   54.34   122.07   改性尼龙  79.99   58.74   133.06

改性尼龙粒料强度提高幅度为：拉伸强度提高10.3％；冲击强度提高8.1％；弯曲强度 提高9.0％。

本发明利用以分条机和横切机把汽车废玻纤塑料内饰件切割为碎块，大大减少了对内 饰件中玻璃纤维的损坏而得以有效利用；且本发明以分条机和横切机把汽车废玻纤塑料内 饰件切割为小碎块，利用无纺布、绒布及塑料对玻璃纤维的包裹，同时加入相容剂，使玻 璃纤维更易于均匀地分散于改性塑料母粒料中，从而改善了玻璃纤维加入到塑料中相当部 分聚集于塑料制品表面，改善了制品外观，即减少所谓的“浮纤”现象。本发明制得的改 性复合塑料粒料具有更好的力学性能。其中改性聚丙烯拉伸强度提高12.0％-51.7％；冲击 强度提高5.6％-53.2％；弯曲强度提高10.0％-46.5％。改性尼龙拉伸强度提高10.3％-46.2％； 冲击强度提高8.1％-38.5％；弯曲强度提高9.0％-45.7％。

本发明以分条横切机把汽车废玻纤塑料内饰件切割为碎块，切割过程利用无纺布及绒 布对玻璃纤维的包裹，避免了细小的玻璃纤维飞扬对工人身体健康的影响，克服了现有技 术中，在分离和破碎汽车废玻纤塑料内饰件的过程中，细小的玻璃纤维飞扬对工人身体健 康的影响。

本发明真正利用了汽车废弃物，有利于资源综合利用和环境保护，实现变废为宝。