專利名稱：用于重物包裝編織袋的廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物及其扁絲的制備方法
技術領域：
本發明涉及用于制備重物包裝編織袋的材料，特別是一種用于制備重物包裝編織袋的廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物及其扁絲的制備方法，屬于高分子復合材料制備、塑料成型加工及廢舊塑料回收利用領域。
背景技術：
隨著社會和科技的高速發展，塑料制品在人們生活中扮演者重要而又不可替代的角色，它的使用量更是大的驚人，然而，很多塑料制品在自然條件下是不可降解的，這就意味著將面臨著無法回避的“白色污染”。雖然這種對環境的影響更多的體現在視覺感官上， 還不至于像汽車尾氣或殘留農藥那樣對人造成直接的危害，但仍然要從長遠的、更為負責的角度認真對待這種負面影響。因此，廢舊塑料的回收與利用，既是塑料工業持續發展的關鍵，又是解決生態環境污染的重要舉措，引起了廣泛關注，投入了大量的人力、物力，進行了大量的研究工作，取得了許多成就。聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)主要用于生產纖維、飲料瓶、食用油瓶等。我國每年PET瓶廢棄量達700萬噸以上，其中一半左右回收作為短纖維使用，附加值低，還有近一半需要尋找新的回收出路。聚丙烯(PP)是目前產量及用量較大的通用型塑料，在國民經濟各領域均得到了廣泛的應用。近十年來，我國聚丙烯消費量以年均17. 59%的速度增長，大大超過了世界平均增上水平。旺盛的市場需求也催生了聚丙烯產能和產量的快速增長。目前我國全年PP塑料編織袋產量達1200萬噸，已成為我國聚丙烯消費量最大的領域，其每年廢棄量很大。PP的回收利用已很普及，但由于PP不耐老化，而且多次加工后產生降解，分子量下降，利用其制備的產品強度低。而PET強度高，耐老化，因此將廢舊PET與廢舊PP進行共混改性，既擴大了回收PET的應用范圍，又滿足了 PP的市場需求，更為主要的是共混改性可以實現回收PET與聚丙烯在性能和成本上的互補。廢棄PET與回收PP的再利用與循環經濟密切相關，已經成研究的熱點。全國塑編行業2011年產量達1200萬噸，是塑料加工領域最大的行業之一，市場容量巨大，如果按前期10%的市場占有率，則全年就需求120萬噸。如能在塑編行業應用將是廢舊PET瓶片新的回收利用增長點，推廣以后，全年即可回收利用360萬噸，對保護環境和支持可持續發展具有重要的意義。目前國內外均未見廢舊PET/PP復合材料制絲和編織的報道，有一些PET/PP共混合金材料的報道，主要集中在兩者相容性的改善上，使用不同相容劑來提高兩者的相容性，研究了復合材料的力學性能，但使用該復合材料制備單絲進而編織成袋還未見報道。

發明內容
本發明實施方式要解決的技術問題是提供一種用于重物包裝編織袋的廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物及其扁絲的制備方法，可有效利用回收聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯制得低成本、高強度用于重物包裝編織袋的組合物。本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明實施方式提供一種用于重物包裝編織袋的廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物，該組合物由廢舊聚丙烯組合物和廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物按I :0. 8 I. 5的重量比組成，其中，廢舊聚丙烯組合物包含按質量份計的以下組分廢舊聚丙烯60 80;線性低密度聚乙烯5 10 ; 相容劑10 14;抗氧劑0.45;填充劑30 ；廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物包含按質量份計的以下組分廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯 20 40;擴鏈劑0. I 0. 9 ;抗氧劑0.1 0.3。本發明實施方式提供一種用于重物包裝編織袋的廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物扁絲的制備方法，包括以下步驟按權利要求I的配方取廢舊聚丙烯組合物和廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的各原料；將制備廢舊聚丙烯組合物的廢舊聚丙烯、相容劑、線性低密度聚乙烯、抗氧劑和填充劑加入高速混合機中，在500 1500轉/分鐘條件下高速混合I 2分鐘后出料，將得到的廢舊聚丙烯混合物加入到第一擠出機中熔融混煉；將制備廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的廢舊聚對苯二甲酸乙二醇、擴鏈劑和抗氧劑加入到高速混合機中，在500 1500轉/分鐘條件下高速混合到150°C得到廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物，在密閉狀態下將得到的廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物輸送到第二擠出機中進行擴鏈反應；將兩臺擠出機中的擠出熔體加入到第三擠出機中進行共混，經第三擠出機的熔體計量泵和T型機頭擠出一水槽冷卻一拉膜一分切一熱拉伸取向一熱定型一收卷后，制備得到廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物扁絲。由上述提供的技術方案可以看出，通過向廢舊PP組合物中加入廢舊PET組合物，使得到的組合物成本低，在用該組合物制備重物包裝編織袋的扁絲時，其強度提高，能滿足制備重物包裝用編織袋的要求，并且由于廢舊PET的回收成本比廢舊PP的低，可有效降低扁絲以及編制袋的成本，同時有利于廢舊塑料的資源化再利用，為廢舊PET的回收利用開辟了新的途徑，有利于環境保護及可持續發展。
具體實施例方式下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
本發明實施例提供一種廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物，是一種可用于重物包裝編織袋的材料，該組合物由廢舊聚丙烯組合物和廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物按I :0. 8 I. 5的重量比組成，其中，廢舊聚丙烯組合物(廢舊PP組合物)包含按質量份計的以下組分廢舊聚丙烯(廢舊PP)60 80;線性低密度聚乙烯(LLDPE) 5 10 ;相容劑10 14 ;抗氧劑0.45;填充劑30 ； 廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物(廢舊PET組合物)包含按質量份計的以下組分廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯(廢舊PET) 20 40;擴鏈劑0. I 0. 9 ;抗氧劑0.1 0.3。上述組合物中，廢舊聚丙烯采用各種廢舊編織袋、廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶標簽等。上述組合物中，線性低密度聚乙烯(LLDPE)的熔融指數(MI)為0. I 5，優選MI=I 3。LLDPE的加入可以提高廢舊PP/PET混合物的斷裂伸長率。上述組合物中，相容劑為聚烯烴-馬來酸酐(MAH)接枝共聚物，優選HDPE-g_MAH、POE-g-MAH、LLDPE-g-MAH、LLDPE-g-MAH、PP-g-MAH 中的一種或至少兩種的混合物。PET 屬于極性聚合物，PP屬非極性聚合物，兩者溶解度參數相差較大，屬于熱力學不相容體系。相容劑起到“表面活性劑”作用，減小界面張力，增加界面黏結強度，減小分散尺寸，從而提高相容性。上述組合物中，所采用的填充劑為碳酸鈣或滑石粉，優選碳酸鈣。添加填充劑，不僅可以大大降低成本，還可以提高復合材料的性能。碳酸鈣一般采用填充母粒，其價格低廉，白度高，同時對塑料沖擊韌性影響小，因此優選碳酸鈣。上述組合物中，擴鏈劑采用環氧類擴鏈劑或酸酐類擴鏈劑或它們的混合物。優選采用環氧類SAG-008和/或均苯四甲酸二酐(PDMA)。由于回收PET在使用和加工過程中經歷生物、熱、氧、機械等作用引起分子鏈的斷裂，分子量下降，導致熔體強度下降，因此添加擴鏈劑來提高廢舊PET的分子量，進而提高復合材料的拉絲工藝性能和力學性能。上述組合物中，所述廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯采用廢舊聚酯瓶片，可采用回收的礦泉水瓶、可樂瓶、純凈水瓶以及純凈水桶等制成的廢舊聚酯瓶片，可對廢舊聚酯瓶片清洗并干燥至少八個小時，保證其干凈、干燥。上述組合物中，廢舊PP組合物以及廢舊PET組合物中所采用的抗氧劑均為抗氧劑1010和168的混合物，混合物中抗氧劑1010與抗氧劑168的質量比為I :1 I :5，優選I :2。由于PP和PET在加工過程中易產生氧化降解，因此必須添加抗氧劑來阻止或減少回收料的氧化降解。本發明實施例還提供一種用于重物包裝編織袋的廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物扁絲的制備方法，是一種采用單螺桿擠出一雙螺桿增粘一雙螺桿共混一熔體泵計量一成膜一制扁絲工藝流程，該方法具體包括以下步驟按上述配方取廢舊聚丙烯組合物和廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的各原料；將制備廢舊聚丙烯組合物的廢舊聚丙烯、相容劑、線性低密度聚乙烯、抗氧劑和填充劑加入高速混合機中，在500 1500轉/分鐘條件下高速混合I 2分鐘后出料，將得到的廢舊聚丙烯混合物加入到第一擠出機中熔融混煉；將制備廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的廢舊聚對苯二甲酸乙二醇、擴鏈劑和抗氧劑加入到高速混合機中，在500 1500轉/分鐘條件下高速混合到150°C得到廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物，在密閉狀態下將得到的廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物輸送到第二擠出機中進行擴鏈反應；將兩臺擠出機中的擠出熔體按I :0. 8 I. 5的重量比(即廢舊聚丙烯組合物廢
舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的重量比為I :0. 8 I. 5)加入到第三擠出機中進行共混，經第三擠出機的熔體計量泵和T型機頭擠出一水槽冷卻一拉膜一分切一熱拉伸取向一熱定型一收卷后，制備得到廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物扁絲。上述方法中，制備廢舊聚丙烯組合物的第一擠出機采用單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機，其長徑比為25 33，擠出溫度為200 250°C ;優選采用單螺桿擠出機，其長徑比為25 33，優選28 30，擠出溫度在200 250°C之間。單螺桿擠出機吃料量大，特別適用于絲狀、片狀等廢舊PP的進料。上述方法中，制備廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的第二擠出機采用雙螺桿擠出機，其螺桿長徑比為28 36，螺桿組合為中低剪切速率組合，擠出溫度為180 240°C。雙螺桿混合效果好，便于擴鏈劑充分分散，擴鏈效果好。上述方法中，共混廢舊聚丙烯組合物和廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的第三擠出機采用雙螺桿擠出機，其螺桿長徑比為28 36，螺桿組合為中剪切速率組合，擠出溫度為180 240°C，在成膜機頭前設有熔體計量泵，廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物扁絲取向溫度為240 280°C，拉伸比為5 7，熱定型溫度為220 260°C。由于在PP中加入了 PET，而PET熔點高，不易拉伸取向，制扁絲難度大，因此拉伸工藝要掌握好。雙螺桿混合效果好，可使PP和PET充分混合，相容性提高。在成膜機頭前加裝熔體計量泵，提高出料平穩性。下面對本發明實施例作進一步地詳細描述。本發明是廢舊PP/PET用于制備扁絲的組合物及制備方法，該組合物可以用于塑編行業中。為便于理解，下面結合實施例對本發明的具體實施過程作進一步說明。對比例及實施例1-3及對比例對比例采用廢舊聚丙烯(一級回收料)為原料，通過單螺桿擠出機經擠出一拉膜一分絲一取向一定形一卷取后得到傳統的扁絲。實施例I — 3及對比例配方見表I。表I實施例I 一 3及對比例的廢舊PP/廢舊PET組合物配方表
權利要求
1.一種用于重物包裝編織袋的廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物，其特征在于，該組合物由廢舊聚丙烯組合物和廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物按I :0. 8 I. 5的重量比組成，其中， 廢舊聚丙烯組合物包含按質量份計的以下組分 廢舊聚丙烯60 80 ; 線性低密度聚乙烯5 10; 相容劑10 14 ; 抗氧劑O. 45 ； 填充劑30 ； 廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物包含按質量份計的以下組分 廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯 20 40; 擴鏈劑O. I O. 9 ; 抗氧劑O. I O. 3。
2.根據權利要求I所述的組合物，其特征在于，所述廢舊聚丙烯采用各種廢舊編織袋和/或廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯瓶標簽。
3.根據權利要求I或2所述的組合物，其特征在于，所述線性低密度聚乙烯的熔融指數為O. I 5 ; 所述相容劑為聚烯烴-馬來酸酐接枝共聚物。
4.根據權利要求3所述的組合物，其特征在于，所述聚烯烴-馬來酸酐接枝共聚物選自HDPE-g-MAH、POE-g-MAH、LLDPE-g-MAH、LLDPE-g-MAH、PP-g-MAH 中的一種或至少兩種的混合物。
5.根據權利要求I所述的組合物，其特征在于，所述填充劑彩碳酸鈣或滑石粉。
6.根據權利要求I所述的組合物，其特征在于，所述廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯采用廢舊聚酷瓶片； 所述擴鏈劑采用環氧類擴鏈劑或酸酐類擴鏈劑或它們的混合物。
7.根據權利要求I或6所述的組合物，其特征在于，所述廢舊聚丙烯組合物或廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物包含的抗氧劑為抗氧劑1010和168的混合物，抗氧劑1010與168的質量比為I :1 I :5。
8.一種用于重物包裝編織袋的廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物扁絲的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 按權利要求I的配方取廢舊聚丙烯組合物和廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的各原料； 將制備廢舊聚丙烯組合物的廢舊聚丙烯、相容劑、線性低密度聚乙烯、抗氧劑和填充劑加入高速混合機中，在500 1500轉/分鐘條件下高速混合I 2分鐘后出料，將得到的廢舊聚丙烯混合物加入到第一擠出機中熔融混煉； 將制備廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的廢舊聚對苯二甲酸乙二醇、擴鏈劑和抗氧劑加入到高速混合機中，在500 1500轉/分鐘條件下高速混合到150°C得到廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物，在密閉狀態下將得到的廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物輸送到第二擠出機中進行擴鏈反應；將兩臺擠出機中的擠出熔體按I :0. 8 I. 5的重量比加入到第三擠出機中進行共混，經第三擠出機的熔體計量泵和T型機頭擠出一水槽冷卻一拉膜一分切一熱拉伸取向一熱定型一收卷后，制備得到廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物扁絲。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述制備廢舊聚丙烯組合物的第一擠出機采用單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機，其長徑比為25 33，擠出溫度為200 250°C ； 所述制備廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的第二擠出機采用雙螺桿擠出機，其螺桿長徑比為28 36，螺桿組合為中低剪切速率組合，擠出溫度為180 240°C ； 所述共混廢舊聚丙烯組合物和廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物的第三擠出機采用雙螺桿擠出機，其螺桿長徑比為28 36，螺桿組合為中剪切速率組合，擠出溫度為180 240°C，在成膜機頭前設有熔體計量泵，廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物扁絲取向溫度為240 280°C，拉伸比為5 7，熱定型溫度為220 260°C。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述制備廢舊聚丙烯組合物的第一擠出機采用單螺桿擠出機，其長徑比為28 30。
全文摘要
本發明公開了一種用于重物包裝編織袋的廢舊聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物及其扁絲的制備方法，該組合物由廢舊聚丙烯組合物和廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物組成，其中，廢舊聚丙烯組合物包含廢舊PP、LLDPE、相容劑、抗氧劑和填充劑；廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物包含廢舊PET、擴鏈劑和抗氧劑。其扁絲的制備方法采用單螺桿擠出－雙螺桿增粘－雙螺桿共混－熔體泵計量－成膜－制扁絲工藝流程。該組合物成本低，能制備出強度滿足重物包裝編織袋的扁絲，該方法提供了廢舊聚酯瓶回收利用的新途徑和新用途，有利于廢舊聚酯瓶的回收利用，從而有利于資源循環利用和保護環境。
文檔編號C08L67/02GK102977453SQ20121045673
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月14日 優先權日2012年11月14日
發明者楊明山, 高保平, 劉冰, 施剛, 徐偉, 趙安俊 申請人:江蘇森帝塑業有限公司, 北京石油化工學院