CN103131071A

CN103131071A - 一种交联剂改性聚乙烯土工格栅及其制造方法

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Publication number: CN103131071A
Application number: CN2011103969314A
Authority: CN
Inventors: 郭熙; 程宗瑰; 何迪春; 张建平
Original assignee: Nanchang Teamgo New Materials Co Ltd
Current assignee: Nanchang Teamgo New Materials Co Ltd
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2013-06-05

Abstract

一种交联剂改性聚乙烯土工格栅，其组分及其百分比含量分别为65～70％的HDPE、21～26％的LLDPE、0.5～1％的DCP、0.5～2％的A-151、0.5～1％的DBTDL和4.5～5％炭黑含量至少为45％的色母。其制造方法，包括步骤：1)制造母粒：将部分HDPE和LLDPE、DCP、A-151、DBTDL进行共混，再将共混物通过螺杆挤出机经160～200℃熔融挤制母粒；2)母粒、色母和剩余的HDPE共混：3)板材成型；4)冲孔；5)拉伸。本发明的韧性显著提高，特别是筋部脆裂现象有明显改善，且成本也明显降低。单肋拉伸长度增加10～20％，强度提高5～10％，产品克重下降20～30％。

Description

一种交联剂改性聚乙烯土工格栅及其制造方法

技术领域

本发明涉及土工格栅，特别是涉及一种交联剂改性聚乙烯土工格栅及其制造方法。

背景技术

改性聚乙烯(Polyethylene，缩略词为PE)土工格栅的组分及其百分比含量决定了产品性能和价格成本。现有聚乙烯土工格栅尚存在韧性不足，特别是筋部易发生脆裂现象。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种交联剂改性聚乙烯土工格栅。

本发明所要解决的另一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法。

本发明的交联剂改性聚乙烯土工格栅技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种交联剂改性聚乙烯土工格栅，其组分包括聚乙烯。

这种交联剂改性聚乙烯土工格栅的特点是：

其组分聚乙烯包括百分比含量为65％～70％的高密度聚乙烯(HighDensity Polyethylene，缩略词为HDPE)和百分比含量为21％～26％的线性低密度聚乙烯(Linear Low Density Polyethyllene，缩略词为LLDPE)，所述HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，其机械强度高于LLDPE，所述LLDPE具有比一般低密度聚乙烯更窄的分子量分布，同时具有线性结构使其有着不同的流变特性，与HDPE相比具有优良抗低温冲击性、抗环境应力开裂性、抗蠕变性，只是机械强度较低，采用百分比含量为65％～70％的HDPE与百分比含量为21％～26％LLDPE的组合的综合性能明显高于采用百分比含量为90％～96％的HDPE。

主要组分HDPE是用于制作土工格栅的原材料中刚性最佳的一种，且蠕变性能较好，另一主要组分LLDPE的柔软性较好。如果HDPE百分比含量高于70％，其交联后的材料强度虽有提高，但其韧性及二次拉伸性能均大幅下降；如果HDPE百分比含量低于65％，其二次拉伸性能及韧性虽均有所提高，但交联后的材料强度却下降较多。

还包括其它组分及其百分比含量如下：

聚乙烯交联剂 0.5％～1.0％；

聚乙烯交联助剂 0.5％～2.0％；

稳定剂 0.5％～1.0％；

炭黑含量至少为45％的色母 4.5％～5.0％。

本发明的交联剂改性聚乙烯土工格栅技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述聚乙烯交联剂是过氧化二异丙苯(Dicumyl Peroxide，缩略词为DCP)和过氧化苯甲酰(Benzoyl Peroxide，缩略词为BPO)中的一种。所述DCP是一种聚乙烯交联剂，分子式是C₁₈H₂₂O₂，受热分解为化学活性很大的游离基，这些游离基夺取HDPE和LLDPE分子中的氢原子，使HDPE和LLDPE主链变为活性游离基，两个HDPE和LLDPE大分子游离基相互结合就产生交联，形成网状结构，以提高高分子材料的强度和韧性。所述BPO也是一种聚乙烯交联剂，分子式是C₁₄H₁₀O₄，与DCP的功能相同。所述聚乙烯交联剂的百分比含量如果高于1.0％，交联度过高，产品刚度上升，但其韧性及二次拉伸性能却大幅下降，甚至可能使产品成为热固性塑料；所述聚乙烯交联剂的百分比含量低于0.5％，交联度过低，HDPE不能形成三维网状结构，其韧性不能提高至符合改性的要求。

所述聚乙烯交联助剂是乙烯基三乙氧基硅烷(Vinyltriethoxysilane，商品名为A-151)和顺丁烯二酸酐(Maleic Anhydride，缩略词为MA)中的一种。所述A-151是一种硅含量为14.5％～15.5％的聚乙烯交联助剂，分子式是CH₂＝CHSi(OC₂H₅)₃，HDPE和LLDPE在DCP交联剂的作用下，可与交联助剂A-151作用，先发生接枝反应再进行交联，即含有不饱和链之有机硅烷接枝于HDPE与LLDPE主链以后再进行水解和缩合反应，最后达到交联目的。所述MA也是一种聚乙烯交联助剂，分子式是C₄H₂O₃，与A-151的功能相同。所述聚乙烯交联助剂的百分比含量如果高于2.0％，交联度过高，产品刚度上升，但其韧性及二次拉伸性能却大幅下降，甚至可能使产品成为热固性塑料；所述聚乙烯交联助剂的百分比含量低于0.5％，交联度过低，HDPE不能形成三维网状结构，其韧性不能提高至符合改性的要求。

所述稳定剂是二月桂酸二丁基锡(Dibutyltin Dilaurate，缩略词为DBTDL)。所述DBTDL分子式是C₃₂H₆₄O₄Sn，其功能是增强交联剂改性聚乙烯的稳定性能，防止其分解、老化。所述稳定剂的百分比含量如果高于1.0％，交联度过高，产品刚度上升，但其韧性及二次拉伸性能却大幅下降，甚至可能使产品成为热固性塑料；所述稳定剂的百分比含量低于0.5％，交联度过低，HDPE不能形成三维网状结构，其韧性不能提高至符合改性的要求。

所述色母是一种新型高分子材料专用着色剂，其炭黑含量至少是45％，是将超常量的炭黑均匀地载附于树脂之中而得到的聚集体。炭黑含量至少为45％的色母的百分比含量低于4.5％，炭黑含量达不到国家标准的规定，所述国家标准是GB/T 17689-2008《土工合成材料塑料土工格栅》引用的GB/T 13021-1991；炭黑含量至少为45％的色母的百分比含量高于5％，不仅增加制造成本，而且降低产品的强度，甚至增加制造过程中的不稳定性。

本发明的交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法包括常规的制造方法的如下步骤：1)制造母粒；2)母粒、色母和HDPE共混；3)板材成型；4)冲孔；5)拉伸。

这种交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法的特点是：

所述步骤1)制造母粒，是将百分比含量为21.0％～26.0％的一部分HDPE、百分比含量为21.0％～26.0％的LLDPE、百分比含量为0.5％～1.0％的聚乙烯交联剂、百分比含量为0.5％～2.0％的聚乙烯交联助剂和百分比含量为0.5％～1.0％的稳定剂进行共混，得到混合均匀的共混物，再将共混物通过平行双螺杆挤出机经160℃～200℃熔融挤出制成母粒；

所述步骤2)母粒、色母和HDPE共混，是将所述步骤1)制成的母粒、百分比含量为4.5％～5.0％的色母和剩余的另一部分HDPE进行共混，制得混合均匀的共混物；

所述步骤3)板材成型，是将步骤2)制得的共混物投入螺杆挤出机经160℃～220℃熔融挤出，熔体由三辊压机辊压制成板材；

所述步骤4)冲孔，是将步骤3)制成的板材由冲压机冲孔制得孔板；

所述步骤5)拉伸，是将步骤4)制得的孔板升温至80℃～100℃后拉伸制得成品。

本发明的交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述聚乙烯交联剂是DCP和BPO中的一种。

所述聚乙烯交联助剂是A-151和MA中的一种。

所述稳定剂是DBTDL。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的交联剂改性聚乙烯土工格栅与普通的聚乙烯土工格栅相比，韧性显著提高，特别是筋部脆裂现象有明显改善，且成本也明显降低。经过测试表明：土工格栅的单肋拉伸长度增加10％～20％，土工格栅单肋强度提高5％～10％，而产品克重下降20％～30％。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行说明。

具体实施方式一

一种交联剂改性聚乙烯土工格栅，其组分及其百分比含量如下：

HDPE 70％；

LLDPE 21％；

DCP 1％；

A-151 2％；

DBTDL 1％；

炭黑含量至少为45％的色母 5％。

其制造方法有以下步骤：

1)制造母粒

将百分比含量为21％的HDPE、百分比含量为21％的LLDPE、百分比含量为1％的DCP、百分比含量为2％的A-151和百分比含量为1％的DBTDL进行共混，得到混合均匀的共混物，再将共混物通过平行双螺杆挤出机经160℃～200℃熔融挤出制成母粒；

2)母粒、色母和HDPE共混

将步骤1)制成的母粒、百分比含量为5％的色母和剩余的百分比含量为49％的HDPE进行共混，制得混合均匀的共混物；

3)板材成型

将步骤2)制得的共混物投入螺杆挤出机经160℃～220℃熔融挤出，熔体由三辊压机辊压制成板材；

4)冲孔

将步骤3)制成的板材由冲压机冲孔制得孔板；

5)拉伸

将步骤4)制得的孔板升温至80℃～100℃后拉伸制得成品。

具体实施方式二

一种交联剂改性聚乙烯土工格栅，基本同具体实施方式一，区别在于：

(一)其组分及其百分比含量如下：

HDPE 68.0％；

LLDPE 26.0％；

DCP 0.5％；

A-151 0.5％；

DBTDL 0.5％；

炭黑含量至少为45％的色母 4.5％。

(二)其制造方法的步骤1)是将百分比含量为26％的HDPE与除色母外的其它组分进行共混。

(三)其制造方法的步骤2)是将步骤1)制成的母粒、百分比含量为4.5％的色母和剩余的百分比含量为42％的HDPE进行共混。

具体实施方式三

一种交联剂改性聚乙烯土工格栅，基本同具体实施方式二，区别在于：

(一)其组分及其百分比含量如下：

HDPE 65％；

LLDPE 26％；

DCP 1％；

A-151 2％；

DBTDL 1％；

炭黑含量至少为45％的色母 5％。

(二)其制造方法的步骤2)是将步骤1)制成的母粒、百分比含量为5％的色母和剩余的百分比含量为39％的HDPE进行共混。

具体实施方式四

一种交联剂改性聚乙烯土工格栅及其制造方法，基本同具体实施方式三，区别在于：组分DCP由BPO替代，百分比含量仍然是1％。

具体实施方式五

一种交联剂改性聚乙烯土工格栅及其制造方法，基本同具体实施方式四，区别在于：组分A-151由MA替代，百分比含量仍然是2％。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims

1.一种交联剂改性聚乙烯土工格栅，其组分包括聚乙烯，其特征在于：

其组分聚乙烯包括百分比含量为65％～70％的高密度聚乙烯HDPE和百分比含量为21％～26％的线性低密度聚乙烯LLDPE；

还包括其它组分及其百分比含量如下：

聚乙烯交联剂 0.5％～1.0％；

聚乙烯交联助剂 0.5％～2.0％；

稳定剂 0.5％～1.0％；

炭黑含量至少为45％的色母 4.5％～5.0％。

2.如权利要求1所述的交联剂改性聚乙烯土工格栅，其特征在于：

所述聚乙烯交联剂是过氧化二异丙苯DCP和过氧化苯甲酰BPO中的一种。

3.如权利要求1或2所述的交联剂改性聚乙烯土工格栅，其特征在于：

所述聚乙烯交联助剂是乙烯基三乙氧基硅烷A-151和顺丁烯二酸酐MA中的一种。

4.如权利要求1或2所述的交联剂改性聚乙烯土工格栅，其特征在于：

所述稳定剂是二月桂酸二丁基锡DBTDL。

5.一种交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法，包括常规的的制造方法的如下步骤：1)制造母粒；2)母粒、色母和HDPE共混；3)板材成型；4)冲孔；5)拉伸。其特征在于：

所述步骤2)的母粒、色母和HDPE共混，是将所述步骤1)制成的母粒、百分比含量为4.5％～5.0％的色母和剩余的另一部分HDPE进行共混，制得混合均匀的共混物。

6.如权利要求5所述的交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法，其特征在于：

7.如权利要求5或6所述的交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法，其特征在于：

8.如权利要求5或6所述的交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法，其特征在于：

所述稳定剂是二月桂酸二丁基锡DBTDL。

9.如权利要求5或6所述的交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法，其特征在于：

所述步骤3)的板材成型，是将步骤2)制得的共混物投入螺杆挤出机经160℃～220℃熔融挤出，熔体由三辊压机辊压制成板材。

10.如权利要求5或6所述的交联剂改性聚乙烯土工格栅制造方法，其特征在于：

所述步骤4)的冲孔，是将步骤3)制成的板材由冲压机冲孔制得孔板；

所述步骤5)的拉伸，是将步骤4)制得的孔板升温至80℃～100℃后拉伸制得成品。