CN103789869A

CN103789869A - 一种利用pet生产扁丝的方法

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Publication number: CN103789869A
Application number: CN201410059274.8A
Authority: CN
Inventors: 郑兵; 章延举; 邱增明
Original assignee: ZHEJIANG WANKAI NEW MATERIALS CO Ltd
Current assignee: Wankai new materials Co., Ltd
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: CN103789869B

Abstract

本发明公开了一种利用PET生产扁丝的制备方法，包括如下步骤：1）PET聚酯切片，与增韧剂、抗氧剂、填充剂进行混合，并经干燥后的切片进入螺杆挤出机；2）在螺杆挤出机中，在250～290℃的温度条件下，将干燥后的切片进行熔融共混，发生扩链反应；3）所述熔体在吸附系统的作用下，经冷却后获得厚片；4）对步骤3）中的厚片进行加热、拉伸，获得初生扁丝，其中拉伸分为两步；5）所述初生扁丝进一步地冷却、展平，然后作静电消除处理，最后进行收卷，与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明生产的PET扁丝拉伸强度达到200MPa以上，断裂伸长率小于50%，可以应用于生产高性能的编织袋和集装袋领域。

Description

一种利用PET生产扁丝的方法

技术领域

本发明属于高分子材料加工领域，特别涉及一种利用PET生产高性能扁丝的制备方法。

背景技术

目前国内外生产、销售、使用的塑料编织袋，都是以聚丙烯树酯（PP）为原料制造扁丝，然后编织成编织袋包装物品。由于聚丙烯编织袋容易与包装物分离、质量轻、成本低，已广泛用于化工、矿产粉体、建材及粮食等大综产品的包装。但是，由于PP耐候性差、易氧化，导致其氧化降解，在存放过程中编织袋的机械强度，尤其抗冲击强度大幅降低，影响包装效果。聚酯（PET）编织袋的性能比聚丙烯编织袋的性能优越，主要表现在:由于聚酯扁丝的拉力强度大，是聚丙烯的2～3倍，更可以节省原料，降低生产成本;聚酯扁丝的耐老化能力很强，是聚丙烯的4倍；聚酯耐低温性好，使用温度-100℃；聚酯产品有较高的强度和模量、较好的弹性、耐磨性和耐冲击性、载荷下耐蠕变性好，在编织中不裂丝，且抗老化，不褪色。

如一专利号为ZL201110087765.X(公告号为CN102120868B)的中国发明专利《一种高拉伸强度再生性回收聚酯片材增韧工艺》公开了一种将PET切片、PET回收料和增韧剂（对苯二甲酸乙二醇酯、多元醇酸、硬脂酸酯等），经混合搅拌、结晶干燥、挤出塑化使得聚合物分子量增大，再经压光定型、冷却上光、切割制成聚酯片材，主要用于工程的塑料。目前，国内一些生产PP扁丝设备厂家和生产编织袋的厂家都在尝试利用废旧PET研制开发高性能、耐老化PET扁丝和编织袋，但多数厂家只是在原有PP扁丝生产线基础上做一些改进。因为PET的玻璃化温度较高，熔体粘度较小，分子链刚性大，重排运动缓慢，结晶速率低，以至于在PP扁丝生产线上生产PET扁丝断丝情况严重，无法正常连续生产。

如一申请号为CN200910196653.0(公告号为CN101659757A)的中国发明专利申请《一种用回收低粘度涤纶丝制造中粘度PET切片的方法》披露了这样一种使用环氧树脂类、二噁唑啉类和二异氰酸酯类物质作为扩链剂提高回收涤纶的粘度，制造中粘度PET切片的方法，其对PET进行了粘改性后用作工程塑料，未进行增韧改性。

日本专利JP2003049323A公开了一种利用再生PET生产扁丝的方法，该专利涉及了对PET进行增粘改性。生产流程为：熔融挤出→冷却→分切→牵伸→热定型→卷取。切刀会对扁丝分切面造成损伤，仍采用传热效率较低的热板加热牵伸方式，导致扁丝上下表面温度不均。

又如一专利号为ZL201110087765.X(公告号为CN102120868B)的中国发明专利《一种高拉伸强度再生性回收聚酯片材增韧工艺》公开了一种再生性回收聚酯片材增韧工艺，通过将PET切片、PET回收料和增韧剂（对苯二甲酸乙二醇酯、多元醇酸、硬脂酸酯等），经混合搅拌、结晶干燥、挤出塑化使得聚合物分子量增大，再经压光定型、冷却上光、切割制成聚酯片材，主要用于工程塑料。

而申请号为CN200910196653.0(公告号为CN101659757A)的中国发明专利申请《一种用回收低粘度涤纶丝制造中粘度PET切片的方法》还公布了一种使用环氧树脂类、二噁唑啉类和二异氰酸酯类物质作为扩链剂提高回收涤纶的粘度，制造中粘度PET切片的方法，其对PET进行了粘改性后用作工程塑料，未进行增韧改性。

综上所述，目前关于利用PET生产扁丝的技术中仍面临着对其原料配方及其加工工艺进行改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能提高扁丝拉伸强度和韧性度的利用PET生产扁丝的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该利用PET生产扁丝的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）PET聚酯切片，与增韧剂、抗氧剂、填充剂进行混合，所述的增韧剂为PET聚酯切片重量的1%～3%，所述抗氧剂为PET聚酯切片重量的0.01%～3%；所述填充剂为PET聚酯切片重量的0.1%～3%，并经干燥后的切片进入螺杆挤出机；

2）在螺杆挤出机中，在250～290℃的温度条件下，将干燥后的切片进行熔融共混，发生扩链反应；

3）所述熔体在吸附系统的作用下，经冷却后获得厚片；

4）对步骤3）中的厚片进行加热、拉伸，获得初生扁丝，其中拉伸分为两步：先经加热，使得所述厚片的温度达到75～90℃左右，进入第一步拉伸，其拉伸比为1.5～3，再经分切装置，分切成2～10mm的扁丝，最后经加热，进入第二步拉伸，通过两步拉伸使得所述初生扁丝的宽度为1～2mm，厚度为10～40um，拉伸比为3～6；

5）所述初生扁丝进一步地冷却、展平，然后作静电消除处理，最后进行收卷。

作为优选，所述的增韧剂为PET聚酯切片重量的1.5%，所述抗氧剂为PET聚酯切片重量的0.1%，所述填充剂为PET聚酯切片重量的0.3%。

作为优选，所述的增韧剂为丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体或聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物。

作为优选，所述的抗氧剂为受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂。

作为优选，所述的填充剂为钛白粉或滑石粉。

作为优选，所述PET聚酯切片是均聚聚酯、共聚聚酯或均聚聚酯、共聚聚酯二者的混合物，所述PET聚酯切片的粘度为0.60～0.90dL/g。

作为优选，所述螺杆挤出机的长径比大于32:1。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在PET聚酯切片挤出的过程中，添加适当的增韧剂、抗氧剂、填充剂，使得PET在挤出的过程中能提高熔体强度和韧性；由于PET的分子链刚性大，采用两次加热牵引，加热均匀，有利于PET的牵伸取向，并且通过冷却，能减少PET的结晶，防止扁丝脆化断裂；本发明生产的PET扁丝拉伸强度达到200MPa以上，断裂伸长率小于50%，可以应用于生产高性能的编织袋和集装袋领域。

附图说明

图1为实施例1工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

（1）将PET聚酯袋装基础切片、添加剂按照一定比例在高速混合机中混合，由真空输送系统送至切片料斗1以备结晶器2使用，切片靠自重落入结晶器。在结晶器中以140℃的热风加热，切片在结晶器2中的停留时间为20分钟。经过预结晶的切片连续均匀地喂入干燥塔3，在干燥塔3中切片以160℃的热风进一步的去水干燥，时间约为5小时左右，干燥后切片的含水率在25ppm，干燥后的切片进入平行双螺杆挤出机4。上述添加剂为增韧剂MG-801（为丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体，杭州启泰塑胶材料有限公司提供）、抗氧剂IRGANOX1010（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯，浙江金海化工公司）、填充剂滑石粉（1250目，上海蒙美化工有限公司）。MG-801为PET聚酯切片重量的1.5%，IRGANOX1010为PET聚酯切片重量的0.1%，滑石粉为PET聚酯切片重量的0.3%。

（2）在260℃条件下，将干燥后的切片在平行双螺杆挤出机4中进行熔融共混，使在机筒中发生一定的扩链反应，螺杆的长径比50:1。挤出后的熔体经过过滤器5过滤，计量泵6进行精确计量，计量后的熔体送至T型模头7。

（3）来自T型模头7的熔体流过模唇8时在高压静电吸附系统的作用下，在急冷辊9上快速冷却，使其尽可能减少结晶，急冷辊9温度控制在26℃左右，所得厚片经纵拉入口压辊10进入纵拉系统。该吸附系统使得唇口挤出的熔体能均匀地吸附在急冷辊9上。

（4）纵向拉伸进行两步拉伸。经预热辊11和红外加热器12加热，厚片的温度达到82℃左右，经第一拉伸辊13拉伸，拉伸比1.8；经过分切装置14，分切成4mm的初生扁丝；再经红外加热，进入第二拉伸辊15。通过两步拉伸使得最终拉伸比达到5.2，宽度为1.5mm，厚度25um的扁丝。纵拉之后，扁丝在定型辊16、冷却棍17上进行热定型处理，稳定拉伸取向，经热处理后，扁丝被送至牵引站。

（5）经纵拉后的扁丝，牵引速率达到200m/min。送至牵引站进一步的冷却、展平，然后经静电消除19，最后牵引至收卷机20上进行收卷。

在加热、拉伸过程中控制扁丝的结晶率在40%，单丝拉伸强度为450MPa，断裂伸长率为25%，可以满足生产高性能的编织袋的要求。

实施例2：

（1）将PET聚酯袋装基础切片、添加剂按照一定比例在高速混合机中混合，由真空输送系统送至切片料斗以备结晶器使用，切片靠自重落入结晶器。在结晶器中以130℃的热风加热，切片在结晶器中的停留时间为20分钟。经过预结晶的切片连续均匀地喂入干燥塔，在干燥塔中切片以180℃的热风进一步的去水干燥，时间约为4.5小时左右。干燥后切片的含水率在30ppm，干燥后的切片进入平行双螺杆挤出机。上述添加剂为增韧剂MG-801（为丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体，杭州启泰塑胶材料有限公司提供）、抗氧剂IRGANOX168（亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯，浙江金海化工公司）、填充剂滑石粉（1250目，上海蒙美化工有限公司）。MG-801为PET聚酯切片重量的1.8%，IRGANOX1010为PET聚酯切片重量的0.2%，滑石粉为PET聚酯切片重量的1%。

（2）在280℃条件下，将干燥后的切片在平行双螺杆挤出机中进行熔融共混，使在机筒中发生一定的反应，螺杆的长径比40:1。挤出后的熔体经过过滤器过滤，计量泵进行精确计量，计量后的熔体送至T型模头。

（3）来自T型模头的熔体流过模唇时在高压静电吸附系统的作用下，在急冷辊上快速冷却，使其尽可能减少结晶，急冷辊温度控制在25℃左右，所得厚片经纵拉入口压辊进入纵拉系统。该吸附系统使得唇口挤出的熔体能均匀地吸附在急冷辊9上。

（4）纵向拉伸进行两步拉伸。经预热辊和红外加热器加热，厚片的温度达到82℃左右，经第一拉伸辊拉伸，拉伸比1.6；经过分切装置，分切成5mm的初生扁丝；再经红外加热，进入第二拉伸辊。通过两步拉伸使得最终拉伸比达到5，宽度为1mm，厚度20um的扁丝，纵拉之后，扁丝在定型辊、冷却棍上进行热定型处理，稳定拉伸取向。经热处理后，扁丝被送至牵引站。

（5）经纵拉后的扁丝，牵引速率达到210m/min。送至牵引站进一步的冷却、展平，然后经静电消除，最后牵引至收卷机上进行收卷。

在加热、拉伸过程中控制扁丝的结晶率在30%，单丝拉伸强度为420MPa，断裂伸长率为20%，可以满足生产高性能的编织袋的要求。

实施例3：

（1）将PET聚酯袋装基础切片、添加剂按照一定比例在高速混合机中混合，由真空输送系统送至切片料斗以备结晶器使用，切片靠自重落入结晶器。在结晶器中以150℃的热风加热，切片在结晶器中的停留时间为20分钟。经过预结晶的切片连续均匀地喂入干燥塔，在干燥塔中切片以170℃的热风进一步的去水干燥，时间约为4小时左右。干燥后切片的含水率在35ppm，干燥后的切片进入平行双螺杆挤出机。上述添加剂为增韧剂MG-801（为丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体，杭州启泰塑胶材料有限公司提供）、抗氧剂IRGANOX168（亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯，浙江金海化工公司）、填充剂滑石粉（1250目，上海蒙美化工有限公司）。MG-801为PET聚酯切片重量的2%，IRGANOX1010为PET聚酯切片重量的2.8%，滑石粉为PET聚酯切片重量的2.5%。

（2）在285℃条件下，将干燥后的切片在平行双螺杆挤出机中进行熔融共混，使在机筒中发生一定的反应，螺杆的长径比60:1。挤出后的熔体经过过滤器过滤，计量泵进行精确计量，计量后的熔体送至T型模头。

（3）来自T型模头的熔体流过模唇时在高压静电吸附系统的作用下，在急冷辊上快速冷却，使其尽可能减少结晶，急冷辊温度控制在28℃左右，所得厚片经纵拉入口压辊进入纵拉系统。该吸附系统使得唇口挤出的熔体能均匀地吸附在急冷辊9上。

（4）纵向拉伸进行两步拉伸。经预热辊和红外加热器加热，厚片的温度达到82℃左右，经第一拉伸辊拉伸，拉伸比2.5；经过分切装置，分切成8mm的初生扁丝；再经红外加热，进入第二拉伸辊。通过两步拉伸使得最终拉伸比达到5.5，宽度为2mm，厚度35um的扁丝，纵拉之后，扁丝在定型辊、冷却棍上进行热定型处理，稳定拉伸取向。经热处理后，扁丝被送至牵引站。

（5）经纵拉后的扁丝，牵引速率达到260m/min。送至牵引站进一步的冷却、展平，然后经静电消除，最后牵引至收卷机上进行收卷。

在加热、拉伸过程中控制扁丝的结晶率在45%，单丝拉伸强度为480MPa，断裂伸长率为10%，可以满足生产高性能的编织袋的要求。

Claims

1.一种利用PET生产扁丝的方法，其特征在于：包括如下步骤：

3）所述熔体在吸附系统的作用下，经冷却后获得厚片；

2.根据权利要求1所述的利用PET生产扁丝的方法，其特征在于：所述的增韧剂为PET聚酯切片重量的1.5%，所述抗氧剂为PET聚酯切片重量的0.1%，所述填充剂为PET聚酯切片重量的0.3%。

3.根据权利要求1所述的利用PET生产扁丝的方法，其特征在于：所述的增韧剂为丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体或聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物。

4.根据权利要求1所述的利用PET生产扁丝的方法，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂。

5.根据权利要求1所述的利用PET生产扁丝的方法，其特征在于：所述的填充剂为钛白粉或滑石粉。

6.根据权利要求1～5任意一项权利要求所述的利用PET生产扁丝的方法，其特征在于：所述PET聚酯切片是均聚聚酯、共聚聚酯或均聚聚酯、共聚聚酯二者的混合物，所述PET聚酯切片的粘度为0.60～0.90dL/g。

7.根据权利要求1～5任意一项权利要求所述的利用PET生产扁丝的方法，其特征在于：所述螺杆挤出机的长径比大于32:1。