CN105199222A - 利用pp原生料和废料制备lft-d漏粪板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，通过控制温度、材料改进、以及特殊工艺配方结合，将改性后的PP塑料和废料颗粒按照比例添加在Y2600原生料颗粒中通过双螺杆搅拌熔融，并加入玻璃纤维制成产品。由于Y2600原生料耐候性以及抗恶劣环境性稍差，但是由于添加改性塑料后可大大增加韧性、耐候性及抗老化等，故可以弥补其强度不足、延长老化时间，使得加工出来的每件制品各项力学性能测试都能达到漏粪板的相关检验标准，实现了LFT-D漏粪板的韧性提高、增加使用寿命。循环利用，具有重要的绿色环保意义。

Description

利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法
技术领域
本发明属于畜牧饲养技术领域，具体涉及一种用于牲畜圈养的漏粪板，尤其是特殊原料及特殊的生产工艺和配方，可生产出的漏粪板的方法。
背景技术
目前猪、羊、牛、鸡等牲畜和家禽普遍采用圈养，其中漏粪板是圈舍的重要装置，一方面可保证禽畜的粪便和尿液能流入粪沟中，降低人工清理成本，保持对禽畜生长的影响。
LFT-D(长纤维增强热塑性复合材料)是和普通的纤维增强热塑性材料相比较而言的，通常情况下，普通纤维增强热塑性材料中的纤维长度为小于1毫米，而LFT-D中，纤维的长度一般在5～20毫米。LFT-D不仅密度低(1.1～1.4g/cm3)，而且具有很好的力学性能，其拉伸强度、弹性模量、冲击韧性、耐热性和耐蠕变性能均明显优于短纤维增强的热塑性塑料，广泛地用于漏粪板制备中。LFT-D采用在线模压成型工艺技术，基体颗粒和添加剂被输送到重量分析给料单元组合中，该单元根据加工部件的机械性能要求确保适度的混合。熔融后的化合物通过一个模头直接进入双螺杆配混挤出机的开口处，在这里加入长纤维玻璃粗纱，配混后的块状模塑原料被输送到压制成型设备中，生产出漏粪板产品。
目前采用基体树脂主要包括PP原生料、PE、PA、PBT等树脂。但如果将这些原生料直接添加，在制备出的漏粪板产品普遍存在寿命不够、容易老化等问题，影响到产品的推广使用。而且目前LFT-D漏粪板产品在应用中容易出现废旧或不完整的漏粪板次品，对这些产品的处理成为该领域的技术难题，到目前为止，尚未有较好的LFT-D复合材料废料回收再利用的方案，急需要研究新的重复利用方案，并确保产品的寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种对PP原生料改性制备LFT-D漏粪板的方法，该方法对原有石油化工PP原生料进行改性接枝，在此基础上增加了未改性的原料和废料颗粒，生产出的漏粪板大大提高了LFT-D漏粪板的强度，提高了产品的老化年限和产品的使用周期，并实现了废物的循环利用。
本发明的技术方案如下：
一种利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，包括以下步骤：
[1]将PP原生料添加改性材料改性接枝后熔融造粒，成为改性塑料颗粒；
[2]将回收的LFT-D废料粉碎处理；
[3]将步骤[1]的改性塑料颗粒、步骤[2]的废料颗粒和新增添的PP原生料按比例注入加热搅拌装置中，使其均匀熔化；
[4]在加热搅拌装置中加入玻璃纤维，与步骤[3]的产出物再度进行均匀混合加热；
[5]将步骤[4]的热胚料挤出至漏粪板模具中，生产出漏粪板产品；
所述步骤[1]中改性材料包括相容剂、抗老化剂和接枝剂，其中PP原生料、相容剂、抗老化剂和接枝剂的重量份数比为100：1-2：0.5-1：1-1.5，改性熔化温度为190℃～240℃之间。
所述步骤[3]和步骤[4]中的改性塑料颗粒、PP原生料、废料颗粒和玻璃纤维的比例(重量)为：1:5:0.5-0.8:0.6-0.7。
所述步骤[1]中改性材料包括相容剂、抗老化剂和接枝剂，其中PP原生料、相容剂、抗老化剂和接枝剂的重量份数比为100：1-2：0.5-1：1-1.5，改性熔化温度为190℃～240℃之间。
上述利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法中，步骤[1]中的PP原生料为石油化工原料Y2600pp。
上述利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法中，相容剂为CMG9801型，抗老化剂为1010型，接枝剂为马来酸酐MAH。
上述利用石油化工PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法中，步骤[3]中的加热搅拌装置为双螺杆塑料挤出机。
上述利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法中，石油化工PP原生料和改性塑料颗粒注入在双螺杆塑料挤出机的一阶螺杆进口。
上述利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法中，玻璃纤维添加在双螺杆塑料挤出机的二阶螺杆进口。
上述利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法中，废料颗粒直径为5mm～8mm。
本发明具有的有益技术效果如下：
一、本发明采用Y2600PP原生料作为基础材料，添加一定比例的抗老化、相容剂和接枝剂通过一定的温度控制熔融搅拌接枝造粒，成为新的改性塑料。将改性后的Y2600PP塑料和废料颗粒按照比例添加在Y2600原生料颗粒中通过双螺杆搅拌熔融，并加入玻璃纤维制成产品。由于Y2600原生料耐候性以及抗恶劣环境性稍差，但是由于添加改性塑料后可大大增加韧性、耐候性及抗老化等，故可以弥补其强度不足、延长老化时间，使得加工出来的每件制品各项力学性能测试都能达到漏粪板的相关检验标准，实现了LFT-D漏粪板的韧性提高、增加使用寿命。
二、本发明将废料粉碎后一定直径的颗粒后按照比例添加在新改性料中，尽管废料颗粒经过二次加工性能有所衰减，但是由于废料中也包含着玻纤，故可以弥补其强度不足，使得加工出来的每件制品各项力学性能测试都能达到漏粪板的相关检验标准，实现了LFT-D漏粪板废品的原料再循环利用，具有重要的绿色环保意义。
三、本发明的改性接枝主要添加了相容剂、抗老化剂和接枝剂。相容剂的目的是促进分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂。塑料老化变软的现象就是分子断裂，而塑料制品变的更硬或者变脆，就是因为分子内部再结合。抗老化剂的作用，就是不断的吸收这些活性自由基，使它们无法老化塑料制品。而接枝剂的作用就是添加在非极性的PP原生料中接枝，使得接枝后材料有了极性就可以和极性的玻纤填充结合，由分子间的结合变成分子键的结合，使复合材料力学性能大大提高。
四、本发明只对应用中的少部分Y2600PP进行改性，并与未改性的原生料混合制备漏粪板产品，在满足强度和使用寿命的条件下，节约了改性材料和改性成本。
附图说明
图1是本发明LFT-D漏粪板的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的加工产品LFT-D漏粪板，包括在产品上设置的若干漏粪孔。传统制造工艺是采用在线模压成型工艺技术，基体颗粒被输送到重量分析给料单元组合中，该单元根据加工部件的机械性能要求确保适度的混合。熔融后的化合物通过一个模头直接进入双螺杆配混挤出机的开口处，在这里加入长纤维玻璃粗纱，配混后的块状模塑原料被输送到压制成型设备中，生产出漏粪板产品。目前采用基体树脂主要包括PP、PA、PBT等树脂。
通常一块LFT-D漏粪板的标准尺度为(长宽高1500mm×600mm×35mm)，重量为7.7kg，由于在应用中需要拼接，且需要承受牲畜的重量，因此对漏粪板的强度有一定要求。现有LFT-D漏粪板的强度指标主要包括：拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率和支梁无缺口冲击强度，按照相应的国家标准进行检测。
本发明将废料粉碎后一定直径的颗粒后按照比例添加在新改性料中，尽管废料颗粒经过二次加工性能有所衰减，但是由于废料中也包含着玻纤，故可以弥补其强度不足，使得加工出来的每件制品各项力学性能测试都能达到漏粪板的相关检验标准，实现了LFT-D漏粪板废品的原料再循环利用，具有重要的绿色环保意义。
在漏粪板制备中，由于Y2600原料PP的耐候性以及抗恶劣环境性稍差，本发明对原料进行了改性接枝，并混入部分未改性的原生料和废物料，实现了漏粪板产品的制备，确保了强度指标，并延长了产品的使用寿命。其中改性接枝主要添加了相容剂、抗老化剂和接枝剂。相容剂的目的是促进分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂。塑料老化变软的现象就是分子断裂，而塑料制品变的更硬或者变脆，就是因为分子内部再结合。抗老化剂的作用，就是不断的吸收这些活性自由基，使它们无法老化塑料制品。而接枝剂马来酸酐(MAH)的作用就是添加在非极性的PP原生料中接枝，使得接枝后材料有了极性就可以和极性的玻纤填充结合，由分子间的结合变成分子键的结合，使复合材料力学性能大大提高。
其中对于石油化工PP原生料为Y2600PP，相容剂为CMG9801型，抗老化剂为1010型，接枝剂为马来酸酐MAH，添加比例为每100kgPP原生料，1-2kg的CMG9801型相容剂，0.5-1kg的1010型抗老化剂，1-1.5kg的马来酸酐MAH接枝剂，改性熔化温度为190℃～240℃之间。具体实施步骤如下：
[1]将石油化工PP原生料Y2600PP添加改性材料改性接枝后熔融造粒，成为改性塑料颗粒；改性材料为相容剂、抗老化剂、马洛酸酐接枝剂，通过单螺杆搅拌熔化把无机聚合物接枝相连起来造粒
[2]将回收的LFT-D废料粉碎为直径为5mm～8mm的颗粒；
[3]将石油化工PP原生料、改性塑料颗粒和废料颗粒按照比例注入加热搅拌装置双螺杆塑料挤出机中，并通过输送系统更好的把料放到储料斗里面，该颗粒大小可保证在双螺杆塑料挤出机中充分熔化，互相结合更好。
[4]在加热搅拌装置二阶螺杆接口处加入玻璃纤维，再进行加热搅拌，使胚料更好结合增加强度和韧性，表面更加光滑。
[5]将步骤[4]的热胚料挤出至漏粪板模具中，生产出漏粪板产品。
其中改性塑料颗粒、PP原生料、废料颗粒与玻璃纤维的重量比如下：对应每1份改性塑料颗粒，5份PP原生料，0.5-0.8份废料颗粒，0.6-0.7份玻璃纤维。
下面结合具体实施例来对本专利做进一步的阐述。
实施例一：原生料不改性实施
Y2600PP原生料和玻璃纤维的重量比例为6:1，制备获得的尺寸为1500mm×600mm×35mm、重量为7.85kg规格的LFT-D漏粪板，设计使用寿命8～10按照相应的国家标准进行强度检测，实验中压力为1300T，保压时间为数十秒，获得的指标为拉伸强度为53.5Mpa，冲击强度为21.3Mpa，断裂伸长率为3.1％，支梁无缺口冲击强度为40.4kJ/m2。实验室测试在常温下使用寿命为4～6年后老化程度加快，且不能达到原设计使用寿命。
实施例二：原生料改性实施+废料
Y2600PP原生料、CMG9801型相容剂、1010型抗老化剂和马来酸酐MAH接枝剂的重量份数比为100：1：0.5：1，通过单螺杆搅拌熔化把无机聚合物接枝相连起来，改性熔化温度为240℃，改性完毕后，取Y2600PP原生料：改性塑料颗粒：废料颗粒：玻璃纤维(重量比)为5:1:0.5:0.6，制成尺寸为1500mm×600mm×35mm的漏粪板产品。
按照相应的国家标准进行强度检测，其指标为拉伸强度为58.76Mpa，冲击强度为47.4Mpa，断裂伸长率为4.8％，支梁无缺口冲击强度为42.0kJ/m2，超过该行业标准产品的强度指标，也超过实施例一的指标。其实验室测试在常温下使用寿命至6～8年，各项力学性累计有8％～12％的减弱，完全满足使用要求。
实施例三：原生料改性实施+废料
Y2600PP原生料、CMG9801型相容剂、1010型抗老化剂和马来酸酐MAH接枝剂的重量份数比为100：2：1：1.5，通过单螺杆搅拌熔化把无机聚合物接枝相连起来，改性熔化温度为190℃，改性完毕后，取Y2600PP原生料：改性塑料颗粒：废料颗粒：玻璃纤维(重量比)为5:1:0.8:0.7，制成尺寸为1500mm×600mm×35mm的漏粪板产品。
按照相应的国家标准进行强度检测，其指标为拉伸强度为64.52Mpa，冲击强度为56.5Mpa，断裂伸长率为6.2％，支梁无缺口冲击强度为41.2kJ/m2，超过该行业标准产品的强度指标，也超过实施例一与实施例二的指标。其实验室测试在常温下使用寿命至6～8年，各项力学性累计有7％～8％的减弱，完全满足使用要求。

Claims (7)

1.一种利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[1]将PP原生料添加改性材料改性接枝后熔融造粒，成为改性塑料颗粒；
[2]将回收的LFT-D废料粉碎处理；
[3]将步骤[1]的改性塑料颗粒、步骤[2]的废料颗粒和新增添的PP原生料按比例注入加热搅拌装置中，使其均匀熔化；
[4]在加热搅拌装置中加入玻璃纤维，与步骤[3]的产出物再度进行均匀混合加热；
[5]将步骤[4]的热胚料挤出至漏粪板模具中，生产出漏粪板产品；
所述步骤[1]中改性材料包括相容剂、抗老化剂和接枝剂，其中PP原生料、相容剂、抗老化剂和接枝剂的重量份数比为100：1-2：0.5-1：1-1.5，改性熔化温度为190℃～240℃之间；
所述步骤[3]和步骤[4]中的改性塑料颗粒、PP原生料、废料颗粒和玻璃纤维的比例(重量)为：1:5:0.5-0.8:0.6-0.7。
2.根据权利要求1所述的利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，其特征在于：所述步骤[1]中的PP原生料为石油化工原料Y2600pp。
3.根据权利要求1所述的利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，其特征在于：所述的相容剂为CMG9801型，抗老化剂为1010型，接枝剂为马来酸酐MAH。
4.根据权利要求1所述的利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，其特征在于：所述步骤[3]中的加热搅拌装置为双螺杆塑料挤出机。
5.根据权利要求1所述的利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，其特征在于：所述的PP原生料和改性塑料颗粒注入在双螺杆塑料挤出机的一阶螺杆进口。
6.根据权利要求1所述的利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，其特征在于：所述的玻璃纤维添加在双螺杆塑料挤出机的二阶螺杆进口。
7.根据权利要求1所述的利用PP原生料和废料制备LFT-D漏粪板的方法，其特征在于：所述的废料颗粒直径为5mm～8mm。
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