CN108467539A - 一种再生聚丙烯填充绳专用料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生聚丙烯填充绳专用料，由以下重量份的组分组成：PP吨包再生料40~60份；LLDPE缠绕膜再生料10~25份；无机填料30~50份；抗氧剂0.25~0.5份；其中，PP吨包再生料的熔融指数在230℃，2.16kg为3～15g/10min，断裂伸长率为100～400%；LLDPE缠绕膜再生料的熔融指数在190℃，2.16kg为0.4～3g/10min，断裂伸长率为400～800%；无机填料为滑石粉和/或碳酸钙，无机填料粒度不低于1000目。本发明实现了废旧PP吨包和废旧LLDPE缠绕膜的再生循环利用，并且所述填充绳专用料具有较好的韧性，同时在170‑245m/min的挤出速率下仍能保证制备得到的填充绳具有较高的圆整度。

Description

一种再生聚丙烯填充绳专用料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是高分子材料中的挤出级线缆料技术领域，具体为一种聚丙烯填充绳专用料及其制备方法。
背景技术
光缆外观的不圆整问题一直以来是各企业面临的技术难题。为了使光缆圆整，提高外观质量，成缆时需要对线芯空隙进行填充。填充材料的选择对光缆圆整度起着至关重要的作用，通常采用的填充材料是以聚丙烯为基体的填充绳。该类填充绳具有合适的强度和柔软度，可以不同规格随意组合搭配，满足不同空隙形状和面积的需要。不仅使用方便，而且还能起到机械缓冲作用，增强光缆的抗冲击和挤压能力。
现有技术在低于170m/min的挤出速率下生产聚丙烯填充绳，填充绳产品质量能够得到保证。但为了提高生产效率，通常将挤出线速提高到170m/min以上，甚至最高可达300m/min。在如此高的挤出速率下，会存在物料熔体在螺杆筒里打滑，高剪切速率下在口模毛细管处出现滑粘现象并受到不同程度的拉伸，从而导致挤出样条流速不再均匀，而是出现脉动。宏观表现为填充绳不均匀和圆整度过低的问题。目前有大量的文献、专利报道了利用普通PP制备填充绳专用料的相关技术，但关于利用高效回收PP吨包再生料制备填充绳专用料方面的报道却鲜有耳闻。对于普通PP填充绳专用料而言，由于PP性能的固有属性，在高速挤出速率下制备得到的填充绳存在横截圆面直径变化过大和椭圆度过大的问题，且得到的填充绳韧性较低。对于PP再生料来说，其本身的性能就比普通PP有所下降，高速拉伸的情况下更容易出现断绳、发扁等问题。如何保证PP再生料填充绳专用料高速挤出制备得到的填充绳直径均匀，圆整度高，同时保证PP再生料填充绳专用料高速挤出制备得到的填充绳具有较好的拉伸强度、较高的断裂伸长率和较高的冲击性能是目前所需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种再生聚丙烯填充绳专用料，通过对废旧PP吨包和废旧LLDPE缠绕膜的再生利用，制备得到PP吨包再生料和LLDPE缠绕膜再生料，利用LLDPE缠绕膜再生料增韧改性PP吨包再生料制备得到填充绳专用料，所述填充绳专用料可以实现在170-245m/min的挤出速率下仍能保证制备得到的填充绳具有均匀的直径和较高的圆整度。
本发明的另一目的在于提供上述再生聚丙烯填充绳专用料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种再生聚丙烯填充绳专用料，包括如下重量份的组分：PP吨包再生料40~60份；LLDPE缠绕膜再生料10~25份；无机填料30~50份；抗氧剂0.25~0.5份；其中，所述PP吨包再生料的熔融指数在230℃，2.16kg为3～15g/10min，断裂伸长率为100～400%；所述LLDPE缠绕膜再生料的熔融指数在190℃，2.16kg为0.4～3g/10min，断裂伸长率为400～800%；所述无机填料为滑石粉和/或碳酸钙，无机填料粒度均不低于1000目。
普通聚丙烯以直链结构为主，每个分子结构都含有甲基，基本无支化或交联，这种结构上的单一性导致聚丙烯熔体强度很低，以聚丙烯为主要成分制备得到的填充绳制品在高速拉伸下的圆整度不足且韧性较低，在热成型时易出现制品壁厚不均的现象。
吨包袋是一种柔性运输包装容器，广泛用于食品、粮谷、医药、化工、矿产品等粉状、颗粒、块状物品的运输包装，发达的国家普遍使用集装袋做为运输、仓储的包装产品。缠绕膜，又叫拉伸膜、热收缩膜，缠绕膜的主要作用是稳固、遮盖和保护物品，比如用保鲜膜（缠绕膜的一种）包裹水果等食物，银行用缠绕膜包裹货币，电子厂用缠绕膜包裹电子产品等等。
PP吨包袋是一种柔性运输包装容器，LLDPE缠绕膜具有优越的抗拉性、延伸率大、自粘性好、抗刺穿性和抗撕性，对PP吨包袋和LLDPE缠绕膜进行分拣、破碎、清洗、脱水、脱灰后挤出造粒，制备得到PP吨包再生料和LLDPE缠绕膜再生料，将熔融指数在230℃，2.16kg为3～15g/10min，断裂伸长率为100～400%的所述PP吨包再生料和熔融指数在190℃，2.16kg为0.4～3g/10min，断裂伸长率为400～800%的LLDPE缠绕膜再生料，与所述无机填料和加工助剂（如抗氧剂和钛白粉）为原料，挤出制备得到填充绳专用料。其中，无机填料的加入可有效增强熔体强度，而LLDPE缠绕膜再生料可以有效增韧改性PP吨包再生料，使得在高刚性的前提下能保证较好的韧性，利用该填充绳专用料挤出制备得到的填充绳在170-245m/min的挤出速率下具有加高的圆整度。
如果PP吨包再生料以及LLDPE缠绕膜再生料的熔融指数和断裂伸长率超出上述限定的范围，制备得到的填充绳专用料在170-245m/min的挤出速率下制备填充绳时会出现圆整度过小的问题，同时得到的填充绳韧性较低、抗冲性能差。
优选地，所述PP吨包再生料的熔融指数在230℃，2.16kg为5～9g/10min，断裂伸长率为200～400%；所述LLDPE缠绕膜再生料的熔融指数在190℃，2.16kg为1～2g/10min，断裂伸长率为500～800%。
PP吨包再生料以及LLDPE缠绕膜再生料的熔融指数和断裂伸长率在该范围内，则得到的填充绳圆整度更好。
优选地，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述主抗氧剂为抗氧剂1010、或1076中的一种或多种，所述辅抗氧剂为抗氧剂168或DSTP中的一种或多种。
其中，抗氧剂1010为[r-3,5-二叔丁基苯基]酯，其分子量为1177.1，熔点124℃；抗氧剂1076为(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸十八碳醇酯，其分子量为530.8，熔点55℃；抗氧剂168为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，其分子量为647.0，熔点185℃。DSTP为硫代二丙酸二(十八酯)，其分子量为683.2，熔点67℃。
优选地，所述再生聚丙烯填充绳专用料还包括钛白粉0.25~1份，钛白粉是一种增白剂。
优选地，所述无机填料由硬脂酸活化处理，所述硬脂酸活化度为0.5～0.8%。
硬脂酸一端长链烷基的结构和高分子结构类似，因而与高分子基料有较好的相容性，另一端为羧基极性基团，可与碳酸钙或滑石粉等无机填料表面发生物理吸附。硬脂酸活化处理的无机填料能进一步实现复合材料组分均匀的目的。
所述再生聚丙烯填充绳专用料的制备方法，包括以下步骤：
S1：分别将废旧的PP吨包袋和废旧的LLDPE缠绕膜分拣、破碎、清洗、脱水、脱灰后挤出造粒，制备得到PP吨包再生料和LLDPE缠绕膜再生料；
S2：按重量配比称取所述PP吨包再生料、LLDPE缠绕膜再生料、无机填料、抗氧剂和钛白粉通过高混搅拌机混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出并造粒。
优选地，步骤S1中的造粒温度为180℃～230℃；步骤S2中高混搅拌机的转速为300～30000rpm，混合时间为5～10min；步骤S2中所述双螺杆挤出机的转速为100～600rpm，输送段温度为120～180℃，熔融段温度为180～200℃，均化段温度为200～230℃。
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比大于40:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的填充绳专用料实现了废旧PP吨包和废旧LLDPE缠绕膜的再生循环利用，并且所述填充绳专用料具有较好的拉伸强度、较高的断裂伸长率和较高的冲击性能，同时在170-245m/min的挤出速率下仍能保证制备得到的填充绳具有较高的圆整度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步解释说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应包括在本发明权利要求的保护范围之内。
以下实施例和对比例中采用的原料如非特别说明，均为市售原料。
所用的抗氧剂1010为[r-3,5-二叔丁基苯基]酯，可选用德国巴斯夫生产的抗氧剂1010，1177.1，熔点124℃；抗氧剂1076为(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸十八碳醇酯，可选用德国巴斯夫公司的抗氧剂1076，分子量为530.8，熔点55℃；抗氧剂168为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，可选用德国巴斯夫生产的抗氧剂168，分子量为647.0，熔点为185℃；DSTP为硫代二丙酸二(十八酯)，可选用山东省临沂市三丰化工有限公司生产的DSTP，其分子量为683.2，熔点67℃；
所用无机填料1是购自东莞梅立泰化工有限公司的碳酸钙，牌号为AC-MLT03，其粒径为1000~1300目，硬脂酸活化度为0.6%。
所用无机填料2是购自东莞梅立泰化工有限公司公司的碳酸钙，牌号为MLT-818C，其粒度为500~700目，硬脂酸活化度为0.6%。
所用的钛白粉为TR-33，购自江西添光化工有限责任公司。
所选用的PP再生料和LLDPE再生料的参数如表1。
表1：
备注：PP再生料的熔融指数在230℃，承重2.16kg条件下测定；LLDPE再生料的熔融指数在190℃，承重2.16kg条件下测定。
实施例1~6以及对比例1~3的具体配方如表2所示，表2中所述原料按照重量份投料，接着进行后续测试，测试结果如表3所示。
表2：
上述实施例中再生聚丙烯填充绳专用料的制备步骤如下：
S1：分别将废旧的PP吨包袋和废旧的LLDPE缠绕膜分拣、破碎、清洗、脱水、脱灰后挤出造粒，制备得到PP吨包再生料和LLDPE缠绕膜再生料；
S2：按重量配比称取所述PP吨包再生料、LLDPE缠绕膜再生料、无机填料、抗氧剂和钛白粉通过高混搅拌机混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出并造粒。
其中，步骤S1中的造粒温度为180℃～230℃；步骤S2中高混搅拌机的转速为300～30000rpm，混合时间为5～10min；步骤S2中所述双螺杆挤出机的转速为100～600rpm，输送段温度为120～180℃，熔融段温度为180～200℃，均化段温度为200～230℃。
使用上述制备得到的再生聚丙烯填充绳专用料的熔融指数、悬臂梁缺口冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、圆整度按照如下方法进行测定：
（1）熔融指数按照GB/T3682的标准进行测试；
（2）悬臂梁缺口冲击性能根据GB/T 1843-2008的测定方法进行测定；
（3）拉伸强度和断裂伸长率根据GB/T 1040.3-2006的测定方法进行测定；
（4）圆整度=[1－（最大外径－最小外径）/ 标称外径]×100%；
上述测定结果以及利用上述再生聚丙烯填充绳专用料挤出制备填充绳的过程中，在保持填充绳的圆整度为91%的前提下，所能达到的最大挤出速率见表3。
表3：
由表3可以看出，本发明制备得到的填充绳专用料保持较高的冲击性能（悬臂梁缺口冲击强度可达到8.1MPa）和较高的韧性（拉伸强度可达19.4MPa，断裂伸长率可达236.7%）。利用本发明所述的再生聚丙烯填充绳专用料挤出制备填充绳时，最大挤出速率保持在170~245m/min。除此之外，挤出制备得到的填充绳圆整度为91%时，根据本发明的再生聚丙烯填充绳专用料的最大挤出速率可达245m/min，而对比例2采用其他PP和LLDPE再生料得到的聚丙烯填充绳专用料的最大挤出速率只有80m/min。
与对比例对比可以看出，本发明选用的PP吨包再生料和LLDPE缠绕膜再生料制备填充绳专用料的性能远优于其他PP再生料和LLDPE再生料，选用其他PP再生料和LLDPE再生料将无法实现本发明的目的。

Claims (8)

1.一种再生聚丙烯填充绳专用料，其特征在于，所述再生聚丙烯填充绳专用料包括如下重量份的组分：
PP吨包再生料 40~60份；
LLDPE缠绕膜再生料 10~25份；
无机填料 30~50份；
抗氧剂 0.25~0.5份；
其中，所述PP吨包再生料的熔融指数在230℃，2.16kg为3～15g/10min，断裂伸长率为100～400%；所述LLDPE缠绕膜再生料的熔融指数在190℃，2.16kg为0.4～3g/10min，断裂伸长率为400～800%；所述无机填料为滑石粉和/或碳酸钙，无机填料粒度均不低于1000目。
2.根据权利要求1所述的再生聚丙烯填充绳专用料，其特征在于，所述PP吨包再生料的熔融指数在230℃，2.16kg为5～9g/10min，断裂伸长率为200～400%；所述LLDPE缠绕膜再生料的熔融指数在190℃，2.16kg为1～2g/10min，断裂伸长率为500～800%。
3.根据权利要求1所述的再生聚丙烯填充绳专用料，其特征在于，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述主抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂1076，所述辅抗氧剂为抗氧剂168和/或DSTP。
4.根据权利要求1所述的再生聚丙烯填充绳专用料，其特征在于，所述再生聚丙烯填充绳专用料还包括钛白粉0.25~1份。
5.根据权利要求1所述的再生聚丙烯填充绳专用料，其特征在于，所述无机填料由硬脂酸活化处理，所述硬脂酸活化度为0.5～0.8%。
6.根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的再生聚丙烯填充绳专用料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：分别将废旧的PP吨包袋和废旧的LLDPE缠绕膜分拣、破碎、清洗、脱水、脱灰后挤出造粒，制备得到PP吨包再生料和LLDPE缠绕膜再生料；
S2：按重量配比称取所述PP吨包再生料、LLDPE缠绕膜再生料、无机填料、抗氧剂和钛白粉通过高混搅拌机混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出并造粒。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中的造粒温度为180℃～230℃；步骤S2中高混搅拌机的转速为300～30000rpm，混合时间为5～10min；步骤S2中所述双螺杆挤出机的转速为100～600rpm，输送段温度为120～180℃，熔融段温度为180～200℃，均化段温度为200～230℃。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比大于40:1。
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