CN110437524A - 一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，涉及编织袋技术领域，通过添加自制的改性硼酸铝晶须和改性复合纤维，制备的抗老化塑料编织袋扁丝，具有较好的力学性能，同时，其抗紫外老化性能优异，经过紫外老化试验，拉伸强度保持率达到97%。

Description

一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法
技术领域
本发明属于编织袋技术领域，尤其是一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法。
背景技术
编织袋，又称蛇皮袋。是塑料袋的一种，用于包装，其原料一般是聚乙烯、聚丙烯等各种化学塑料原料编织袋颜色一般为白色或灰白色，无毒无味，对人身体伤害一般较小，虽然是经各种化学塑料制造而成，但是其环保性较强，并且回收力度较大；编织袋用途很广，主要用于各种物品的成装和包装用，在工业方面用途广泛。
专利（申请号为201410735982.9）公开了防晒编织袋扁丝和编织袋的制备方法及产品，并具体公开了由聚丙烯、防老化剂、偶联剂、抗氧剂、纳米碳酸钙等制得防晒编织袋扁丝，其防晒性能好，利用该扁丝编织成编织袋后性能和使用寿命均得到提高。然而，其力学性能还需进一步加强，并且，其抗老化性能并不显著。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，包括以下步骤：
（1） 取以重量份计的20-30份高密度聚乙烯、10-15份改性硼酸铝晶须、3-4份聚乙烯蜡在138-143℃下加热熔融，在150-200rpm下搅拌20-30min，挤出造粒，得到改性高密度聚乙烯母粒；
（2）将步骤（1）所得20-30份改性高密度聚乙烯母粒与40-60份等规聚丙烯、50-80份等规聚乙烯、10-15份聚氯乙烯一起投入到高速混合机中，在100-105℃、1500-1600rpm下搅拌5-10min后，投入10-15份三甲基硅烷氧基硅酸酯、5-10份微晶蜡、15-30份改性复合纤维、3-6份抗老化剂，继续搅拌5-10min后，升温至160-170℃进行熔融，经挤出成膜、冷却、切成胚丝后，经过烘箱以速度为160-180m/min拉伸成扁丝，拉伸倍数控制在6-7倍，即得编织袋扁丝。
所述改性硼酸铝晶须制备方法为：
将10-15份硼酸铝晶须加入到高速混合机中，在60-70℃、1000-1200rpm下搅拌加热20-30min，然后向其中加入30-50份1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的无水乙醇溶液，继续搅拌加热至82-86℃，混合10-12min，然后向其中加入5-7份甲氧基肉桂酸乙基己酯、0.03-0.05份光引发剂、0.2-0.4份氯化镍，在50-55℃、200-300rpm下搅拌10-20min后，转入反应釜中，在110-115℃、0.3-0.4MPa下反应2-4h，冷却泄压过滤，乙醇洗涤产物2-3次后，置于40-45℃下烘干，得到改性硼酸铝晶须；利用1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛对硼酸铝晶须进行改性，不仅可以促进硼酸铝晶须在有机基底中的分散性和相容性，增强其界面结合力，同时，1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛中含有双键，在光引发剂和催化剂作用下与甲氧基肉桂酸乙基己酯发生加成反应，接枝到硼酸铝晶须表面，大大提高了其隔绝紫外线的功能，使得目标材料的抗老化性能增强，进一步的，所得改性硼酸铝晶须加入到高密度聚乙烯中可以增强其拉伸强度和韧性，当所得材料内部宏观裂纹前端或微裂纹发展到含有晶须的微区时,必须将其拔出或折断才能继续扩展，所以改性硼酸铝晶须有效阻止裂纹扩展，加速能量逸散，达到提高其力学性能的目的。
进一步的，步骤（2）所述改性复合纤维制备方法为：
取10-15份剑麻纤维、15-18份汉麻纤维、8-10份粘胶纤维剪切至长度为1-10mm，然后将其转入烘箱中，在55-58℃下干燥30-40min，取出，利用处理剂对其表面进行喷雾，均匀润湿后，将所得混合纤维再次转入烘箱中，铺平摊开，在70-75℃下烘干，然后加入到50-80份的质量分数为5-10%的均苯四甲酸二酐的丙酮溶液中，加热至70-78℃，加入0.2-0.6份三氧化二铝，在400-600rpm下反应4-6h，冷却，过滤，丙酮洗涤2-3次后，烘干，得到改性复合纤维；利用剑麻纤维、汉麻纤维和粘胶纤维制备复合纤维，不仅抗老化性能较好，同时，经过含碳酸钠、尿素的处理液处理后，韧性增加，力学性能提高，接着利用均苯四甲酸二酐对其进行改性，与复合纤维表面的羟基反应，同时引入苯环，降低了其表面极性，增强了其在基底中的相容性，提高其与聚合物的界面结合力，进一步增强目标材料的抗老化性能和力学性能。
进一步的，所述1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的乙醇溶液质量分数为10-15%。
进一步的，所述光引发剂为２-羟基-４’-２-羟乙氧基-２-甲基苯丙酮。
进一步的，所述处理剂为含碳酸钠、尿素的乙醇溶液，其中碳酸钠含量为3-5%，尿素含量为4-6%，余量为无水乙醇。
本发明的有益效果：本发明制备的抗老化塑料编织袋扁丝，具有较好的力学性能，同时，其抗紫外老化性能优异，经过紫外老化试验，拉伸强度保持率达到97%。利用1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛对硼酸铝晶须进行改性，不仅可以促进硼酸铝晶须在有机基底中的分散性和相容性，增强其界面结合力，同时，1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛中含有双键，在光引发剂和催化剂作用下与甲氧基肉桂酸乙基己酯发生加成反应，接枝到硼酸铝晶须表面，大大提高了其隔绝紫外线的功能，使得目标材料的抗老化性能增强，进一步的，所得改性硼酸铝晶须加入到高密度聚乙烯中可以增强其拉伸强度和韧性，当所得材料内部宏观裂纹前端或微裂纹发展到含有晶须的微区时,必须将其拔出或折断才能继续扩展，所以改性硼酸铝晶须有效阻止裂纹扩展，加速能量逸散，达到提高其力学性能的目的；利用剑麻纤维、汉麻纤维和粘胶纤维制备复合纤维，不仅抗老化性能较好，同时，经过含碳酸钠、尿素的处理液处理后，韧性增加，力学性能提高，接着利用均苯四甲酸二酐对其进行改性，与复合纤维表面的羟基反应，同时引入苯环，降低了其表面极性，增强了其在基底中的相容性，提高其与聚合物的界面结合力，进一步增强目标材料的抗老化性能和力学性能。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，包括以下步骤：
（1） 取以重量份计的20份高密度聚乙烯、10份改性硼酸铝晶须、3份聚乙烯蜡在138℃下加热熔融，在150rpm下搅拌20min，挤出造粒，得到改性高密度聚乙烯母粒；
（2）将步骤（1）所得20份改性高密度聚乙烯母粒与40份等规聚丙烯、50份等规聚乙烯、10份聚氯乙烯一起投入到高速混合机中，在100℃、1500rpm下搅拌5min后，投入10份三甲基硅烷氧基硅酸酯、5份微晶蜡、15份改性复合纤维、3份抗老化剂，继续搅拌5min后，升温至160℃进行熔融，经挤出成膜、冷却、切成胚丝后，经过烘箱以速度为160m/min拉伸成扁丝，拉伸倍数控制在6倍，即得编织袋扁丝。
所述改性硼酸铝晶须制备方法为：
将10份硼酸铝晶须加入到高速混合机中，在60℃、1000rpm下搅拌加热20min，然后向其中加入30份1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的无水乙醇溶液，继续搅拌加热至82℃，混合10min，然后向其中加入5份甲氧基肉桂酸乙基己酯、0.03份光引发剂、0.2份氯化镍，在50℃、200rpm下搅拌10min后，转入反应釜中，在110℃、0.3MPa下反应2h，冷却泄压过滤，乙醇洗涤产物2次后，置于40℃下烘干，得到改性硼酸铝晶须。
进一步的，步骤（2）所述改性复合纤维制备方法为：
取10份剑麻纤维、15份汉麻纤维、8份粘胶纤维剪切至长度为1-10mm，然后将其转入烘箱中，在55℃下干燥30min，取出，利用处理剂对其表面进行喷雾，均匀润湿后，将所得混合纤维再次转入烘箱中，铺平摊开，在70℃下烘干，然后加入到50份的质量分数为5-10%的均苯四甲酸二酐的丙酮溶液中，加热至70℃，加入0.2份三氧化二铝，在400rpm下反应4h，冷却，过滤，丙酮洗涤2次后，烘干，得到改性复合纤维。
进一步的，所述1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的乙醇溶液质量分数为10%。
进一步的，所述光引发剂为２-羟基-４’-２-羟乙氧基-２-甲基苯丙酮。
进一步的，所述处理剂为含碳酸钠、尿素的乙醇溶液，其中碳酸钠含量为3%，尿素含量为4%，余量为无水乙醇。
实施例2
一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，包括以下步骤：
（1） 取以重量份计的25份高密度聚乙烯、12份改性硼酸铝晶须、4份聚乙烯蜡在140℃下加热熔融，在180rpm下搅拌25min，挤出造粒，得到改性高密度聚乙烯母粒；
（2）将步骤（1）所得25份改性高密度聚乙烯母粒与50份等规聚丙烯、60份等规聚乙烯、12份聚氯乙烯一起投入到高速混合机中，在102℃、1550rpm下搅拌8min后，投入13份三甲基硅烷氧基硅酸酯、8份微晶蜡、20份改性复合纤维、4份抗老化剂，继续搅拌7min后，升温至165℃进行熔融，经挤出成膜、冷却、切成胚丝后，经过烘箱以速度为170m/min拉伸成扁丝，拉伸倍数控制在7倍，即得编织袋扁丝。
所述改性硼酸铝晶须制备方法为：
将12份硼酸铝晶须加入到高速混合机中，在65℃、1100rpm下搅拌加热25min，然后向其中加入40份1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的无水乙醇溶液，继续搅拌加热至84℃，混合11min，然后向其中加入6份甲氧基肉桂酸乙基己酯、0.04份光引发剂、0.3份氯化镍，在53℃、250rpm下搅拌15min后，转入反应釜中，在113℃、0.35MPa下反应3h，冷却泄压过滤，乙醇洗涤产物3次后，置于42℃下烘干，得到改性硼酸铝晶须。
进一步的，步骤（2）所述改性复合纤维制备方法为：
取13份剑麻纤维、17份汉麻纤维、9份粘胶纤维剪切至长度为1-10mm，然后将其转入烘箱中，在56℃下干燥35min，取出，利用处理剂对其表面进行喷雾，均匀润湿后，将所得混合纤维再次转入烘箱中，铺平摊开，在73℃下烘干，然后加入到70份的质量分数为8%的均苯四甲酸二酐的丙酮溶液中，加热至74℃，加入0.5份三氧化二铝，在500rpm下反应5h，冷却，过滤，丙酮洗涤3次后，烘干，得到改性复合纤维。
进一步的，所述1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的乙醇溶液质量分数为12%。
进一步的，所述光引发剂为２-羟基-４’-２-羟乙氧基-２-甲基苯丙酮。
进一步的，所述处理剂为含碳酸钠、尿素的乙醇溶液，其中碳酸钠含量为4%，尿素含量为5%，余量为无水乙醇。
实施例3
一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，包括以下步骤：
（1） 取以重量份计的30份高密度聚乙烯、15份改性硼酸铝晶须、4份聚乙烯蜡在143℃下加热熔融，在200rpm下搅拌30min，挤出造粒，得到改性高密度聚乙烯母粒；
（2）将步骤（1）所得30份改性高密度聚乙烯母粒与60份等规聚丙烯、80份等规聚乙烯、15份聚氯乙烯一起投入到高速混合机中，在105℃、1600rpm下搅拌10min后，投入15份三甲基硅烷氧基硅酸酯、10份微晶蜡、30份改性复合纤维、6份抗老化剂，继续搅拌10min后，升温至170℃进行熔融，经挤出成膜、冷却、切成胚丝后，经过烘箱以速度为180m/min拉伸成扁丝，拉伸倍数控制在7倍，即得编织袋扁丝。
所述改性硼酸铝晶须制备方法为：
将15份硼酸铝晶须加入到高速混合机中，在70℃、1200rpm下搅拌加热30min，然后向其中加入50份1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的无水乙醇溶液，继续搅拌加热至86℃，混合12min，然后向其中加入7份甲氧基肉桂酸乙基己酯、0.05份光引发剂、0.4份份氯化镍，在55℃、300rpm下搅拌20min后，转入反应釜中，在115℃、0.4MPa下反应4h，冷却泄压过滤，乙醇洗涤产物3次后，置于45℃下烘干，得到改性硼酸铝晶须。
进一步的，步骤（2）所述改性复合纤维制备方法为：
取15份剑麻纤维、18份汉麻纤维、10份粘胶纤维剪切至长度为10mm，然后将其转入烘箱中，在58℃下干燥40min，取出，利用处理剂对其表面进行喷雾，均匀润湿后，将所得混合纤维再次转入烘箱中，铺平摊开，在75℃下烘干，然后加入到80份的质量分数为10%的均苯四甲酸二酐的丙酮溶液中，加热至78℃，加入0.6份三氧化二铝，在600rpm下反应6h，冷却，过滤，丙酮洗涤3次后，烘干，得到改性复合纤维。
进一步的，所述1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的乙醇溶液质量分数为15%。
进一步的，所述光引发剂为２-羟基-４’-２-羟乙氧基-２-甲基苯丙酮。
进一步的，所述处理剂为含碳酸钠、尿素的乙醇溶液，其中碳酸钠含量为5%，尿素含量为6%，余量为无水乙醇。
对比实施例1
相比与实施例2，本对比实施例省略了改性硼酸铝晶须的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
相比与实施例2，本对比实施例将改性硼酸铝晶须替换为等重量的未改性硼酸铝晶须，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例3
相比与实施例2，本对比实施例省略了改性复合纤维的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例4
相比与实施例2，本对比实施例将改性复合纤维替换为等重量的未处理剑麻纤维、汉麻纤维和粘胶纤维，除此之外的方法步骤均相同。
性能测试：根据GB/T1040标准对各组实施例和对比实施例所得扁丝进行制样，测定其拉伸强度和断裂伸长率，拉伸速率为20mm/min；紫外老化性能按GB/T16422.2-1999进行测试。
测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明制备的抗老化塑料编织袋扁丝，具有较好的力学性能，同时，其抗紫外老化性能优异，经过紫外老化试验，拉伸强度保持率达到97%。

Claims (5)

1.一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1） 取以重量份计的20-30份高密度聚乙烯、10-15份改性硼酸铝晶须、3-4份聚乙烯蜡在138-143℃下加热熔融，在150-200rpm下搅拌20-30min，挤出造粒，得到改性高密度聚乙烯母粒；
（2）将步骤（1）所得20-30份改性高密度聚乙烯母粒与40-60份等规聚丙烯、50-80份等规聚乙烯、10-15份聚氯乙烯一起投入到高速混合机中，在100-105℃、1500-1600rpm下搅拌5-10min后，投入10-15份三甲基硅烷氧基硅酸酯、5-10份微晶蜡、15-30份改性复合纤维、3-6份抗老化剂，继续搅拌5-10min后，升温至160-170℃进行熔融，经挤出成膜、冷却、切成胚丝后，经过烘箱以速度为160-180m/min拉伸成扁丝，拉伸倍数控制在6-7倍，即得编织袋扁丝；
所述改性硼酸铝晶须制备方法为：
将10-15份硼酸铝晶须加入到高速混合机中，在60-70℃、1000-1200rpm下搅拌加热20-30min，然后向其中加入30-50份1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的无水乙醇溶液，继续搅拌加热至82-86℃，混合10-12min，然后向其中加入5-7份甲氧基肉桂酸乙基己酯、0.03-0.05份光引发剂、0.2-0.4份氯化镍，在50-55℃、200-300rpm下搅拌10-20min后，转入反应釜中，在110-115℃、0.3-0.4MPa下反应2-4h，冷却泄压过滤，乙醇洗涤产物2-3次后，置于40-45℃下烘干，得到改性硼酸铝晶须。
2.根据权利要求1所述的一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述改性复合纤维制备方法为：
取10-15份剑麻纤维、15-18份汉麻纤维、8-10份粘胶纤维剪切至长度为1-10mm，然后将其转入烘箱中，在55-58℃下干燥30-40min，取出，利用处理剂对其表面进行喷雾，均匀润湿后，将所得混合纤维再次转入烘箱中，铺平摊开，在70-75℃下烘干，然后加入到50-80份的质量分数为5-10%的均苯四甲酸二酐的丙酮溶液中，加热至70-78℃，加入0.2-0.6份三氧化二铝，在400-600rpm下反应4-6h，冷却，过滤，丙酮洗涤2-3次后，烘干，得到改性复合纤维。
3.根据权利要求1所述的一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，其特征在于，所述1，2-丙二氧基-二-腰果酚基钛的乙醇溶液质量分数为10-15%。
4.根据权利要求1所述的一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为２-羟基-４’-２-羟乙氧基-２-甲基苯丙酮。
5.根据权利要求2所述的一种抗老化塑料编织袋扁丝的制备方法，其特征在于，所述处理剂为含碳酸钠、尿素的乙醇溶液，其中碳酸钠含量为3-5%，尿素含量为4-6%，余量为无水乙醇。
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