CN111035143A - 一种可降解复合型环卫刷丝及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解复合型环卫刷丝及其生产方法，由以下重量组份的成分组成：可降解原料80～100份、天然纤维20～30份、降解剂5～10份、偶联剂2～4份、表面活性剂0.8～1.5份、抗氧化剂0.3～0.8份；称取各原料后，在高温状态下将各个原料均匀混合融化，形成熔融原料，对原料进行挤出纺丝，并进行冷却最后热风拉伸，获得成品丝，最后对成品丝进行修剪，获得成品刷丝；本发明提供的方法中，原料组分简单，且都较为常见，成本投入较少；制作方法简洁，工艺稳定，产率高；最终获得的刷丝的拉伸强度和冲击强度较高，具有较强的耐磨能力，使用寿命较长；同时刷丝能够在自然环境中降解，不会给环境带来其他的污染。
Description
技术领域
本发明涉及环卫刷丝技术领域，具体为一种可降解复合型环卫刷丝及其生产方法。
背景技术
环卫刷就是用在清洁方面的刷具，主要有圆盘刷或是钢丝类圆盘刷，在清扫街道的清扫车上最常见到的。随着我国城市保洁工作的大力开展，环卫刷如雨后春笋般的出现。
目前，市场上大部分的环卫刷的刷丝采用尼龙、聚酯、聚烯烃制成，其原料来源广，性价比高。但随着刷丝产量的迅速增长，废弃刷丝的后处理及造成的环境污染越来越受到关注，废弃刷丝在自然界里分解得很慢，完全分解要几十年，甚至上百年，造成环境污染，刷丝垃圾造成的环境污染已成为全球性的问题，因而刷丝的降解和重新利用是急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可降解复合型环卫刷丝及其生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可降解复合型环卫刷丝，由以下重量组份的成分组成：可降解原料80～100份、天然纤维20～30份、降解剂5～10份、偶联剂2～4份、表面活性剂0.8～1.5份、抗氧化剂0.3～0.8份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述可降解原料为PP树脂、聚氨酯、聚乙烯、聚乙烯醇、脂肪族聚脂中的一种或多种混合；所述天然纤维包括但不限于棉麻纤维、动物尾毛、蚕茧纤维丝。
作为本发明一种优选的技术方案，所述降解剂为乙二醇、丙二醇、乙醇胺、季戊四醇中的一种或多种混合；所述偶联剂为铬络合物偶联、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或多种的组合；所述表面活性剂为月桂基硫酸钠、油醇硫酸盐、硬脂酸钠、歧化松香皂中一种或多种混合；所述抗氧化剂为金属卤化盐的混合物、含硫化合物、金属醋酸盐、受阻酚中的一种或多种混合。
作为本发明一种优选的技术方案，本发明还提供了一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，包括以下几个步骤：
S1、按重量比重称取各组分原料；
S2、对可降解原料、天然纤维进行清洗，并进行烘干处理；
S3、将可降解原料与降解剂、表面活性剂、抗氧化剂加入反应釜中，并加热使原料变为熔融状态，进行搅拌，使各成分均匀混合，获得混合物；
S4、将天然纤维与偶联剂共同加入混合物一种，继续进行加热混合搅拌，获得熔融原料；
S5、将熔融原料加入挤出机中，进行纺丝，获得初生丝；
S6、初生丝进行冷却，冷却后进行热风拉伸，获得成品丝，对成品丝进行剪裁，获得成品刷丝。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S2中，将可降解原料、天然纤维使用水清除掉表面杂物后使用烘箱进行烘干，烘干处理温度为70℃～90℃，烘干时间为2h～4h。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S3中，所述反应釜中温度为400℃～600℃，原料混合搅拌的转速为80r/min～120r/min，搅拌时长为3h～5h。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S4中，继续加热的温度为120℃～180℃，搅拌转速为40r/min～60r/min，搅拌时长为1h～3h。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S5中，挤出机挤出温度380℃～450℃，挤出机的螺杆转速为100r/min～150r/min。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S6中，初生丝的冷却方式为水冷却，水温温度为30℃～50℃；热风拉伸温度为110℃～150℃，热风拉伸的倍率为6～10倍。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的方法中，原料组分简单，且都较为常见，成本投入较少；制作方法简洁，工艺稳定，产率高；最终获得的刷丝的拉伸强度和冲击强度较高，具有较强的耐磨能力，使用寿命较长；同时刷丝能够在自然环境中降解，不会给环境带来其他的污染。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种可降解复合型环卫刷丝，由以下重量组份的成分组成：可降解原料80～100份、天然纤维20～30份、降解剂5～10份、偶联剂2～4份、表面活性剂0.8～1.5份、抗氧化剂0.3～0.8份。
进一步的，所述可降解原料为PP树脂、聚氨酯、聚乙烯、聚乙烯醇、脂肪族聚脂中的一种或多种混合；所述天然纤维包括但不限于棉麻纤维、动物尾毛、蚕茧纤维丝。
进一步的，所述降解剂为乙二醇、丙二醇、乙醇胺、季戊四醇中的一种或多种混合；所述偶联剂为铬络合物偶联、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或多种的组合；所述表面活性剂为月桂基硫酸钠、油醇硫酸盐、硬脂酸钠、歧化松香皂中一种或多种混合；所述抗氧化剂为金属卤化盐的混合物、含硫化合物、金属醋酸盐、受阻酚中的一种或多种混合。
实施例一：一种可降解复合型环卫刷丝，由以下重量组份的成分组成：可降解原料90份、天然纤维25份、降解剂8份、偶联剂3份、表面活性剂1.1份、抗氧化剂0.5份。
一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，包括以下几个步骤：
S1、按重量比重称取各组分原料；
S2、对可降解原料、天然纤维用水进行清洗，并在烘箱中进行烘干处理，烘干温度为80℃，烘干时间为3h；
S3、将可降解原料与降解剂、表面活性剂、抗氧化剂加入反应釜中，反应釜温度为520℃，进行搅拌，搅拌转速为90r/min，搅拌时长为4h，使各成分均匀混合，获得混合物；
S4、将天然纤维与偶联剂共同加入混合物一种，继续进行加热混合搅拌，温度保持为150℃，搅拌转速为50r/min，搅拌时长为2h，获得熔融原料；
S5、将熔融原料加入挤出机中，进行纺丝，挤出机挤出温度410℃，挤出机的螺杆转速为125r/min，获得初生丝；
S6、初生丝进行水冷却，水温温度为40℃；冷却后进行热风拉伸，热风拉伸温度为130℃，热风拉伸的倍率为8倍，获得成品丝，对成品丝进行剪裁，获得成品刷丝。
实施例二：一种可降解复合型环卫刷丝，由以下重量组份的成分组成：可降解原料95份、天然纤维28份、降解剂8份、偶联剂3.8份、表面活性剂1.4份、抗氧化剂0.7份。
一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，包括以下几个步骤：
S1、按重量比重称取各组分原料；
S2、对可降解原料、天然纤维用水进行清洗，并在烘箱中进行烘干处理，烘干温度为85℃，烘干时间为3.8h；
S3、将可降解原料与降解剂、表面活性剂、抗氧化剂加入反应釜中，反应釜温度为550℃，进行搅拌，搅拌转速为115r/min，搅拌时长为4.5h，使各成分均匀混合，获得混合物；
S4、将天然纤维与偶联剂共同加入混合物一种，继续进行加热混合搅拌，温度保持为160℃，搅拌转速为55r/min，搅拌时长为2.8h，获得熔融原料；
S5、将熔融原料加入挤出机中，进行纺丝，挤出机挤出温度440℃，挤出机的螺杆转速为135r/min，获得初生丝；
S6、初生丝进行水冷却，水温温度为45℃；冷却后进行热风拉伸，热风拉伸温度为145℃，热风拉伸的倍率为9倍，获得成品丝，对成品丝进行剪裁，获得成品刷丝。
实施例三：一种可降解复合型环卫刷丝，由以下重量组份的成分组成：可降解原料85份、天然纤维22份、降解剂6份、偶联剂2.4份、表面活性剂0.9份、抗氧化剂0.4份。
一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，包括以下几个步骤：
S1、按重量比重称取各组分原料；
S2、对可降解原料、天然纤维用水进行清洗，并在烘箱中进行烘干处理，烘干温度为75℃，烘干时间为2.5h；
S3、将可降解原料与降解剂、表面活性剂、抗氧化剂加入反应釜中，反应釜温度为420℃，进行搅拌，搅拌转速为85r/min，搅拌时长为3.2h，使各成分均匀混合，获得混合物；
S4、将天然纤维与偶联剂共同加入混合物一种，继续进行加热混合搅拌，温度保持为120℃，搅拌转速为45r/min，搅拌时长为1.2h，获得熔融原料；
S5、将熔融原料加入挤出机中，进行纺丝，挤出机挤出温度380℃，挤出机的螺杆转速为105r/min，获得初生丝；
S6、初生丝进行水冷却，水温温度为30℃；冷却后进行热风拉伸，热风拉伸温度为115℃，热风拉伸的倍率为7倍，获得成品丝，对成品丝进行剪裁，获得成品刷丝。
实施例一、实施例二、实施例三之间差异在于原料成分比重不同以及在后续加工制备过程中工艺存在差异；本发明提供的方法中，原料组分简单，且都较为常见，成本投入较少；制作方法简洁，工艺稳定，产率高；利用表面活性剂、抗氧化剂增加成品刷丝表面活性以及抗氧化性，使产品性质更加稳定，从而更加适宜于使用；最终的刷丝拉伸强度、冲击强度以及耐磨能力都较为优异，同时原料主要采取可降解原料以及天然纤维材料，天然无害，同时在制作过程中加有降解剂，刷丝能够在自然环境中降解，不会给环境带来其他的污染。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种可降解复合型环卫刷丝，其特征在于：由以下重量组份的成分组成：可降解原料80～100份、天然纤维20～30份、降解剂5～10份、偶联剂2～4份、表面活性剂0.8～1.5份、抗氧化剂0.3～0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种可降解复合型环卫刷丝，其特征在于：所述可降解原料为PP树脂、聚氨酯、聚乙烯、聚乙烯醇、脂肪族聚脂中的一种或多种混合；所述天然纤维包括但不限于棉麻纤维、动物尾毛、蚕茧纤维丝。
3.根据权利要求1所述的一种可降解复合型环卫刷丝，其特征在于：所述降解剂为乙二醇、丙二醇、乙醇胺、季戊四醇中的一种或多种混合；所述偶联剂为铬络合物偶联、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或多种的组合；所述表面活性剂为月桂基硫酸钠、油醇硫酸盐、硬脂酸钠、歧化松香皂中一种或多种混合；所述抗氧化剂为金属卤化盐的混合物、含硫化合物、金属醋酸盐、受阻酚中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
S1、按重量比重称取各组分原料；
S2、对可降解原料、天然纤维进行清洗，并进行烘干处理；
S3、将可降解原料与降解剂、表面活性剂、抗氧化剂加入反应釜中，并加热使原料变为熔融状态，进行搅拌，使各成分均匀混合，获得混合物；
S4、将天然纤维与偶联剂共同加入混合物一种，继续进行加热混合搅拌，获得熔融原料；
S5、将熔融原料加入挤出机中，进行纺丝，获得初生丝；
S6、初生丝进行冷却，冷却后进行热风拉伸，获得成品丝，对成品丝进行剪裁，获得成品刷丝。
5.根据权利要求4所述的一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，其特征在于：所述步骤S2中，将可降解原料、天然纤维使用水清除掉表面杂物后使用烘箱进行烘干，烘干处理温度为70℃～90℃，烘干时间为2h～4h。
6.根据权利要求4所述的一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述反应釜中温度为400℃～600℃，原料混合搅拌的转速为80r/min～120r/min，搅拌时长为3h～5h。
7.根据权利要求4所述的一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，其特征在于：所述步骤S4中，继续加热的温度为120℃～180℃，搅拌转速为40r/min～60r/min，搅拌时长为1h～3h。
8.根据权利要求4所述的一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，其特征在于：所述步骤S5中，挤出机挤出温度380℃～450℃，挤出机的螺杆转速为100r/min～150r/min。
9.根据权利要求4所述的一种可降解复合型环卫刷丝的生产方法，其特征在于：所述步骤S6中，初生丝的冷却方式为水冷却，水温温度为30℃～50℃；热风拉伸温度为110℃～150℃，热风拉伸的倍率为6～10倍。
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