CN113402858B - 一种纳米改性pet打包带 - Google Patents

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Abstract

本发明属于打包带材料技术领域，尤其是一种纳米改性PET打包带，解决了现有技术中PET打包带生产过程中存在结晶速率慢、成型加工困难、模温高、成型周期长、冲击强度差的问题，所述纳米改性PET打包带，包括以下原料：废旧PET颗粒50‑70份、高密度聚乙烯20‑30份、玻璃纤维10‑18份、结晶增强剂3‑6份、氧化锌2‑8份、磷酸三乙酯1‑2份、扩链剂1‑3份。本发明制备方法简单，制备条件温和，所得PET打包带在具有传统PET打包带优异性能的同时，可塑性更好，断裂拉力更强，冲击强度更高。

Description

一种纳米改性PET打包带
技术领域
本发明涉及打包带材料技术领域，尤其涉及一种纳米改性PET打包带。
背景技术
塑料打包带是一种单轴取向的塑料捆扎材料。七十年代开始引入我国。由于它具有质轻、坚牢、耐腐蚀和使用方便等许多优点，所以问世后很快代替了铁皮、纸条打包带并使其得到了很快的发展。随着包装工业的发展，塑料打包带的需求越来越大，塑料打包带的生产将会出现成倍增长的趋势。
PET(聚对苯二甲酸乙二醇脂)是一种线型热塑性树脂，也是应用最广泛的工程塑料之一。其密度为(1.3-1.4)g/cm3，特性粘度(IV)为(0.62-1.20)ml/g，熔点为(245-265)℃。PET塑料透明、光泽度高，有较好的耐候性和化学稳定性、耐冲击性、耐蠕变性和尺寸稳定性；它有较高的耐热性，能在较宽的温度范围内，保持优良的物理力学性能，是高价值树脂。PET打包带是以PET为主要原料经挤出单向拉伸成型的一种聚酯打包带，是目前国际上最流行的替代钢带、钢丝、重型PP打包带的新型环保包装材料，其具有诸多优点：(1)抗拉力强，既有钢带般的抗拉力，又有能抗冲击的延展性，更能确保产品的运输安全；(2)延伸率小，伸长率仅是聚丙烯带的六分之一，能长时间保持拉紧力；(3)安全性好，没有钢带生锈污染被捆物体的弊端，色彩光亮可鉴；(4)经济效益佳，1吨PET打包带的长度相当于6吨同规格的钢带长度，每米单价比钢带低40％以上，能大幅降低包装成本。
PET分子主链上存在刚性基团，故其耐热性很高；但也正是由于这种刚性结构的存在，导致其分子链柔性较差，玻璃化温度高，阻碍了分子链段的运动，进一步导致其存在结晶速率慢、成型加工困难、模温高、成型周期长、冲击强度差等缺点，大大限制了其应用范围。中国发明专利公开号CN112646333A公开了一种改性PET材料，按质量份数计，原料主要包括以下组分：70-80份PET，15-20份PA66，0.1-0.2份抗氧剂，3-7份无机填料，7-8份增容剂，0.8-1.5份偶联剂。上述专利采用分子中含有大量酰胺基、端氨基和羧基，分子间能形成密度较高的氢键，结晶速度相对较快，具有优良的力学强度、较好的成型加工性能的PA66与PET进行性能互补，但是PA66存在吸水性大、尺寸稳定性差、耐热性不足等缺陷；而PET本身也是吸湿性聚合物，其会快速地吸收空气中的湿气。残留在物料中的微量水分在PET加热成型过程中，使树脂产生水降解，特性粘度(IV)下降，从而导致制品力学性能下降。因此PA66的选用会加重水降解程度，进而加重导致制品力学性能下降。基于上述陈述，本发明提出了一种纳米改性PET打包带。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中PET打包带生产过程中存在结晶速率慢、成型加工困难、模温高、成型周期长、冲击强度差的问题，而提出的一种纳米改性PET打包带。
一种纳米改性PET打包带，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒50-70份、高密度聚乙烯20-30份、玻璃纤维10-18份、结晶增强剂3-6份、氧化锌2-8份、磷酸三乙酯1-2份、扩链剂1-3份。
优选的，所述纳米改性PET打包带，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒55-65份、高密度聚乙烯22-28份、玻璃纤维12-16份、结晶增强剂4-5份、氧化锌2.4-7.2份、磷酸三乙酯1.2-1.8份、扩链剂1.5-2.5份。
优选的，所述纳米改性PET打包带，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒60份、高密度聚乙烯25份、玻璃纤维14份、结晶增强剂4.5份、氧化锌4.5份、磷酸三乙酯1.5份、扩链剂2份。
优选的，所述废旧PET颗粒由以下方法制得：(1)将甲基丙烯酸羟乙酯溶于二甲基酮和水的混合溶剂中得混合液；(2)将废旧PET材料回收清洗、破碎后与聚二甲基硅氧烷共同加入到捏合机中，加入步骤(1)中的混合液，于130-150℃的温度下，搅拌混合20-40min，混合均匀后挤出造粒即得。
优选的，所述步骤(1)中甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基酮和水的质量比为1-4:2-3:2-5。
优选的，所述步骤(2)中废旧PET材料、聚二甲基硅氧烷和混合液的质量比为30-40:3-5:18-25。
优选的，所述结晶增强剂由质量比6-9:3-4:1-1.5的磷酸二氢铝、异丙醇和四丁基醋酸铵组成。
优选的，所述氧化锌和磷酸三乙酯的质量比为2-4:1。
优选的，所述扩链剂为丁二酸酐、十二烯基丁二酸酐、甲基丙烯酸酐、甲基磺酸酐、2,3-二甲基马来酸酐、巴豆酸酐、己酸酐中的一种或几种。
本发明还提出了一种纳米改性PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料废旧PET颗粒50-70份、高密度聚乙烯20-30份、玻璃纤维10-18份、结晶增强剂3-6份、氧化锌2-8份、磷酸三乙酯1-2份、扩链剂1-3份；
S2、将废旧PET颗粒与高密度聚乙烯共同置于80-100℃的温度下，干燥3-5h，然后将干燥后的物料、玻璃纤维和扩链剂共同加入到高速混合机中，于150-180℃的温度下预混合0.5-1h，得预混料；
S3、保温将氧化锌和磷酸三乙酯依次加入到步骤S2的预混料中，搅拌混合10-20min后，最后加入结晶增强剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出至带状即得。
本发明提出的一种纳米改性PET打包带，具有以下有益效果：
1、本发明将废旧PET回收后进行预处理，然后与高密度聚乙烯混合除湿，在扩链剂的作用下，加玻璃纤维增强，最后加氧化锌、磷酸三乙酯和结晶增强剂混练后挤出成型即得；本发明制备方法简单，制备条件温和，选用废旧PET为主要原料，成本低廉，绿色环保，所得PET打包带在具有传统PET打包带优异性能的同时，可塑性更好，断裂拉力更强，冲击强度更高。
2、本发明将甲基丙烯酸羟乙酯溶于二甲基酮和水的混合溶剂中得混合液，在混合液的存在下，采用聚二甲基硅氧烷对回收破碎的废旧PET材料进行预处理，制得废旧PET颗粒；甲基丙烯酸羟乙酯能够显著改善PET的渗透性和粘结性，聚二甲基硅氧烷能够有效改善PET的吸湿性；本发明所得的废旧PET颗粒与高密度聚乙烯复配使用，两者结合性强，综合性能增益，所得PET打包带韧性好，可塑性好，易加工成型，成型周期短，冲击强度高。
3、本发明采用磷酸二氢铝、异丙醇和四丁基醋酸铵组成结晶增强剂，其添加能够增加分子间密度及分子链之间吸引力，进而显著加快结晶速度，所得PET打包带力学性能和热性能相应提高；本发明选择合适的配比，复配添加氧化锌和磷酸三乙酯，能够有效提高PET打包带的耐老化性能和阻燃性能，所得PET打包带，综合性能优异，应用范围广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种纳米改性PET打包带，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒50份、高密度聚乙烯20份、玻璃纤维10份、结晶增强剂3份、氧化锌2份、磷酸三乙酯1份、扩链剂1份；
上述废旧PET颗粒由以下方法制得：(1)将甲基丙烯酸羟乙酯溶于二甲基酮和水的混合溶剂中得混合液；(2)将废旧PET材料回收清洗、破碎后与聚二甲基硅氧烷共同加入到捏合机中，加入步骤(1)中的混合液，于130℃的温度下，搅拌混合20min，混合均匀后挤出造粒即得；步骤(1)中甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基酮和水的质量比为1:2:2；步骤(2)中废旧PET材料、聚二甲基硅氧烷和混合液的质量比为30:3:18；
上述结晶增强剂由质量比6:3:1的磷酸二氢铝、异丙醇和四丁基醋酸铵组成；
上述氧化锌和磷酸三乙酯的质量比为2:1；
上述扩链剂为丁二酸酐。
本发明还提出了一种纳米改性PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料废旧PET颗粒50份、高密度聚乙烯20份、玻璃纤维10份、结晶增强剂3份、氧化锌2份、磷酸三乙酯1份、扩链剂1份；
S2、将废旧PET颗粒与高密度聚乙烯共同置于80℃的温度下，干燥3h，然后将干燥后的物料、玻璃纤维和扩链剂共同加入到高速混合机中，于150℃的温度下预混合0.5h，得预混料；
S3、保温将氧化锌和磷酸三乙酯依次加入到步骤S2的预混料中，搅拌混合10min后，最后加入结晶增强剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出至带状即得。
实施例二
本发明提出的一种纳米改性PET打包带，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒55份、高密度聚乙烯22份、玻璃纤维12份、结晶增强剂4份、氧化锌2.4份、磷酸三乙酯1.2份、扩链剂1.5份；
上述废旧PET颗粒由以下方法制得：(1)将甲基丙烯酸羟乙酯溶于二甲基酮和水的混合溶剂中得混合液；(2)将废旧PET材料回收清洗、破碎后与聚二甲基硅氧烷共同加入到捏合机中，加入步骤(1)中的混合液，于135℃的温度下，搅拌混合25min，混合均匀后挤出造粒即得；步骤(1)中甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基酮和水的质量比为2:2.5:3；步骤(2)中废旧PET材料、聚二甲基硅氧烷和混合液的质量比为8:1:5；
上述结晶增强剂由质量比7:3.5:1的磷酸二氢铝、异丙醇和四丁基醋酸铵组成；
上述氧化锌和磷酸三乙酯的质量比为2.5:1；
上述扩链剂为十二烯基丁二酸酐。
本发明还提出了一种纳米改性PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料废旧PET颗粒55份、高密度聚乙烯22份、玻璃纤维12份、结晶增强剂4份、氧化锌2.4份、磷酸三乙酯1.2份、扩链剂1.5份；
S2、将废旧PET颗粒与高密度聚乙烯共同置于85℃的温度下，干燥3-5h，然后将干燥后的物料、玻璃纤维和扩链剂共同加入到高速混合机中，于155℃的温度下预混合0.6h，得预混料；
S3、保温将氧化锌和磷酸三乙酯依次加入到步骤S2的预混料中，搅拌混合12min后，最后加入结晶增强剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出至带状即得。
实施例三
本发明提出的一种纳米改性PET打包带，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒60份、高密度聚乙烯25份、玻璃纤维14份、结晶增强剂4.5份、氧化锌4.5份、磷酸三乙酯1.5份、扩链剂2份；
上述废旧PET颗粒由以下方法制得：(1)将甲基丙烯酸羟乙酯溶于二甲基酮和水的混合溶剂中得混合液；(2)将废旧PET材料回收清洗、破碎后与聚二甲基硅氧烷共同加入到捏合机中，加入步骤(1)中的混合液，于140℃的温度下，搅拌混合30min，混合均匀后挤出造粒即得；步骤(1)中甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基酮和水的质量比为3:2.5:3；步骤(2)中废旧PET材料、聚二甲基硅氧烷和混合液的质量比为35:4:22；
上述结晶增强剂由质量比7.5:3.5:1.2的磷酸二氢铝、异丙醇和四丁基醋酸铵组成；
上述氧化锌和磷酸三乙酯的质量比为3:1；
上述扩链剂为甲基丙烯酸酐。
本发明还提出了一种纳米改性PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料废旧PET颗粒60份、高密度聚乙烯25份、玻璃纤维14份、结晶增强剂4.5份、氧化锌4.5份、磷酸三乙酯1.5份、扩链剂2份；
S2、将废旧PET颗粒与高密度聚乙烯共同置于90℃的温度下，干燥4h，然后将干燥后的物料、玻璃纤维和扩链剂共同加入到高速混合机中，于165℃的温度下预混合0.8h，得预混料；
S3、保温将氧化锌和磷酸三乙酯依次加入到步骤S2的预混料中，搅拌混合15min后，最后加入结晶增强剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出至带状即得。
实施例四
本发明提出的一种纳米改性PET打包带，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒65份、高密度聚乙烯28份、玻璃纤维16份、结晶增强剂5份、氧化锌7.2份、磷酸三乙酯1.8份、扩链剂2.5份；
上述废旧PET颗粒由以下方法制得：(1)将甲基丙烯酸羟乙酯溶于二甲基酮和水的混合溶剂中得混合液；(2)将废旧PET材料回收清洗、破碎后与聚二甲基硅氧烷共同加入到捏合机中，加入步骤(1)中的混合液，于145℃的温度下，搅拌混合35min，混合均匀后挤出造粒即得；步骤(1)中甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基酮和水的质量比为3:3:2；步骤(2)中废旧PET材料、聚二甲基硅氧烷和混合液的质量比为7:1:5；
上述结晶增强剂由质量比8:3:1.5的磷酸二氢铝、异丙醇和四丁基醋酸铵组成；
上述氧化锌和磷酸三乙酯的质量比为3.5:1；
上述扩链剂为2,3-二甲基马来酸酐。
本发明还提出了一种纳米改性PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料废旧PET颗粒65份、高密度聚乙烯28份、玻璃纤维16份、结晶增强剂5份、氧化锌7.2份、磷酸三乙酯1.8份、扩链剂2.5份；
S2、将废旧PET颗粒与高密度聚乙烯共同置于95℃的温度下，干燥3-5h，然后将干燥后的物料、玻璃纤维和扩链剂共同加入到高速混合机中，于170℃的温度下预混合0.8h，得预混料；
S3、保温将氧化锌和磷酸三乙酯依次加入到步骤S2的预混料中，搅拌混合18min后，最后加入结晶增强剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出至带状即得。
实施例五
本发明提出的一种纳米改性PET打包带，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒70份、高密度聚乙烯30份、玻璃纤维18份、结晶增强剂6份、氧化锌8份、磷酸三乙酯2份、扩链剂3份；
上述废旧PET颗粒由以下方法制得：(1)将甲基丙烯酸羟乙酯溶于二甲基酮和水的混合溶剂中得混合液；(2)将废旧PET材料回收清洗、破碎后与聚二甲基硅氧烷共同加入到捏合机中，加入步骤(1)中的混合液，于150℃的温度下，搅拌混合40min，混合均匀后挤出造粒即得；步骤(1)中甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基酮和水的质量比为4:3:5；步骤(2)中废旧PET材料、聚二甲基硅氧烷和混合液的质量比为8:1:5；
上述结晶增强剂由质量比9:4:1.5的磷酸二氢铝、异丙醇和四丁基醋酸铵组成；
上述氧化锌和磷酸三乙酯的质量比为4:1；
上述扩链剂为巴豆酸酐。
本发明还提出了一种纳米改性PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料废旧PET颗粒70份、高密度聚乙烯30份、玻璃纤维18份、结晶增强剂6份、氧化锌8份、磷酸三乙酯2份、扩链剂3份；
S2、将废旧PET颗粒与高密度聚乙烯共同置于100℃的温度下，干燥5h，然后将干燥后的物料、玻璃纤维和扩链剂共同加入到高速混合机中，于180℃的温度下预混合1h，得预混料；
S3、保温将氧化锌和磷酸三乙酯依次加入到步骤S2的预混料中，搅拌混合20min后，最后加入结晶增强剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出至带状即得。
对比例一
本发明提出的一种纳米改性PET打包带，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒50份、高密度聚乙烯20份、玻璃纤维10份、结晶增强剂3份、氧化锌2份、磷酸三乙酯1份、扩链剂1份；
上述废旧PET颗粒由以下方法制得：将废旧PET材料回收清洗、破碎即得；
上述结晶增强剂由质量比6:3:1的磷酸二氢铝、异丙醇和四丁基醋酸铵组成；
上述氧化锌和磷酸三乙酯的质量比为2:1；
上述扩链剂为丁二酸酐。
本发明还提出了一种纳米改性PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料废旧PET颗粒50份、高密度聚乙烯20份、玻璃纤维10份、结晶增强剂3份、氧化锌2份、磷酸三乙酯1份、扩链剂1份；
S2、将废旧PET颗粒与高密度聚乙烯共同置于80℃的温度下，干燥3h，然后将干燥后的物料、玻璃纤维和扩链剂共同加入到高速混合机中，于150℃的温度下预混合0.5h，得预混料；
S3、保温将氧化锌和磷酸三乙酯依次加入到步骤S2的预混料中，搅拌混合10min后，最后加入结晶增强剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出至带状即得。
分别将本发明实施例一-五以及对比例一中制备的PET打包带制成宽度为12.7mm，厚度为0.6mm的规格，测试上述打包带的性能，得出如下结果：
Figure BDA0003143348530000121
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种纳米改性PET打包带，其特征在于，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒50-70份、高密度聚乙烯20-30份、玻璃纤维10-18份、结晶增强剂3-6份、氧化锌2-8份、磷酸三乙酯1-2份、扩链剂1-3份，所述废旧PET颗粒由以下方法制得：（1）将甲基丙烯酸羟乙酯溶于二甲基酮和水的混合溶剂中得混合液；（2）将废旧PET材料回收清洗、破碎后与聚二甲基硅氧烷共同加入到捏合机中，加入步骤（1）中的混合液，于130-150℃的温度下，搅拌混合20-40min，混合均匀后挤出造粒即得。
2.根据权利要求1所述的一种纳米改性PET打包带，其特征在于，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒55-65份、高密度聚乙烯22-28份、玻璃纤维12-16份、结晶增强剂4-5份、氧化锌2.4-7.2份、磷酸三乙酯1.2-1.8份、扩链剂1.5-2.5份。
3.根据权利要求1所述的一种纳米改性PET打包带，其特征在于，包括以下重量份的原料：废旧PET颗粒60份、高密度聚乙烯25份、玻璃纤维14份、结晶增强剂4.5份、氧化锌4.5份、磷酸三乙酯1.5份、扩链剂2份。
4.根据权利要求3所述的一种纳米改性PET打包带，其特征在于，所述步骤（1）中甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基酮和水的质量比为1-4:2-3:2-5。
5.根据权利要求3所述的一种纳米改性PET打包带，其特征在于，所述步骤（2）中废旧PET材料、聚二甲基硅氧烷和混合液的质量比为30-40:3-5:18-25。
6.根据权利要求1所述的一种纳米改性PET打包带，其特征在于，所述结晶增强剂由质量比6-9:3-4:1-1.5的磷酸二氢铝、异丙醇和四丁基醋酸铵组成。
7.根据权利要求1所述的一种纳米改性PET打包带，其特征在于，所述氧化锌和磷酸三乙酯的质量比为2-4:1。
8.根据权利要求1所述的一种纳米改性PET打包带，其特征在于，所述扩链剂为丁二酸酐、十二烯基丁二酸酐、甲基丙烯酸酐、甲基磺酸酐、2,3-二甲基马来酸酐、巴豆酸酐、己酸酐中的一种或几种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的纳米改性PET打包带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料废旧PET颗粒50-70份、高密度聚乙烯20-30份、玻璃纤维10-18份、结晶增强剂3-6份、氧化锌2-8份、磷酸三乙酯1-2份、扩链剂1-3份；
S2、将废旧PET颗粒与高密度聚乙烯共同置于80-100℃的温度下，干燥3-5h，然后将干燥后的物料、玻璃纤维和扩链剂共同加入到高速混合机中，于150-180℃的温度下预混合0.5-1h，得预混料；
S3、保温将氧化锌和磷酸三乙酯依次加入到步骤S2的预混料中，搅拌混合10-20min后，最后加入结晶增强剂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出至带状即得。
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