CN114015209A - 一种矿渣微粉增强型pet塑钢捆带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿渣微粉增强型PET塑钢捆带及其制备方法,矿渣微粉增强型PET塑钢捆带主要由以下重量份的原料制备而成:矿渣微粉10‑30份,PET聚酯原料70‑90份,SLPP型滑爽剂0.5‑1份,增韧剂0.5‑1.5份以及色母粒0.5‑1份;通过添加SLPP型滑爽剂和丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体,充分发挥矿渣微粉粒子具有纳米尺度效应、大的比表面积、体积效应和聚合物基体强的界面相互作用,能有效提高PET塑钢捆带的抗拉强度和PET塑钢捆带平衡柔韧性,同时为炼钢、炼铁高炉矿渣微粉应用提供新的方向,具备较强的市场推广示范效应和环保效应。
Description
技术领域
本发明属于聚酯捆带及其加工技术领域,具体涉及一种矿渣微粉增强型PET塑钢捆带及其制备方法。
背景技术
1946年英国发表了第一个制备PET的专利,1949年英国ICI公司完成中试,但美国杜邦公司购买专利后,1953年建立了生产装置,在世界最先实现工业化生产。初期PET几乎都用于合成纤维(我国俗称涤纶、的确良)。80年代以来,PET作为工程塑料有突破性的发展,相继研制出成核剂和结晶促进剂,目前PET与PBT一起作为热塑性聚酯,成为五大工程塑料之一。
PET塑钢捆带,又称塑钢带(PET打包带、塑钢打包带、聚酯打包带、聚酯捆扎带),是以聚对苯二甲酸乙二醇酯(英文简称PET)为主要原料加工而成。PET塑钢带是国际上最流行的替代钢带、钢丝、PP打包带打包的新型环保包装材料。从2002年来,中国对PET塑钢带的需求以每年50%的速度增长,现已广泛应用在木业打包、纸业打包、钢铁打包、化纤打包、棉花打包、铝锭打包、玻璃打包、建材打包、金属打包、烟草打包、电子电器打包、陶瓷打包等,成为传统的钢带、钢丝、PP打包带等打包带产品的替代者。
国内PET塑钢带行业兴起初期,多半采用粘度较高(粘度特性Ⅵ0.95以上)的聚酯切片原料生产,随着行业的深入研究和国家环保号召,除少部分要求较高的PET塑钢带外,以瓶片料、回收带破碎料添助剂生产PET塑钢带逐渐成为行业主流。
近年来,人们开始对聚酯的改性及功能聚酯的制备进行了越来越多的研究。通常采用共聚、共混等方法,通过在PET中添加无机纳米粒子制备出多种聚酯/无机纳米复合材料,可以对PET进行化学或物理改性制备新型多功能聚酯。
矿渣微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料,目前主要采用外加剂形式、掺合料形式、主掺形式在水泥中掺和商品混凝土中添加,用于提高水泥、混凝土的早强和改善混凝土的某些特性(如易和性、提高早强、减少水化热等),其比表面积可达300-500m2/kg,具有极好的耐热性和高强度,其粒子具有纳米尺度效应、大的比表面积、体积效应、与聚合物基体强的界面相互作用等;目前,行业内未发现采用矿渣微粉作为PET塑钢捆带助剂的先例。
发明内容
本发明针对目前矿渣微粉基本掺和于水泥中,用于增强水泥的性能;在PET塑钢捆带中未见使用的问题,本发明提供一种矿渣微粉增强型PET塑钢捆带及其制备方法。
本发明的技术方案如下:一种矿渣微粉增强型PET塑钢捆带,主要由以下重量份的原料制备而成:矿渣微粉10-30份,PET聚酯原料70-90份,SLPP型滑爽剂0.5-1份,增韧剂0.5-1.5份以及色母粒0.5-1份。
进一步限定,所述矿渣微粉的粒度为-400目,比表面积为300-500m2/kg。
进一步限定,所述PET聚酯原料为粒度为9-15mm的PET热洗瓶片料或PET捆带破碎料。
进一步限定,所述增韧剂为丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体。
进一步限定,所述SLPP型滑爽剂需满足以下性能:熔体流动速率29-33m/s,等规度:95-97%,维卡软化点>135℃,拉伸屈服强度>29MPa,密度0.91-0.917g/cm3,剥离度>5N。
本发明还提供了一种矿渣微粉增强型PET塑钢捆带的制备方法,包括以下步骤:
将矿渣微粉与PET聚酯原料混合均匀后干燥以除去水分和油分,得到混合料1;
色母粒、SLPP型滑爽剂和增韧剂混合均匀后干燥,得到混合料2;
将混合料1和混合料2混合均匀后在260-280℃和70-80MPa下挤出得到PET胚带;
对PET胚带进行冷却,冷却温度为30-50℃;
对冷却后的PET胚带进行两次拉伸成型;
成型后收卷。
进一步限定,制备混合料1的过程中干燥温度为160-180℃,干燥时间4-6小时。
进一步限定,制备混合料2的过程中干燥温度为80-160℃,干燥时间3-5分钟。
进一步限定,对冷却后的PET胚带进行两次拉伸成型具体如下:冷却后的PET胚带依次通过第一五辊牵引伸机组、拉伸烘箱、第一五辊拉伸机组、第二五辊拉伸机组、压花机组、加热冷切定型机组和三辊牵引机组进行烘烤拉伸、压花、加热冷却定型工艺制作而成。
进一步限定,所述第一五辊牵引伸机组、第一五辊拉伸机组和第二五辊拉伸机组拉伸辊内置电加热系统,加热温度175℃,拉伸烘箱采用热风循环烘烤,烘箱温度80-140℃;
所述第一五辊牵引伸机组拉伸1.05倍,第一五辊拉伸机组拉伸3.8倍,第二五辊拉伸机组拉伸1.2-1.7倍;
所述加热冷切定型机组加热温度100-160℃,冷却定型水温25-35℃;
所述三辊牵引机组拉伸0.95-1.05倍。
有益效果:
通过添加SLPP型滑爽剂和丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体,充分发挥矿渣微粉粒子具有纳米尺度效应、大的比表面积、体积效应和聚合物基体强的界面相互作用,能有效提高PET塑钢捆带的抗拉强度和PET塑钢捆带平衡柔韧性,同时为炼钢、炼铁高炉矿渣微粉应用提供新的方向,具备较强的市场推广示范效应和环保效应,并且PET聚酯原料以PET热洗瓶片料或PET塑钢捆带破碎料为原料,其生产成本低于同行。
具体实施方式
以下实施例中SLPP型滑爽剂需满足以下性能:熔体流动速率29-33m/s,等规度:95-97%,维卡软化点>135℃,拉伸屈服强度>29MPa,密度0.91-0.917g/cm3,剥离度>5N。
实施例1
制备矿渣微粉增强型PET塑钢捆带,包括以下步骤:
S1:配料
粒度为-400目和比表面积为300-500m2/kg之间的矿渣微粉100kg,粒度为9-15mm之间的PET热洗瓶片料700kg,丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体5kg,SLPP型滑爽剂5kg以及色母粒5kg;
S2:将矿渣微粉与PET热洗瓶片料充分搅拌混合5分钟,形成混合料1;将混合料1加入干燥机内干燥4小时备用,干燥机采用热风循环和蜂巢除去循环热风中的水分和油分,干燥机设置干燥温度160℃;
S3:将色母粒、SLPP型滑爽剂和丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体进行搅拌混合3分钟,加入辅料干燥罐备用,辅料干燥罐设置温度80℃。
S4:开启PET螺杆挤出机,设定温度260℃,挤出机配置换网器前后采用溶体压力传感器平衡压力,网后压力恒定为80MPa,待螺杆温度恒定30分钟以上开启挤出机通过专用模口挤出PET胚带;
S5:模口下方设置冷却水槽,模口与水面距离3cm,冷却水循环使用,水温应保持在30℃之间。
S6:冷切好的胚带采用二段拉伸工艺拉伸成型,先后通过第一五辊牵引伸机组、拉伸烘箱、第一五辊拉伸机组、第二五辊拉伸机组、压花机组、加热冷切定型机组和三辊牵引机组进行烘烤拉伸、压花、加热冷却定型工艺制作而成;
第一五辊牵引伸机组、第一五辊拉伸机组和第二五辊拉伸机组拉伸辊内置电加热系统,加热温度175℃,拉伸烘箱采用热风循环烘烤,烘箱温度80℃;
第一五辊牵引伸机组拉伸1.05倍,第一五辊拉伸机组拉伸3.8倍,第二五辊拉伸机组拉伸1.2倍;
加热冷切定型机组加热温度100℃,冷却定型水温25℃;三辊牵引机组拉伸0.95倍。
实施例2
制备矿渣微粉增强型PET塑钢捆带,包括以下步骤:
S1:配料
粒度为-400目和比表面积为300-500m2/kg之间的矿渣微粉200kg,粒度为9-15mm之间的PET热洗瓶片料800kg,丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体8kg,SLPP型滑爽剂8kg以及色母粒8kg;
S2:将矿渣微粉与PET热洗瓶片料充分搅拌混合8分钟,形成混合料2;将混合料2加入干燥机内干燥5小时备用,干燥机采用热风循环和蜂巢除去循环热风中的水分和油分,干燥机设置干燥温度170℃;
S3:将色母粒、SLPP型滑爽剂和丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体进行搅拌混合5分钟,加入辅料干燥罐备用,辅料干燥罐设置温度140℃。
S4:开启PET螺杆挤出机,设定温度270℃,挤出机配置换网器前后采用溶体压力传感器平衡压力,网后压力恒定为70MPa,待螺杆温度恒定30分钟以上开启挤出机通过专用模口挤出PET胚带;
S5:模口下方设置冷却水槽,模口与水面距离4cm,冷却水循环使用,水温应保持在40℃之间。
S6:冷切好的胚带采用二段拉伸工艺拉伸成型,先后通过第一五辊牵引伸机组、拉伸烘箱、第一五辊拉伸机组、第二五辊拉伸机组、压花机组、加热冷切定型机组和三辊牵引机组进行烘烤拉伸、压花、加热冷却定型工艺制作而成;
第一五辊牵引伸机组、第一五辊拉伸机组和第二五辊拉伸机组拉伸辊内置电加热系统,加热温度175℃,拉伸烘箱采用热风循环烘烤,烘箱温度120℃;
第一五辊牵引伸机组拉伸1.05倍,第一五辊拉伸机组拉伸3.8倍,第二五辊拉伸机组拉伸1.5倍;
加热冷切定型机组加热温度130℃,冷却定型水温30℃;三辊牵引机组拉伸1倍。
实施例3
制备矿渣微粉增强型PET塑钢捆带,包括以下步骤:
S1:配料
粒度为-400目和比表面积为300-500m2/kg之间的矿渣微粉300kg,粒度为9-15mm之间的PET捆带破碎料900kg,丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体15kg,SLPP型滑爽剂10kg以及色母粒10kg;
S2:将矿渣微粉与PET捆带破碎料充分搅拌混合10分钟,形成混合料3;将混合料3加入干燥机内干燥6小时备用,干燥机采用热风循环和蜂巢除去循环热风中的水分和油分,干燥机设置干燥温度180℃;
S3:将色母粒、SLPP型滑爽剂和丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体进行搅拌混合5分钟,加入辅料干燥罐备用,辅料干燥罐设置温度160℃。
S4:开启PET螺杆挤出机,设定温度280℃,挤出机配置换网器前后采用溶体压力传感器平衡压力,网后压力恒定为75MPa,待螺杆温度恒定30分钟以上开启挤出机通过专用模口挤出PET胚带;
S5:模口下方设置冷却水槽,模口与水面距离5cm,冷却水循环使用,水温应保持在50℃之间。
S6:冷切好的胚带采用二段拉伸工艺拉伸成型,先后通过第一五辊牵引伸机组、拉伸烘箱、第一五辊拉伸机组、第二五辊拉伸机组、压花机组、加热冷切定型机组和三辊牵引机组进行烘烤拉伸、压花、加热冷却定型工艺制作而成;
第一五辊牵引伸机组、第一五辊拉伸机组和第二五辊拉伸机组拉伸辊内置电加热系统,加热温度175℃,拉伸烘箱采用热风循环烘烤,烘箱温度140℃;
第一五辊牵引伸机组拉伸1.05倍,第一五辊拉伸机组拉伸3.8倍,第二五辊拉伸机组拉伸1.7倍;
加热冷切定型机组加热温度160℃,冷却定型水温35℃;三辊牵引机组拉伸1.05倍。
对实施例1-3制备得到的矿渣微粉增强型PET塑钢捆带进行抗拉强度测定,结果分别为:380MPa,450MPa,520MPa。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种矿渣微粉增强型PET塑钢捆带,其特征在于,主要由以下重量份的原料制备而成:矿渣微粉10-30份,PET聚酯原料70-90份,SLPP型滑爽剂0.5-1份,增韧剂0.5-1.5份以及色母粒0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的矿渣微粉增强型PET塑钢捆带,其特征在于,所述矿渣微粉的粒度为-400目,比表面积为300-500m2/kg。
3.根据权利要求1所述的矿渣微粉增强型PET塑钢捆带,其特征在于,所述PET聚酯原料为粒度为9-15mm的PET热洗瓶片料或PET捆带破碎料。
4.根据权利要求1所述的矿渣微粉增强型PET塑钢捆带,其特征在于,所述增韧剂为丙烯酸酯与缩水双官能化乙烯类弹性体。
5.根据权利要求1所述的矿渣微粉增强型PET塑钢捆带,其特征在于,所述SLPP型滑爽剂需满足以下性能:熔体流动速率29-33m/s,等规度:95-97%,维卡软化点>135℃,拉伸屈服强度>29MPa,密度0.91-0.917g/cm3,剥离度>5N。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的矿渣微粉增强型PET塑钢捆带的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将矿渣微粉与PET聚酯原料混合均匀后干燥以除去水分和油分,得到混合料1;
色母粒、SLPP型滑爽剂和增韧剂混合均匀后干燥,得到混合料2;
将混合料1和混合料2混合均匀后在260-280℃和70-80MPa下挤出得到PET胚带;
对PET胚带进行冷却,冷却温度为30-50℃;
对冷却后的PET胚带进行两次拉伸成型;
成型后收卷。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,制备混合料1的过程中干燥温度为160-180℃,干燥时间4-6小时。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,制备混合料2的过程中干燥温度为80-160℃,干燥时间3-5分钟。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,对冷却后的PET胚带进行两次拉伸成型具体如下:冷却后的PET胚带依次通过第一五辊牵引伸机组、拉伸烘箱、第一五辊拉伸机组、第二五辊拉伸机组、压花机组、加热冷切定型机组和三辊牵引机组进行烘烤拉伸、压花、加热冷却定型工艺制作而成。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第一五辊牵引伸机组、第一五辊拉伸机组和第二五辊拉伸机组拉伸辊内置电加热系统,加热温度175℃,拉伸烘箱采用热风循环烘烤,烘箱温度80-140℃;
所述第一五辊牵引伸机组拉伸1.05倍,第一五辊拉伸机组拉伸3.8倍,第二五辊拉伸机组拉伸1.2-1.7倍;
所述加热冷切定型机组加热温度100-160℃,冷却定型水温25-35℃;
所述三辊牵引机组拉伸0.95-1.05倍。
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