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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| CN115467042A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-12-13 | 无锡市兴盛新材料科技有限公司 | 一种高耐刮擦性能pbt弹力纤维丝及其制备方法 |
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