CN114541149A - 一种利用聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料的方法，属于高分子材料领域。包括以下步骤：S1、制备聚丙烯餐盒再生材料和S2、制备聚丙烯涂覆料。所述的聚丙烯涂覆料，按重量百分含量计包括如下组分：聚丙烯餐盒再生材料95％；熔指调节剂0.1‑0.2％；除味剂1‑5％；抗氧剂0‑1％；分散剂0‑2％；润滑剂0‑2％。本发明采用聚丙烯餐盒再生材料作为主要原料，由于聚丙烯餐盒再生材料本身熔指较高，通常在40g±5/10min，本发明在实施过程中通过对加工工艺控制使生产得到的聚丙烯涂覆料熔指为68±2g/10min，波动较小，稳定性高。

Description

一种利用聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料的方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种利用聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料的方法。
背景技术
聚丙烯涂覆料适用于塑料编织袋表面涂层、纸塑复合、薄膜复合等，具有强度高、粘结力强、流动性好、成膜均匀、防水、防潮等特点。聚丙烯涂覆料在进行涂覆时需要考虑：(1)温度，混合料加工温度因原料特性和混合比例不同而有一定差异，提高模头温度，挤出膜的氧化程度增加，膜的表面极性大，与牛皮纸的亲和力增加，提高复合撕布的剥离程度，但也使聚丙烯基布热老化发脆；(2)调整模头气隙尺寸，即膜唇到冷却辊与压辊接触线的距离，若模头气隙过大出现膜片缩幅；(3)涂覆级聚丙烯需掺混低密度聚乙烯，掺混量多时，应降低挤出机的第一区温度，避免低密度聚乙烯过早熔融包裹聚丙烯树脂，使聚丙烯降解几率减少，而其大分子自由基与低密度聚乙烯接枝或交联几率增加，挤出机背压大小不稳定，膜流动不均；(4)复合线速度/螺杆转速，一般生产厂家常用复合线速度/螺杆转速比来评定聚丙烯及其混合料的工艺稳定性、复合膜性能和经济效益，当高速复合工艺条件下，对原料的流变特性要求较高，这样才使挤出膜的均匀性和剥离强度达到要求。
目前国内生产聚丙烯涂覆料主要方式有两种，一是上游石化厂家进行合成并对工艺技术指标进行控制；二是对双向拉伸聚丙烯薄膜生产线的废膜进行降解改性，做成聚丙烯涂覆料。
如，中国专利申请200910235926.8中公开了一种用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物及其制备方法。所述组合物包含有共混的以下组分：低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，其中低密度聚乙烯与高密度聚乙烯重量比为80:20-99:1。该组合物密度为0.915-0.935g/cm3，MFR(190℃/2.16kg)为2.5-7.0g/10min，具有4.0-7.0的Mw/Mn分子量分布宽度。所述聚乙烯组合物通过将所述物料按所述量混合后熔融挤出制得。该发明所述聚乙烯组合物具有优异的加工流变性能，涂覆宽度较宽，收缩幅度小并且制备方法简便，工艺容易控制。但是这种方式的生产成本比较高，因此，近些年国内外逐步用聚丙烯涂覆料替代或者部分聚乙烯涂覆料。
再如，中国专利申请201510698744.X中公开了一种双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)的降解改性方法，采用过氧化物作为引发剂，采用乙烯-(甲基)丙烯酸盐的离子键聚合体、抗氧化剂、硬脂酸盐作为共混料，在双螺杆挤出机中经熔融、挤出，对BOPP薄膜进行降解改性。改性后得到的熔体具有良好的流动性、粘结性、防潮性以及耐腐蚀性，适用于作为塑料编织袋、药品等包装材料的涂覆料，制得的膜层具有良好的结合强度、柔韧性、耐磨性、抗老化性，并且消除了膜层在低温易脱落、破损的现象。但是该方式得到的产品指标不稳定，原料熔融指数偏差较大，给使用者带来较大影响。
因此，需要开发一种技术指标稳定和成本低廉的聚丙烯涂覆料。
发明内容
基于现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种利用聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料的方法，通过采用高熔融指数聚丙烯餐盒回料作为主要原料，采用熔融指数调节，最终得到技术指标稳定和成本低廉的聚丙烯涂覆料。
本发明的目的之一是提供一种利用聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料的方法。
本发明的另一个目的是提供一种通过上述方法制备得到的聚丙烯涂覆料。
本发明的再一个目的是提供上述聚丙烯涂覆料在编织袋涂覆中的应用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料的方法，包括以下步骤：
S1、制备聚丙烯餐盒再生材料
1.1对回收的餐盒进行破碎、清洗、风干，制成8-12mm尺寸的片状材料；
1.2将步骤1.1中得到的片状材料进行筛选，得到颜色、材质统一的片状材料；
1.3将步骤1.2中得到的颜色、材质统一的片状材料进行混合搅拌、喂料、熔融挤出、造粒、包装后，得到聚丙烯餐盒再生材料；
所述的熔融挤出步骤的生产工艺参数如下所示：
Figure BDA0003511296660000021
Figure BDA0003511296660000031
S2、制备聚丙烯涂覆料
将步骤1.3中得到的聚丙烯餐盒再生材料、熔指调节剂、除味剂、抗氧剂、分散剂和润滑剂混合熔融挤出，制备得到聚丙烯涂覆料；
所述的混合熔融挤出挤出生产工艺参数如下所示：
Figure BDA0003511296660000032
所述的熔指调节剂选自过氧化二异丙苯(DCP)或/和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)；
所述的除味剂选自沸石粉或/和高岭土；
所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或/和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(TBP)；
所述的分散剂选自硬脂酸(SA)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)和改性乙撑双硬脂酰胺(改性EBS)中的一种或几种；
所述的润滑剂选自聚丙烯蜡(PP蜡)、季戊四醇四硬脂酸脂(PETS-4)和硬脂酰胺中的一种或几种。
本发明还提供了一种利用聚丙烯餐盒再生材料制备的聚丙烯涂覆料，按重量百分含量计包括如下组分：聚丙烯餐盒再生材料95％；熔指调节剂0.1-0.2％；除味剂1-5％；抗氧剂0-1％；分散剂0-2％；润滑剂0-2％。
优选地，所述的聚丙烯涂覆料，按重量百分含量计包括如下组分：聚丙烯餐盒再生材料95％；熔指调节剂0.15-0.2％；除味剂1.5-4.8％；抗氧剂0.6-1％；分散剂0.7-1.8％；润滑剂0.8-1.4％。
再优选地，所述的聚丙烯涂覆料，按重量百分含量计包括如下组分：聚丙烯餐盒再生材料95％；熔指调节剂0.18-0.2％；除味剂2-4％；抗氧剂0.8-1％；分散剂1-1.4％；润滑剂0.9-1.3％。
作为一些优选的实施方案，所述的熔指调节剂为质量比3-5:1的过氧化二异丙苯(DCP)和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)；
再优选地，所述的熔指调节剂为质量比4:1的过氧化二异丙苯(DCP)和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)。
作为另一下优选的实施方案，所述的分散剂为质量比1-3:1的硬脂酸(SA)和改性乙撑双硬脂酰胺(改性EBS)。
再优选地，所述的分散剂为质量比3:1的硬脂酸(SA)和改性乙撑双硬脂酰胺(改性EBS)。
在一些优选实施方案中，所述的抗氧剂、分散剂和润滑剂的质量比为1:1:0.8；
作为一个优选的实施方案，所述的聚丙烯涂覆料，按重量百分含量计包括如下组分：聚丙烯餐盒再生材料95％；熔指调节剂0.2％；除味剂2％；分散剂1.8％，润滑剂1％。
作为另一个优选的实施方案，所述的聚丙烯涂覆料，按重量百分含量计包括如下组分：聚丙烯餐盒再生材料95％；熔指调节剂0.2％；除味剂2％；抗氧剂1％；分散剂1％；润滑剂0.8％。
本发明还提供了一种聚丙烯涂覆料在编织袋涂覆中的应用，具体应用包括如下步骤：
(1)将所得聚丙烯涂覆料与聚乙烯、性剂POE混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料在淋膜机上与聚丙烯编织布涂覆复合，得到编织袋。
上述步骤(1)中所述的聚丙烯涂覆料、聚乙烯和性剂POE的质量比为7:2:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)产品技术指标的稳定性；本发明采用聚丙烯餐盒再生材料作为主要原料，由于聚丙烯餐盒再生材料本身熔指较高，通常在40g±5/10min，本发明在实施过程中通过对加工工艺控制使生产得到的聚丙烯涂覆料熔指为68±2g/10min，波动较小，稳定性高；
本发明实施的关键是温度控制，首先通过触摸屏输入温度设定值，PLC对温度设定值进行存储，同时启动主机，PLC控制挤出机的电机和加热器启动；温度传感器测量出机筒的温度值，出现偏差的时候调整加热功率，缩小实际温度与设定温度之间的误差；
(2)生产的出来的产品质量效果；本发明采用聚丙烯餐盒再生材料作为主要原料，由于聚丙烯餐盒再生材料中含有20％左右共聚聚丙烯，涂覆后的编织袋韧性更好，破包概率更低；
(3)本发明采用的聚丙烯餐盒再生材料是由餐盒回料生产得到的，符合国家当下倡导塑料循环利用的方向及符合国家的“双碳”战略。
附图说明
图1为实施例6中制备得到的聚丙烯涂覆料；
图2为应用实施例涂覆得到的编织袋。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
具体如下：
Figure BDA0003511296660000051
Figure BDA0003511296660000061
基础实施例一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料的方法，包括以下步骤：
S1、制备聚丙烯餐盒再生材料
1.1对回收的餐盒进行破碎、清洗、风干，制成8-12mm尺寸的片状材料；
1.2将步骤1.1中得到的片状材料进行筛选，得到颜色、材质统一的片状材料；
1.3将步骤1.2中得到的颜色、材质统一的片状材料进行混合搅拌、喂料、熔融挤出、造粒、包装后，得到聚丙烯餐盒再生材料；
所述的熔融挤出步骤的生产工艺参数如下所示：
Figure BDA0003511296660000062
S2、制备聚丙烯涂覆料
将步骤1.3中得到的聚丙烯餐盒再生材料、熔指调节剂、除味剂、抗氧剂、分散剂和润滑剂混合熔融挤出，制备得到聚丙烯涂覆料；
所述的混合熔融挤出挤出生产工艺参数如下所示：
Figure BDA0003511296660000071
实施例1一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料及其制备方法
按重量百分含量计包括如下组分：
原料 组分 含量
聚丙烯餐盒再生材料 - 95％
熔指调节剂 过氧化二异丙苯(DCP) 0.2％
除味剂 沸石粉 4.8％
制备方法：按照基础实施例的方法制备得到聚丙烯涂覆料。
实施例2一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料及其制备方法
按重量百分含量计包括如下组分：
Figure BDA0003511296660000072
制备方法：按照基础实施例的方法制备得到聚丙烯涂覆料。
实施例3一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料及其制备方法
按重量百分含量计包括如下组分：
Figure BDA0003511296660000073
Figure BDA0003511296660000081
制备方法：按照基础实施例的方法制备得到聚丙烯涂覆料。
实施例4一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料及其制备方法
按重量百分含量计包括如下组分：
Figure BDA0003511296660000082
制备方法：按照基础实施例的方法制备得到聚丙烯涂覆料。
实施例5一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料及其制备方法
按重量百分含量计包括如下组分：
Figure BDA0003511296660000083
Figure BDA0003511296660000091
制备方法：按照基础实施例的方法制备得到聚丙烯涂覆料。
实施例6一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料及其制备方法
按重量百分含量计包括如下组分：
Figure BDA0003511296660000092
制备方法：按照基础实施例的方法制备得到聚丙烯涂覆料。
对比例1
与实施例6的区别在于：过氧化二异丙苯(DCP)和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)的质量比为2:1，其他步骤和操作与实施例6相同。
对比例2
与实施例6的区别在于：过氧化二异丙苯(DCP)和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)的质量比为6:1，其他步骤和操作与实施例6相同。
对比例3
现有技术CN106221384A中公开的聚丙烯涂覆料。
效果实验：
1、稳定性试验
检测不同生产时间段制备得到的涂覆料熔融指数变化情况，按照按GB/T 3682(230℃，2.16kg)进行测试。
表1为实施例1-6和对比例1-3中制备的涂覆料熔融指数变化情况
实例 时间间隔/h 熔融指数/g(10min)<sup>-1</sup>
实施例1 1-6 67±4
实施例2 1-6 66±6
实施例3 1-6 65±5
实施例4 1-6 66±3
实施例5 1-6 65±3
实施例6 1-6 68±2
对比例1 1-6 65±4
对比例2 1-6 66±5
对比例3 1-6 33+2
根据上表1-9可以看出，本发明实施例4-6制备的涂覆料熔融指数变化范围62-70g/10min，尤其是实施例6制备的涂覆料熔融指数变化范围68±2g/10min，波动较小，加工过程中稳定更稳定；并且本申请加工得到的涂覆料熔融指数较高，因此物料流动性好，实际生产中生产速度和效率也会相对提高；而实施例1中仅加入了熔指调节剂和除味剂，得到的涂覆料熔融指数变化幅度较大，稳定性较差；实施例2中未添家抗氧剂，也会影响涂覆料熔融指数；实施例3中仅使用单种组分的抗氧剂、分散剂和润滑剂也会影响涂覆料熔融指数，使生产稳定性降低；对比例1-2中改变过氧化二异丙苯(DCP)和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)的质量比不在本申请保护范围内，得到的涂覆料熔融指数相对于实施例6出现了一定程度的降低，并且波动范围增加，加工稳定性降低；对比例3中为现有技术加工得到的涂覆料，其熔融指数明显低于本发明，因此其加工效率相对于本申请会明显降低。
应用实施例：分别采用上述实施例1-6以及对比例1-3制备的涂覆料涂覆编织袋，制备方法为：
(1)将聚丙烯涂覆料与聚乙烯、性剂POE混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料在淋膜机上与聚丙烯编织布涂覆复合，得到编织袋。
上述步骤(1)中所述的聚丙烯涂覆料、聚乙烯和性剂POE的质量比为7:2:1。
针对得到的编织袋性能测试，按照GB/T8946进行相关测试，测试结果见下表2。
表2实施例1-6以及对比例1-3制备的聚丙烯涂覆料涂覆编织袋后力学性能测试结果
Figure BDA0003511296660000111
Figure BDA0003511296660000121
根据表2的检测数据可以看出，本申请实施例1-6制备的聚丙烯涂覆料用于涂覆编织袋后，得到的编织袋的力学性能以及涂覆后的编织袋韧性较好，破包概率更低；而实施例1中仅加入了熔指调节剂和除味剂，得到的涂覆料用于涂覆编织袋力学性能较差；同理，实施例2中未添加抗氧剂，实施例3中仅使用单种组分的抗氧剂、分散剂和润滑剂也会影响编织袋力学性能，得到的编织袋里力学性能相对于实施例4-6有所降低；对比例1-2中改变过氧化二异丙苯(DCP)和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)的质量比不在本申请保护范围内，得到的涂覆料涂覆编织袋后，编织袋的力学性能相对于实施例6出现了一定程度的降低，破包概率也有所增加；对比例3中为现有技术加工得到的涂覆料，涂覆编织袋后编织袋的力学性能相对于本申请会明显降低。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (15)

1.一种聚丙烯餐盒再生材料制备聚丙烯涂覆料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、制备聚丙烯餐盒再生材料
1.1对回收的餐盒进行破碎、清洗、风干，制成8-12mm尺寸的片状材料；
1.2将步骤1.1中得到的片状材料进行筛选，得到颜色、材质统一的片状材料；
1.3将步骤1.2中得到的颜色、材质统一的片状材料进行混合搅拌、喂料、熔融挤出、造粒、包装后，得到聚丙烯餐盒再生材料；
所述的熔融挤出步骤的生产工艺参数如下所示：
Figure FDA0003511296650000011
S2、制备聚丙烯涂覆料
将步骤1.3中得到的聚丙烯餐盒再生材料、熔指调节剂、除味剂、抗氧剂、分散剂和润滑剂混合熔融挤出，制备得到聚丙烯涂覆料；
所述的混合熔融挤出挤出生产工艺参数如下所示：
Figure FDA0003511296650000012
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的熔指调节剂选自过氧化二异丙苯(DCP)或/和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的除味剂选自沸石粉或/和高岭土。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或/和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(TBP)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的分散剂选自硬脂酸(SA)和、乙撑双硬脂酰胺(EBS)和改性乙撑双硬脂酰胺(改性EBS)中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的润滑剂选自聚丙烯蜡(PP蜡)、季戊四醇四硬脂酸脂(PETS-4)和硬脂酰胺中的一种或几种。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的聚丙烯涂覆料，其特征在于：按重量百分含量计包括如下组分：聚丙烯餐盒再生材料95％；熔指调节剂0.1-0.2％；除味剂1-5％；抗氧剂0-1％；分散剂0-2％；润滑剂0-2％。
8.根据权利要求7所述的聚丙烯涂覆料，其特征在于：所述的聚丙烯涂覆料，按重量百分含量计包括如下组分：聚丙烯餐盒再生材料95％；熔指调节剂0.18-0.2％；除味剂2-4％；抗氧剂0.8-1％；分散剂1-1.4％；润滑剂0.9-1.3％。
9.根据权利要求8所述的聚丙烯涂覆料，其特征在于：所述的熔指调节剂为质量比3-5:1的过氧化二异丙苯(DCP)和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)。
10.根据权利要求8所述的聚丙烯涂覆料，其特征在于：所述的熔指调节剂为质量比4:1的过氧化二异丙苯(DCP)和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯(DB)。
11.根据权利要求8所述的聚丙烯涂覆料，其特征在于：所述的分散剂为质量比1-3:1的硬脂酸(SA)和改性乙撑双硬脂酰胺(改性EBS)。
12.根据权利要求8所述的聚丙烯涂覆料，其特征在于：所述的分散剂为质量比3:1的硬脂酸(SA)和改性乙撑双硬脂酰胺(改性EBS)。
13.根据权利要求11所述的聚丙烯涂覆料，其特征在于：所述的聚丙烯涂覆料，按重量百分含量计包括如下组分：聚丙烯餐盒再生材料95％；熔指调节剂0.2％；除味剂2％；抗氧剂1％；分散剂1％；润滑剂0.8％。
14.根据权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的聚丙烯涂覆料及权利要求7-13任一项所述的聚丙烯涂覆料在编织袋涂覆中的应用。
15.根据权利要求14所述的应用，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将所得聚丙烯涂覆料与聚乙烯、性剂POE混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料在淋膜机上与聚丙烯编织布涂覆复合，得到编织袋；
上述步骤(1)中所述的聚丙烯涂覆料、聚乙烯和性剂POE的质量比为7:2:1。
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Denomination of invention: A Method for Preparing Polypropylene Coating Material Using Recycled Polypropylene Dining Box Materials

Effective date of registration: 20230803

Granted publication date: 20221014

Pledgee: Everbright Xinglong Trust Co.,Ltd.

Pledgor: Jiangxi yameida environmental protection renewable resources Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980050846