CN116769252B - 一种土工格栅聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种土工格栅聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用，属于土工工程技术领域，用以解决现有土工格栅的密度高、力学性能差、不能适应不同环境等问题。本发明的土工格栅聚丙烯工程塑料中加入β晶型成核剂，并利用成核剂的复配提高成核效率；同时加入成孔剂与拉伸工艺协同降低格栅的重量，同时利用增容剂、偶联剂、炭黑、分散剂和抗氧剂协同作用，增加了β晶型成核剂和成孔剂与聚丙烯的相容性和分散性，使得制备的土工格栅兼具轻质和高强度的性能。本发明的土工格栅采用复合层结构，充分利用不同聚丙烯料的性能特质，调节土工格栅的综合性能，以适应不同的施工环境。
Description
技术领域
本发明涉及土工工程技术领域，尤其涉及一种土工格栅聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用。
背景技术
土工格栅作为地基加固材料广泛用于公路、 铁路、 机场、 水利等的软基处理和边坡、堤坝、护岸、道路拓宽等领域。其中，塑料拉伸土工格栅是一种主要的土工合成材料，具有网格状结构，能锚固锁定土壤颗粒，起加固或加强的作用，常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。
随着对塑料拉伸土工格栅的不断发展，国内外现有具有网格结构的以塑料为基体的加筋或加固材料繁多。比如常见的：单向拉伸塑料土工格栅、双向拉伸塑料土工格栅、三向拉伸塑料土工格栅等。以上产品采用塑料板材经塑化、挤出、冲孔、整体拉伸而成，具有整体性好，节点强度高，加筋效果好的特点。但是也存在一些问题，例如：在重载负荷下，需要更高重量的产品，现有的板材挤出设备很难实现。因此有必要实现密度、刚度、强度和延展性的平衡，实现轻质高强度土工格栅满足多种应用场景的使用要求。
聚丙烯加工过程中的晶型问题，致使其在用于土工格栅专用料时，存在韧性、拉伸伸长率和拉伸强度的矛盾性问题，要想达到足够的力学性能要求，就必须增加聚丙烯使用量，导致成本增加。因此需要对聚丙烯专用料的晶型和助剂配方进行设计，降低密度的同时改善力学性能。此外，市售的聚丙烯材质的单向、双向、三向、多向土工格栅产品存在重量高、强度低、材质不耐老化、低温柔韧性差、产品施工过程中易被施工机械损伤等缺陷。
因此，为了获得高性能的土工格栅，除了对土工格栅的结构进行设计外，还需要对土工格栅的原料进行改进。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种土工格栅聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用，用以解决现有土工格栅的密度高、力学性能差、不能满足不同的环境需求等问题。
第一方面，本发明提供了一种土工格栅聚丙烯工程塑料，按照重量份，包括聚丙烯100份、β晶型成核剂0.01-1份、成孔剂5-20份、增容剂0.1-5份、偶联剂0.1-2份、炭黑0.5-2份、分散剂为0.05-0.2份和抗氧剂0.1-1份。
进一步的，所述的β晶型成核剂包括稠环芳烃类成核剂、二元羧酸复合物类成核剂、芳香酰胺类成核剂、稀土配合物类成核剂中的一种或多种。
进一步的，所述的成孔剂为有机高分子材料或无机介孔材料。
进一步的，所述的有机高分子材料包括尼龙或废弃轮胎粉末中的一种或几种；
所述的无机介孔材料包括二氧化硅、二氧化钛或碳材料中的一种或几种。
进一步的，所述的增容剂为马来酸酐、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或几种；
所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
进一步的，所述的分散剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种；
所述的抗氧剂为抗氧剂1075、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。
第二方面，本发明提供了一种所述的土工格栅聚丙烯工程塑料的制备方法，包括如下步骤：
（a）按照各原料的重量份，分别称取备用；
（b）将各原料混合，造粒，切料，烘干，得到所述的工程塑料。
进一步的，步骤（b）中，在室温下混合10-30min。
进一步的，步骤（b）中，采用双螺杆挤出机进行造粒，共混温度为200-300℃，挤出温度为190-270℃，螺杆挤出转速为200-1000转/min。
第三方面，本发明提供了所述的土工格栅聚丙烯工程塑料在土工格栅中的应用。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
（1）本发明的聚丙烯工程塑料中通过加入β晶型成核剂成核剂有效提高了聚丙烯的成核效率，显著增加β晶的含量，利于双向拉伸过程，起到增强增韧的作用，改善了土工格栅的力学性能，同时加入密度较低的成孔剂与拉伸工艺协同降低格栅的重量，同时利用增容剂、偶联剂、炭黑、分散剂和抗氧剂协同作用，增加了β晶型成核剂和成孔剂与聚丙烯的相容性和分散性，使得制备的土工格栅兼具较高的抗拉强度、高韧性和低密度的性能；
（2）采用本发明所述的土工格栅应用价值高，单位面积质量轻，格栅拉伸和抗冲击的性能优异，适应性强，可以多方向受力，增加了土工格栅的力学性能，且制备工艺简单，无需借助额外复杂的工艺步骤，可以显著改善土工格栅的综合性能，且蒸干过程安全环保，可应用在土木工程等领域。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件；
图1为本发明聚丙烯工程塑料的生产工艺流程图；
图2为本发明一种所述的土工格栅的结构示意图；
图3为本发明的一种土工格栅剖面示意图。
附图标记：
1-第一格栅单元、11-第一一斜筋、2-第二格栅单元、21-第二一斜筋、22-第二二斜筋、3-第三格栅单元、31-第三一斜筋、32-第三二斜筋、4-第四格栅单元、41-第四一斜筋、5-中心连接点、6-上表层、7-内层、8-下表层。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明的一个具体实施例中，一种土工格栅聚丙烯工程塑料（以下称为土工格栅专用料），按照重量份，包括聚丙烯100份、β晶型成核剂0.01-1份、成孔剂5-20份、增容剂0.1-5份、偶联剂0.1-2份、炭黑0.5-2份、分散剂为0.05-0.2份和抗氧剂0.1-1份。
与现有技术相比，本发明的聚丙烯工程塑料中通过加入β晶型成核剂成核剂有效提高了聚丙烯的成核效率，显著增加β晶的含量，利于双向拉伸过程，起到增强增韧的作用，改善了土工格栅的力学性能，并利用成核剂的复配提高成核效率；同时加入成孔剂与拉伸工艺协同降低格栅的重量，同时利用增容剂、偶联剂、炭黑、分散剂和抗氧剂协同作用，增加了β晶型成核剂和成孔剂与聚丙烯的相容性和分散性，使得制备的土工格栅兼具较高的抗拉强度、高韧性和低密度的性能。本发明的土工格栅采用复合层结构，充分利用不同聚丙烯料的性能特质，调节土工格栅的综合性能，以适应不同的施工环境。
于一个具体实施方式中，所述的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，其中，至少一层的原料为土工格栅专用料。
于一个具体实施方式中，所述的土工格栅专用料为一层或两层的原料时，剩余层的原料为土工格栅改性料；
其中，按照重量份，所述的土工格栅改性料包括：聚丙烯100份和助剂0.01-31份，所述的助剂为β晶型成核剂0.01-1份、成孔剂5-20份、增容剂0.1-5份、偶联剂0.1-2份、炭黑0.5-2份、分散剂为0.05-0.2份和抗氧剂0.1-1份中的1~6种。
需要说明的，本发明中β晶型成核剂0.01-1份，例如，0.01份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份；本发明的成核剂为微量助剂，过高对于性能提升较弱，并且会增加很大成本。
成孔剂5-20份，例如，5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份；
增容剂0.1-5份例如，0.1份、0.5份、1.0份、1.5份、2.0份、2.5份、3.0份、3.5份、4.0份、4.5份、5.0份；
偶联剂0.1-2份，例如，0.1份、0.3份、0.5份、0.7份、0.9份、1.1份、1.3份、1.5份、1.7份、1.9份、2份；
炭黑0.5-2份，例如，0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份；
分散剂为0.05-0.2份，例如，0.05份、0.07份、0.09份、0.11份、0.13份、0.15份、0.17份、0.19份、0.2份；
抗氧剂0.1-1份，例如，0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份。
需要说明的，所述聚丙烯的熔融指数MFR为1-5g/10min（测试条件为230℃下、2.16kg载荷），进一步优选的方案，所述的聚丙烯为聚丙烯均聚物和/或共聚物，所述聚丙烯均聚物的等规度大于等于96%。
于一个具体实施方式中，所述的β晶型成核剂包括稠环芳烃类成核剂、二元羧酸复合物类成核剂、芳香酰胺类成核剂、稀土配合物类成核剂中的一种或多种。
所述的稠环芳烃类成核剂为硫代二苯胺成核剂、2-苄基-5-甲氧基苯并咪唑成核剂、溶蒽素金黄成核剂、2-(三氟甲基)二苯并噻嗪成核剂中的一种或多种；
二元羧酸复合物类成核剂为庚二酸/邻苯二甲酰β-丙氨酸复配成核剂、四氢邻苯二甲酸/(1-氨基-2-甲基丙基)磷酸复配成核剂、对特丁基苯甲酸/N-邻苯二甲酰谷氨酸复配成核剂、辛二酸/对特丁基苯甲酸/羟乙基亚胺二乙酸复配成核剂中的一种或多种；
所述的芳香酰胺类为均苯三甲酸三-2,3-二甲基己酰胺成核剂、对环己基酰胺羧基苯成核剂、N-羟基-1,8-萘二甲酰胺成核剂中的一种或几种；
稀土配合物类成核剂为铕-丙烯酸-啉菲罗啉配合物成核剂、铽- 邻苯二甲酰甘氨酸-邻苯二甲酸配合物成核剂、铕-苯甲酸-2’2-联嘧啶配合物成核剂中的一种或多种。
于一个具体实施方式中，所述的成孔剂为有机高分子材料或无机介孔材料；
所述的有机高分子材料包括尼龙或废弃轮胎粉末中的一种或几种；
所述的废弃轮胎粉末的粒径为0.5-5μm。
所述的无机介孔材料包括二氧化硅、二氧化钛或碳材料中的一种或几种。
所述的无机介孔材料比表面积为100-400m2/g，平均孔径为10-500nm，平均粒径为0.1-5μm。
于一个具体实施方式中，所述的增容剂为马来酸酐、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或几种；
所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；
所述的分散剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种；
所述的抗氧剂为抗氧剂1075、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。
于一个具体实施方式中，所述的炭黑的粒径为10-2000nm。
本发明的另一个具体实施例中，公开了一种所述的土工格栅聚丙烯工程塑料的制备方法，包括如下步骤：
（a）按照各原料的重量份，分别称取备用；
（b）将各原料混合，造粒，切料，烘干，得到所述的工程塑料。
于一个具体的实施方式中，步骤（b）中，在室温下混合10-30min。
于一个具体的实施方式中，步骤（b）中，采用双螺杆挤出机进行造粒，共混温度为200-300℃，挤出温度为190-270℃，螺杆挤出转速为200-1000转/min。
本发明的另一个具体实施例，公开了一种土工格栅聚丙烯工程塑料在土工格栅中的应用。
具体的，如图2所示，本发明中所述的土工格栅包括多个一体拉伸成型的格栅单元，所述的格栅单元包括第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为错位十字交叉设置的矩形孔，且通过共同的中心连接点5连接，所述的第一格栅单元1和第四格栅单元4对角设置，第二格栅单元2和第三格栅单元3对角设置，所述的第二格栅单元2和第三格栅单元3上均设置有两条对角相交的筋条，所述的第一格栅单元1和第四格栅单元4均设置有一条对角筋条，且两条对角筋条在一条直线上。于一个具体实施方式中，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4结构相同。
本发明的土工格栅具有特定的结构，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为错位十字交叉设置的矩形孔，第一格栅单元1和第四格栅单元4结构相同，第二格栅单元2和第三格栅单元3结构相同，本发明的土工格栅采用特定的结构设计可以使其多方向受力，增加了土工格栅的力学性能，且制备工艺简单，无需借助额外复杂的工艺步骤，可以显著改善土工格栅的综合性能，且蒸干过程安全环保。
于一个具体实施方式中，所述的第二格栅单元2中两条对角相交的筋条分别为第二一斜筋21和第二二斜筋22，所述的第三格栅单元3中两条对角相交的筋条分别为第三一斜筋31和第三二斜筋32。
于一个具体实施方式中，所述的第二一斜筋21与所述的第三一斜筋31在一条直线上，所述的第二二斜筋22与所述的第三二斜筋32平行设置。
具体的，第一格栅单元1中的对角筋条为第一一斜筋11，第四格栅单元4中的对角筋条为第四一斜筋41，所述的第一一斜筋11与第四一斜筋41平行设置。
于一个优选的实施方式中，所述的土工格栅为土工格栅原料通过熔融挤出制成的三层结构。
所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1-2:3-1:2-1。
需要说明的，本发明中上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1-2:3-1:2-1，在上述范围内制成的土工格栅的力学性能较好，单位面积质量（密度）低。
本发明所述的土工格栅在360°环绕方向上具有一定的抗拉强度，可以多方向受力（0°、+45°、90°、-45°），以适应施工场地的土壤和碎石情况。
本发明所述的土工格栅的性能如下：0°向拉伸强度为25-36kN/m，+45°向拉伸强度18-27kN/m，90°向拉伸强度25-36kN/m，-45°向拉伸强度18-27kN/m，0°在2%伸长时的割线模量480-610kN/m，+45°在2%伸长时的割线模量360-450kN/m，90°在2%伸长时的割线模量480-610kN/m，-45°在2%伸长时的割线模量350-450kN/m，0°标称伸长率12-14%，+45°标称伸长率12-14%，90°标称伸长率12-14%，-45°标称伸长率12-14%，单位面积质量为340-440g/m2。
本发明的土工格栅为三层四向的加芯结构，例如，以土工格栅专用料为表层，其具有高强度高韧性的特点，有助于减小最终土工格栅在使用过程中的机械损伤率；以土工格栅改性料为表层，借助其刚性、抗蠕变性以及高熔点特性，改善复合土工格栅的综合性能；除此之外，本发明的土工格栅可灵活改变内外层的使用料，充分利用不同聚丙烯料的性能特质，使复合土工格栅具备多种的综合性能特点，使其更适应于施工工地复杂的环境特点。
本发明所述的聚丙烯工程塑料的生产工艺流程图，如图1所示。
本发明的另一个具体实施例中，公开了一种所述的土工格栅的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用，在分别将各层的原料混合，造粒，切料，烘干，得到各层的物料；
（2）将各层物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，经过三层模具机头得到三层复合结构的塑料板材，依次进行冷却，冲孔、纵向拉伸和横向拉伸，得到所述的土工格栅。
于一个具体的实施方式中，步骤（1）中，各原料在室温下混合10-30min，混合转速为600-800转/min，混合好后的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度为200-300℃，挤出温度为190-270℃，螺杆挤出转速为200-1000转/min，切料处理后在60-80℃下烘干，得到所述的土工格栅专用料。
于一个具体的实施方式中，步骤（2）中，将各层原料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，熔融混炼后的高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，熔体立即经过三辊式压延和冷却，得到三册复合结构的塑料板材，板材冷却到40-45℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进行多辊预热，多点拉伸，多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率在3-5倍之间。将纵向拉伸结束后板材在50-70℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率在3-5倍之间，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
需要说明的，步骤（2）中，聚丙烯的熔融指数为1-5g/10min，本发明中所述的密度为土工格栅单位面积质量，本发明中所述的土工格栅专用料即为所述的土工格栅聚丙烯工程塑料。
以下结合具体的实施例，进一步解释说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，每一层的原料均为土工格栅专用料，所述的土工格栅专用料按照重量份，包括如下原料：100 重量份熔融指数为1g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为96％，0.01 重量份的2-(三氟甲基)二苯并噻嗪成核剂、5 重量份的废弃轮胎粉末，其中废弃轮胎粉末粒径为0.5μm，0.1重量份的马来酸酐、0.1 重量份的硅烷偶联剂、0.5 重量份粒径为10nm的炭黑、0.05 重量份的单硬脂酸甘油酯和0.1 重量份的抗氧剂1075。
利用本实施例所述的土工格栅专用料制成的土工格栅结构如图3所示，所述的土工格栅由所述的土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，土工格栅自上而下分别为上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:1:1。
具体的，所述的土工格栅包括多个一体拉伸成型的格栅单元，所述的格栅单元包括第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为错位十字交叉设置的矩形孔，且通过共同的中心连接点5连接，所述的第一格栅单元1和第四格栅单元4对角设置，第二格栅单元2和第三格栅单元3对角设置，所述的第二格栅单元2和第三格栅单元3上均设置有两条对角相交的筋条，所述的第一格栅单元1和第四格栅单元4均设置有一条对角筋条，且两条对角筋条在一条直线上。
所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4结构相同。所述的第二格栅单元2中两条对角相交的筋条分别为第二一斜筋21和第二二斜筋22，所述的第三格栅单元3中两条对角相交的筋条分别为第三一斜筋31和第三二斜筋32。其中，所述的第二一斜筋21与所述的第三一斜筋31在一条直线上，所述的第二二斜筋22与所述的第三二斜筋32平行设置。第一格栅单元1中的对角筋条为第一一斜筋11，第四格栅单元4中的对角筋条为第四一斜筋41。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用，在分别将各层的原料在室温下混合10min，转速设置为600转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为200℃，挤出温度设为190℃，螺杆挤出转速为200转/min，切料处理后在60℃下烘干，得到各层的物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1:1:1。板材被冷却到40℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为3倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在50℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为3倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例2
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1.2:1:1.2。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅专用料，内层7为土工格栅改性料；
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为1.5 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为97％，0.15 重量份的辛二酸/对特丁基苯甲酸/羟乙基亚胺二乙酸复配成核剂、7 重量份的介孔二氧化硅，其中介孔二氧化硅的比表面积为100m2/g，平均孔径大概为10nm，平均粒径大概为0.1μm，0.8 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、0.4重量份的钛酸酯偶联剂、0.9 重量份粒径为100nm的炭黑、0.08 重量份聚乙烯蜡和0.3 重量份的抗氧剂1010。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为1.5 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为97％，0.4重量份的钛酸酯偶联剂、0.9 重量份粒径为100nm的炭黑、0.08 重量份聚乙烯蜡和0.3 重量份的抗氧剂1010。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合15min，转速设置为650 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为220℃，挤出温度设为210℃，螺杆挤出转速为300转/min，切料处理后在60℃下烘干，分别得到上表层6物料和下表层8物料；
将内层7原料在室温下混合15 min，转速设置为650转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为220℃，挤出温度设为210℃，螺杆挤出转速为300转/min，切料处理后在65℃下烘干，得到内层7物料；
（2）将上表层6物料、下表层8物料和内层7物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1.2:1:1.2。板材被冷却到41℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为3.5倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在52℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率在3.5倍之间，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例3
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1.2:1:1.2。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅专用料，内层7为土工格栅改性料；
所述的土工格栅专用料按照重量份，100 重量份熔融指数为2 g/10min的聚丙烯共聚物，0.1 重量份的铕-丙烯酸-啉菲罗啉配合物成核剂、0.2 重量份的对特丁基苯甲酸/N-邻苯二甲酰谷氨酸复配成核剂、4 重量份的介孔二氧化硅和6 重量份的介孔二氧化钛，其中介孔二氧化硅和二氧化钛的比表面积为170m2/g，平均孔径大概为150nm，平均粒径大概为1.1μm，1.2 重量份的马来酸酐接枝聚丙烯、0.7 重量份的铝酸酯偶联剂、1.9 重量份粒径为500nm的炭黑、0.10 重量份的芥酸酰胺和0.3 重量份的抗氧剂168。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为2 g/10min的聚丙烯共聚物，加入0.1 重量份的铕-丙烯酸-啉菲罗啉配合物成核剂、0.2 重量份的对特丁基苯甲酸/N-邻苯二甲酰谷氨酸复配成核剂、0.8 重量份的铝酸酯偶联剂、1.3 重量份粒径为500nm的炭黑、0.10 重量份的单硬脂酸甘油酯和0.3 重量份的抗氧剂168。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合20min，转速设置为680 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为230℃，挤出温度设为220℃，螺杆挤出转速为400转/min，切料处理后在70℃下烘干，分别得到上表层6物料和下表层8物料；
将内层7原料在室温下混合20min，转速设置为680转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为230℃，挤出温度设为210℃，螺杆挤出转速为400转/min，切料处理后在70℃下烘干，得到内层7物料；
将上表层6物料、下表层8物料和内层7物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1.2:1:1.2。板材被冷却到43℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为3.5倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在60℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率在3.5倍之间，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例4
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:1.7:1。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅改性料，内层7为土工格栅专用料；
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为2.5 g/10min的聚丙烯共聚物，0.2 重量份的硫代二苯胺成核剂、0.2 重量份的对特丁基苯甲酸/N-邻苯二甲酰谷氨酸复配成核剂、8 重量份的介孔二氧化硅和4 重量份的介孔二氧化钛，其中介孔二氧化硅和二氧化钛的比表面积为225m2/g，平均孔径大概为250nm，平均粒径大概为1μm，2.2 重量份的马来酸酐接枝聚丙烯、0.9 重量份的铝酸酯偶联剂、1.1 重量份粒径为700nm的炭黑、0.11 重量份的聚乙烯蜡和0.4 重量份的抗氧剂168。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为2.5 g/10min的聚丙烯共聚物，0.2 重量份的硫代二苯胺成核剂、0.2 重量份的对特丁基苯甲酸/N-邻苯二甲酰谷氨酸复配成核剂、1 重量份的铝酸酯偶联剂、1.31 重量份粒径为700nm的炭黑、0.11重量份的芥酸酰胺和0.4 重量份的抗氧剂1075。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合20min，转速设置为680 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为240℃，挤出温度设为230℃，螺杆挤出转速为500转/min，切料处理后在70 ℃下烘干，分别得到上表层6物料和下表层8物料；
将内层7原料在室温下混合20min，转速设置为680转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为240℃，挤出温度设为230℃，螺杆挤出转速为500转/min，切料处理后在70℃下烘干，得到内层7物料；
（2）将上表层6物料、下表层8物料和内层7物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1:1.7:1。板材被冷却到43℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为4倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在60℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率在4倍之间，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例5
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1.5:1:1.5。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅专用料，内层7为土工格栅改性料；
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100重量份熔融指数为3.5 g/10min的聚丙烯共聚物，0.25 重量份的均苯三甲酸三-2,3-二甲基己酰胺成核剂、0.25 重量份的铕-苯甲酸-2’2-联嘧啶配合物成核剂、7 重量份的介孔二氧化钛和8 重量份的球型介孔碳材料，其中介孔二氧化钛的比表面积为300 m2/g，平均孔径大概为380 nm，平均粒径大概为3.5μm，1.2 重量份的马来酸酐、1.3 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、0.4 重量份的硅烷偶联剂、0.5 重量份的钛酸酯偶联剂、1.3 重量份粒径为1000nm的炭黑、0.12 重量份的油酸酰胺和0.5 重量份的抗氧剂1010。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为3.5 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为98%，0.2 重量份的2-苄基-5-甲氧基苯并咪唑成核剂、0.2 重量份的铽-邻苯二甲酰甘氨酸-邻苯二甲酸配合物成核剂、2.5 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、1 重量份的硅烷偶联剂、1.5 重量份粒径为1200nm的炭黑、0.15 重量份的油酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂1010。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合25min，转速设置为750 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为260℃，挤出温度设为250℃，螺杆挤出转速为750转/min，切料处理后在72℃下烘干，分别得到上表层6物料和下表层8物料；
将内层7原料在室温下混合25 min，转速设置为750转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为250℃，挤出温度设为230℃，螺杆挤出转速为700转/min，切料处理后在72℃下烘干，得到内层7物料；
（2）将上表层6物料、下表层8物料和内层7物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1.5:1:1.5。板材被冷却到44℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为4倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在62℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率在4倍之间，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例6
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1.7:1:1.7。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅专用料，内层7为土工格栅改性料；
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为4 g/10min的聚丙烯共聚物，0.3 重量份的均苯三甲酸三-2,3-二甲基己酰胺成核剂、0.3 重量份的铽-邻苯二甲酰甘氨酸-邻苯二甲酸配合物成核剂、10 重量份的介孔二氧化钛和6 重量份的球型介孔碳材料，其中介孔材料的比表面积为300m2/g，平均孔径大概为380nm，平均粒径大概为3.5μm，1.3 重量份的马来酸酐、1.5 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、0.7 重量份的硅烷偶联剂、0.7 重量份的钛酸酯偶联剂、1.5 重量份粒径为1200nm的炭黑、0.13 重量份的油酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂1010。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为4 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为98%，7 重量份的介孔二氧化钛和6 重量份的球型介孔碳材料，其中介孔材料的比表面积为300m2/g，平均孔径大概为380nm，平均粒径大概为3.5μm，3.5 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、1.3 重量份的硅烷偶联剂、1.5 重量份粒径为1300nm的炭黑、0.15 重量份的油酸酰胺和0.6 重量份的抗氧剂1010。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合25min，转速设置为780 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为275℃，挤出温度设为260℃，螺杆挤出转速为800转/min，切料处理后在75℃下烘干，分别得到上表层6物料和下表层8物料；
将内层7原料在室温下混合25min，转速设置为750转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为270℃，挤出温度设为250℃，螺杆挤出转速为650转/min，切料处理后在75℃下烘干，得到内层7物料；
（2）将上表层6物料、下表层8物料和内层7物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1.7:1:1.7。板材被冷却到44℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为4倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在65℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率在4倍之间，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例7
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为2:1:2。
其中，上表层6和下表层8的原料为土工格栅专用料，且具体的组分和配比不同，内层7的原料为土工格栅改性料；
上表层6的原料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为3g/10min的聚丙烯共聚物，0.35 重量份的对环己基酰胺羧基苯成核剂、0.3 重量份的对特丁基苯甲酸/N-邻苯二甲酰谷氨酸复配成核剂、10重量份的废弃轮胎粉末和8 重量份的介孔二氧化钛，其中介孔材料的比表面积为325 m2/g，平均孔径大概为300nm，平均粒径大概为3.7μm，废弃轮胎粉末的粒径为2.5μm，3.7 重量份的马来酸酐接枝聚丙烯、1.5 重量份的铝酸酯偶联剂、1.7 重量份粒径为800nm的炭黑、0.15 重量份的芥酸酰胺和0.7 重量份的抗氧剂168。
内层7的原料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为3g/10min的聚丙烯共聚物，0.35 重量份的铕-苯甲酸-2’2-联嘧啶配合物成核剂、0.35 重量份的N-羟基-1,8-萘二甲酰胺成核剂、1.2 重量份的铝酸酯偶联剂、1.3 重量份粒径为800nm的炭黑、0.12 重量份的芥酸酰胺和0.5 重量份的抗氧剂1075。
下表层8的原料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为4 g/10min的聚丙烯共聚物，0.35 重量份的铕-苯甲酸-2’2-联嘧啶配合物成核剂中、0.35 重量份的N-羟基-1,8-萘二甲酰胺成核剂、7 重量份的介孔二氧化硅和8 重量份的球型介孔碳材料，其中介孔材料的比表面积为310m2/g，平均孔径大概为400nm，平均粒径大概为3μm，1.9 重量份的马来酸酐、1.5 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、0.8 重量份的硅烷偶联剂、0.9 重量份的钛酸酯偶联剂、1.5 重量份粒径为1500nm的炭黑、0.15 重量份的油酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂1010。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用；
将上表层6的各原料在室温下混合20min，转速设置为700转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为280℃，挤出温度设为260℃，螺杆挤出转速为750转/min，切料处理后在72℃下烘干，分别得到上表层6物料；
将内层7的各原料在室温下混合15min，转速设置为700转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为250℃，挤出温度设为230℃，螺杆挤出转速为650转/min，切料处理后在70℃下烘干，分别得到内层7物料；
将下表层8的各原料在室温下混合25min，转速设置为750转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为270℃，挤出温度设为250℃，螺杆挤出转速为750转/min，切料处理后在75℃下烘干，分别得到下表层8物料；
（2）将上表层6物料、下表层8物料和内层7物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在2:1:2。板材被冷却到44℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为43.5倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在65℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率在4.5倍之间，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例8
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:2:1。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅改性料，内层7为土工格栅专用料；
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括4.5g/10min的聚丙烯均聚物50 重量份和聚丙烯共聚物50 重量份，0.3 重量份的N-羟基-1,8-萘二甲酰胺成核剂、0.3 重量份的均苯三甲酸三-2,3-二甲基己酰胺成核剂、0.3 重量份的铕-丙烯酸-啉菲罗啉配合物成核剂、6.5 重量份的结晶聚酯、6.5 重量份的介孔二氧化硅和6.5 重量份的球型介孔碳材料，其中介孔二氧化硅的比表面积为360m2/g，平均孔径大概为450nm，平均粒径大概为4.5μm，2.5 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、2 重量份的马来酸酐接枝聚丙烯、1 重量份的硅烷偶联剂、1 重量份的铝酸酯偶联剂、2 重量份粒径为1900nm的炭黑、0.1 重量份的聚乙烯蜡、0.1 重量份的芥酸酰胺、0.45 重量份的抗氧剂1075和0.45 重量份的抗氧剂168。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份的熔融指数为4.5g/10min的聚丙烯共聚物，0.4 重量份的2-(三氟甲基)二苯并噻嗪成核剂、0.4 重量份的硫代二苯胺成核剂、2.5 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、2.5 重量份的马来酸酐接枝聚丙烯、2 重量份的铝酸酯偶联剂、2 重量份粒径为1800nm的炭黑、0.1 重量份的聚乙烯蜡、0.1 重量份的芥酸酰胺、1 重量份的抗氧剂168。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合27min，转速设置为680 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为280℃，挤出温度设为265℃，螺杆挤出转速为850转/min，切料处理后在75℃下烘干，分别得到上表层6物料和下表层8物料；
将内层7原料在室温下混合27 min，转速设置为780转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为290℃，挤出温度设为270℃，螺杆挤出转速为900转/min，切料处理后在75℃下烘干，得到内层7物料；
（2）将上表层6物料、下表层8物料和内层7物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1:2:1。板材被冷却到45℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为4.7倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在68℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率在4.7倍之间，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例9
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:3:1。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅改性料，内层7为土工格栅专用料；
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份的熔融指数为5 g/10min的聚丙烯共聚物，0.5 重量份的2-(三氟甲基)二苯并噻嗪成核剂、0.5 重量份的对环己基酰胺羧基苯成核剂、2 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、2 重量份的马来酸酐接枝聚丙烯、2 重量份的铝酸酯偶联剂、2 重量份粒径为2000 nm的炭黑、0.1 重量份的聚乙烯蜡、0.1 重量份的芥酸酰胺、1 重量份的抗氧剂1010。
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括5g/10min的聚丙烯均聚物50 重量份和聚丙烯共聚物50 重量份，0.3 重量份的2-(三氟甲基)二苯并噻嗪成核剂、0.3 重量份的均苯三甲酸三-2,3-二甲基己酰胺成核剂、0.4 重量份的辛二酸/对特丁基苯甲酸/羟乙基亚胺二乙酸复配成核剂、6 重量份的结晶聚酯、7 重量份的介孔二氧化钛和7 重量份的球型介孔碳材料，其中介孔二氧化钛的比表面积为400m2/g，平均孔径大概为500nm，平均粒径大概为5μm，2.5 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、2.5 重量份的马来酸酐接枝聚丙烯、1 重量份的硅烷偶联剂、1 重量份的铝酸酯偶联剂、2 重量份粒径为2000nm的炭黑、0.1 重量份的聚乙烯蜡、0.1 重量份的芥酸酰胺、0.5 重量份的抗氧剂1010和0.5 重量份的抗氧剂168。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合30min，转速设置为800 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为250℃，挤出温度设为230℃，螺杆挤出转速为800转/min，切料处理后在80℃下烘干，分别得到上表层6物料和下表层8物料；
将内层7原料在室温下混合30 min，转速设置为800转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为300℃，挤出温度设为270℃，螺杆挤出转速为1000转/min，切料处理后在80℃下烘干，得到内层7物料；
（2）将上表层6物料、下表层8物料和内层7物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1:3:1。板材被冷却到45℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为5倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在70℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率在5倍之间，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例10
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例4相同，不同之处在于，将8 重量份的介孔二氧化硅和4 重量份的介孔二氧化钛替换为4份尼龙，8份比表面积为220m2/g，平均孔径为30nm，平均粒径为2μm的介孔二氧化硅。
实施例11
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例5相同，不同之处在于，将1.2 重量份的马来酸酐、1.3 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯替换为2.5 重量份的马来酸酐接枝聚乙烯、0.9 重量份的钛酸酯偶联剂。
实施例12
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例6相同，不同之处在于，将7 重量份的介孔二氧化钛和6 重量份的球型介孔碳材料替换为13 重量份的球型介孔碳材料。
实施例13
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例7相同，不同之处在于，将0.35 重量份的铕-苯甲酸-2’2-联嘧啶配合物成核剂和0.35 重量份的N-羟基-1,8-萘二甲酰胺成核剂替换为0.7 重量份的N-羟基-1,8-萘二甲酰胺成核剂。将上表层6、内层7和下表层8的厚度比为2:1:2替换为上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1.5:1.5:2。
实施例14
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例8相同，不同之处在于，将0.3 重量份的N-羟基-1,8-萘二甲酰胺成核剂、0.3 重量份的均苯三甲酸三-2,3-二甲基己酰胺成核剂、0.3 重量份的铕-丙烯酸-啉菲罗啉配合物成核剂替换为0.9份铕-丙烯酸-啉菲罗啉配合物成核剂。
实施例15
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例9相同，不同之处在于，将上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:3:1替换为1.5:2.5:1。
实施例16
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例2相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例17
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例3相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例18
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例4相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例19
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例5相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例20
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例6相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例21
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例7相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的上表层6土工格栅专用料。
实施例22
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例8相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例23
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例9相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
对比例1
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例2相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为土工格栅改性料。
对比例2
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例1相同，不同之处在于，土工格栅专用料中不加成核剂。
对比例3
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例2相同，不同之处在于，土工格栅专用料中不加成核剂。
对比例4
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例1相同，不同之处在于，土工格栅专用料中不加成孔剂。
对比例5
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例2相同，不同之处在于，土工格栅专用料中不加成孔剂。
对比例6
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例1相同，不同之处在于，土工格栅专用料中不加增容剂。
对比例7
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例2相同，不同之处在于，土工格栅专用料中不加增容剂。
对比例8
本对比例的土工格栅专用料、土工格栅结构以及制备方法均与实施例1相同，不同之处在于，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为十字交叉设置的矩形孔。
对比例9
本对比例的土工格栅专用料、土工格栅结构以及制备方法均与实施例2相同，不同之处在于，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为十字交叉设置的矩形孔。
对比例10
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例1相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为熔融指数为1g/10min的聚丙烯均聚物。
试验例1
1、土工格栅拉伸性能测试方法如下
按照标准GB/T 17689-2008的相关测试要求，均匀地从样品纵、横方向上各取5个样品，试样有效宽度不小于200mm，试样长度至少包括两个完整单元，且试样长度不小于100mm，采用多肋法测试，使用拉力试验机测试拉伸性能，以试样夹具间距离的20%每分钟作为拉伸速度（mm/min），结果取5个样品的平均值。
2、土工格栅单位面积质量计算方法
按照标准GB/T 13762-2009的相关测试要求，选取相同厚度的样品，截取尺寸不少于200mm×200mm的试样10块，应从构成网孔单元两个节点连线中心处剪切试样。试样在纵向和横向都应包含至少5个组成单元。分别测定每个试样的面积，对每个试样称量，计算每个试样的单位面积质量，结果取10个样品的平均值。
按照上述方法，分别测试实施例1-15和对比例1-9土工格栅的性能，结果如表1-2所示。
表1
表2
从表1和2中可以看出，相对于对比例，使用本发明的土工格栅原料制成的的三层复合土工格栅，在力学性能上具有明显的优势，主要体现在拉伸强度、标称伸长率和单位面积质量等，可以看出通过本发明所述的制备方法，可得到轻质、高强度塑料拉伸土工格栅。在众多实施例中，三层都选用专用料制备的四向土工格栅充分体现了轻质、高强、高韧的性能特点，具有较为均衡的力学性能。相比之下，在加入其他聚丙烯改性料层后，复合土工格栅在拉伸强度、割线模量、标称伸长率或单位面积质量方面各有侧重性突出增强，使复合土工格栅具有不同的性能特点。即通过对材料微观结构、晶型等的调控得到不同性能特点的专用料或改性料，利用合理的排布以得到具有不同功能特性的复合土工格栅。除本发明所述的力学性能指标外，所述的功能特性还体现在刚度、熔点、耐热性、抗蠕变性、浊度、制品表面光泽度等。
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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种土工格栅聚丙烯工程塑料在土工格栅中的应用，其特征在于，所述的土工格栅为土工格栅原料通过熔融挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层、内层和下表层，上表层、内层和下表层的厚度比为1~2:3~1:2~1，其中，至少一层的原料为土工格栅聚丙烯工程塑料，剩余层的原料为土工格栅改性料；
按照重量份，所述的土工格栅聚丙烯工程塑料包括聚丙烯100份、β晶型成核剂0.01-1份、成孔剂5-20份、增容剂0.1-5份、偶联剂0.1-2份、炭黑0.5-2份、分散剂为0.05-0.2份和抗氧剂0.1-1份；所述的土工格栅改性料包括：聚丙烯100份和助剂0 .01-31份，所述的助剂为β晶型成核剂0 .01-1份、成孔剂5-20份、增容剂0 .1-5份、偶联剂0 .1-2份、炭黑0 .5-2份、分散剂为0 .05-0 .2份和抗氧剂0 .1-1份中的1~6种；
所述的成孔剂为有机高分子材料或无机介孔材料；
所述的有机高分子材料包括尼龙或废弃轮胎粉末中的一种或几种；
所述的无机介孔材料包括二氧化硅、二氧化钛或碳材料中的一种或几种；
所述的β晶型成核剂包括稠环芳烃类成核剂、二元羧酸复合物类成核剂、芳香酰胺类成核剂、稀土配合物类成核剂中的一种或多种；
在测试条件为230°C下、2.16kg载荷，所述聚丙烯的熔融指数MFR为1-5g/10min；
所述的土工格栅的性能如下：按照标准GB/T 17689-2008，0°向拉伸强度为25-36kN/m，+45°向拉伸强度18-27kN/m，90°向拉伸强度25-36kN/m，-45°向拉伸强度18-27kN/m，0°在2%伸长时的割线模量480-610kN/m，+45°在2%伸长时的割线模量360-450kN/m，90°在2%伸长时的割线模量480-610kN/m，-45°在2%伸长时的割线模量350-450kN/m，0°标称伸长率12-14%，+45°标称伸长率12-14%，90°标称伸长率12-14%，-45°标称伸长率12-14%；
按照标准GB/T 13762-2009，土工格栅的单位面积质量为340-440g/m2；
所述的土工格栅的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用，再分别将各层的原料在室温下混合10-30min，混合转速为600-800转/min，混合好后的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度为200-300℃，挤出温度为190-270℃，螺杆挤出转速为200-1000转/min，切料处理后在60-80℃下烘干，得到各层的物料；
（2）将各层物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，经过三层模具机头得到三层复合结构的塑料板材，依次进行冷却，冲孔、纵向拉伸和横向拉伸，纵向拉伸倍率在3-5倍之间，横向拉伸倍率在3-5倍之间，得到所述的土工格栅；
所述的土工格栅包括多个一体拉伸成型的格栅单元，所述的格栅单元包括第一格栅单元、第二格栅单元、第三格栅单元和第四格栅单元，所述的第一格栅单元、第二格栅单元、第三格栅单元和第四格栅单元为错位十字交叉设置的矩形孔，且通过共同的中心连接点连接，所述的第一格栅单元和第四格栅单元对角设置，第二格栅单元和第三格栅单元对角设置，所述的第二格栅单元和第三格栅单元上均设置有两条对角相交的筋条，所述的第一格栅单元和第四格栅单元均设置有一条对角筋条，且两条对角筋条在一条直线上。
2.根据权利要求1所述的土工格栅聚丙烯工程塑料在土工格栅中的应用，其特征在于，所述的增容剂为马来酸酐、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或几种；
所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的土工格栅聚丙烯工程塑料在土工格栅中的应用，其特征在于，所述的分散剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种；
所述的抗氧剂为抗氧剂1075、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。
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