一种基于回收PET的土工材料的制备方法与流程

一种基于回收pet的土工材料的制备方法
技术领域
1.本发明涉及土工材料技术领域，更具体地说，涉及一种基于回收pet的土工材料的制备方法。


背景技术：

2.聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或由对苯二甲酸与乙二醇酯化聚合得到的一种热塑性高分子材料，用途十分广泛，比如用作纤维(即涤纶)、瓶、薄膜、片材、无纺布、工程塑料等。随着使用需求不断增加，pet的产量也与日俱增。2021年，全球瓶级pet产能约为3270万吨，纤维级pet产能为11111万吨。
3.伴随上述巨大产能而来的是海量的废弃pet制品。众所周知，pet化学惰性较强，短时间内不易被环境降解，会形成严重的“白色污染”。鉴于近些年不断恶化的自然环境，减少塑料污染、回收塑料垃圾，并加以有效利用，对于地球生态和经济的可持续发展均大有裨益。目前，pet的回收方法主要有化学回收法和物理回收法。化学法系指将pet解聚，使其转化为中间体或者单体，以达到完全复用的目的。物理回收法则相对简单，主要通过熔融造粒进行回收，期间没有化学反应。回收的pet可应于多个领域，比如pet瓶回收料用于制造混合纤维、无纺布、包装用带材、片材等。随着pet消费量的持续增长，迫切需要增大pet废弃物的回收和利用率，而如何使回收pet的质量接近pet原生料，提高废旧塑料制品的价值一直是业界的研究热点。
4.而另一方面，土工合成材料(比如土工膜和土工织物)，主要以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等通用高分子材料制备而成，力学性能(比如强度和刚度)较低，相关制品的适用面和使用寿命均有待提高。目前还没有基于回收pet制备土工材料的相关报道，因此现有技术具有较大的改进空间。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提出一种基于回收pet的土工材料的制备方法，采用反应性挤出的方式增加pet回收料的分子量，以便提高pet熔体的粘度和强度，改善其加工特性；并利用相容剂增加树脂改性料与pet回收料之间的相容性，提高回收pet材料的韧性。所制备的土工材料可用于制造常见的土工布、土工膜、土工格栅等制品，具有优良的力学性能和耐候性。
6.为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
7.一种基于回收pet的土工材料的制备方法，包括如下步骤：
8.s1、将100份回收pet与1-5份扩链剂加入高混机中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进行扩链处理，得到挤出物；
9.s2、将100份所述挤出物与10-30份树脂改性料、1-5份相容剂、1-5份紫外线吸收剂、1-5份抗氧剂加入高混机中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机挤出造粒，即得基于回收pet的土工材料。
10.本发明采用反应性挤出的方式增加pet回收料的分子量，以便提高pet熔体的粘度和强度，改善其加工特性；并利用相容剂增加树脂改性料与pet回收料之间的相容性，从而有利于提高回收pet材料的韧性。
11.根据以上方案，步骤s1和步骤s2中所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min。
12.根据以上方案，步骤s1中双螺杆挤出机的转速为10-25rpm，扩链处理的温度为240-260℃。
13.根据以上方案，步骤s2中双螺杆挤出机的加工温度为220-260℃，转速为15-40rpm。
14.根据以上方案，所述扩链剂为丁二酸、己二酸、辛二酸、醋酸酐、马来酸酐、苯酐、甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯、丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物、马来酸酐-丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。
15.根据以上方案，所述树脂改性料为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(pbat)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(mbs)、丁腈橡胶、丁苯橡胶和聚烯烃弹性体(poe)中的至少一种。
16.根据以上方案，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、苯乙烯接枝聚乙烯、苯乙烯接枝聚丙烯、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(acr树脂)、氧化聚乙烯蜡(ac-316)、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(asa树脂)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)中的至少一种。
17.根据以上方案，所述紫外线吸收剂为金红石型二氧化钛、木质素及其衍生物、水杨酸酯及其衍生物、二苯甲酮及其衍生物、苯并三唑及其衍生物中的至少一种。
18.根据以上方案，所述抗氧剂为叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基对甲酚、2,4-二叔丁基-苯基亚磷酸酯及3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸季戊四醇酯中的至少一种。
19.本发明的有益效果在于：
20.本发明采用回收pet为主要原料，通过传统的热塑加工技术(比如挤出成型)进行加工，无需特殊设备，制备过程简单环保，而且相比传统的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等土工材料而言，成本优势明显。所得的土工材料可制成多种土工制品，比如土工布、土工膜、土工格栅等，制品强度高、刚度大、耐候性优良。
具体实施方式
21.为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
22.实施例1
23.一种基于回收pet的土工材料的制备方法，包括如下步骤：
24.s1、将100份回收pet与1份扩链剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min，然后经过双螺杆挤出机进行扩链处理，得到挤出物；所述双螺杆挤出机的转速为10rpm，扩链处理的温度为240℃；
25.s2、将100份所述挤出物与10份树脂改性料、1份相容剂、1份紫外线吸收剂、1份抗氧剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min；然后经过双
螺杆挤出机挤出造粒，即得基于回收pet的土工材料；所述双螺杆挤出机的加工温度为220℃，转速为15rpm。
26.进一步地说，所述扩链剂为醋酸酐，所述树脂改性料为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物，所述相容剂为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物，所述紫外线吸收剂为金红石型二氧化钛，所述抗氧剂为叔丁基对苯二酚。
27.实施例2
28.一种基于回收pet的土工材料的制备方法，包括如下步骤：
29.s1、将100份回收pet与2份扩链剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min，经过双螺杆挤出机进行扩链处理，得到挤出物；所述双螺杆挤出机的转速为15rpm，扩链处理的温度为245℃；
30.s2、将100份所述挤出物与20份树脂改性料、2份相容剂、3份紫外线吸收剂、5份抗氧剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min；然后经过双螺杆挤出机挤出造粒，即得基于回收pet的土工材料；所述双螺杆挤出机的加工温度为240℃，转速为25rpm。
31.进一步地说，所述扩链剂为甲苯二异氰酸酯，所述树脂改性料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，所述相容剂为氧化聚乙烯蜡，所述紫外线吸收剂为木质素，所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚。
32.实施例3
33.一种基于回收pet的土工材料的制备方法，包括如下步骤：
34.s1、将100份回收pet与4份扩链剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min，经过双螺杆挤出机进行扩链处理，得到挤出物；所述双螺杆挤出机的转速为20rpm，扩链处理的温度为250℃；
35.s2、将100份所述挤出物与25份树脂改性料、4份相容剂、5份紫外线吸收剂、4份抗氧剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min；然后经过双螺杆挤出机挤出造粒，即得基于回收pet的土工材料；所述双螺杆挤出机的加工温度为250℃，转速为30rpm。
36.进一步地说，所述扩链剂为马来酸酐-丙烯酸酯共聚物，所述树脂改性料为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，所述相容剂为丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物，所述紫外线吸收剂为水杨酸酯，所述抗氧剂为2,4-二叔丁基-苯基亚磷酸酯。
37.实施例4
38.一种基于回收pet的土工材料的制备方法，包括如下步骤：
39.s1、将100份回收pet与5份扩链剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min，经过双螺杆挤出机进行扩链处理，得到挤出物；所述双螺杆挤出机的转速为25pm，扩链处理的温度为260℃；
40.s2、将100份所述挤出物与30份树脂改性料、5份相容剂、3份紫外线吸收剂、3份抗氧剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min；然后经过双螺杆挤出机挤出造粒，即得基于回收pet的土工材料；所述双螺杆挤出机的加工温度为260℃，转速为40rpm。
41.进一步地说，所述扩链剂为丁二酸，所述树脂改性料为丁苯橡胶和聚烯烃弹性体，
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，所述紫外线吸收剂为二苯甲酮，所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸季戊四醇酯。
42.对比例1
43.一种土工材料的制备方法，包括如下步骤：
44.s1、将100份纯pet与5份扩链剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min，经过双螺杆挤出机进行扩链处理，得到挤出物；所述双螺杆挤出机的转速为25pm，扩链处理的温度为260℃；
45.s2、将100份所述挤出物与30份树脂改性料、5份相容剂、3份紫外线吸收剂、3份抗氧剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min；然后经过双螺杆挤出机挤出造粒，即得土工材料；所述双螺杆挤出机的加工温度为260℃，转速为40rpm。
46.进一步地说，所述扩链剂为丁二酸，所述树脂改性料为丁苯橡胶和聚烯烃弹性体，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，所述紫外线吸收剂为二苯甲酮，所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸季戊四醇酯。
47.对比例2
48.一种土工材料的制备方法，包括如下步骤：
49.s1、将100份回收pet与30份树脂改性料、3份紫外线吸收剂、3份抗氧剂加入高混机中混合均匀，所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min；然后经过双螺杆挤出机挤出造粒，即得土工材料；所述双螺杆挤出机的加工温度为260℃，转速为40rpm。
50.进一步地说，所述扩链剂为丁二酸，所述树脂改性料为丁苯橡胶和聚烯烃弹性体，所述紫外线吸收剂为二苯甲酮，所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸季戊四醇酯。
51.将实施例1-4以及对比例1-2中所得土工材料进行性能测试，测试结果如下表1：
52.表1
53.样品拉伸强度(mpa)弯曲强度(mpa)缺口冲击强度(kj/m2)实施例147.160.58.6实施例249.661.49.2实施例350.263.19.5实施例453.164.49.7对比例153.664.19.5对比例231.541.26.5
54.其中，拉伸强度根据测试标准iso527-2012测试；弯曲强度根据测试标准iso178-2019测试；缺口冲击强度根据测试标准iso 180-2000测试。由表1可见，本发明所述基于回收pet的土工材料的制备方法所制得土工材料具有良的力学性能，而且采用回收pet作为原材料与采用纯pet作为原材料所制得得土工材料性能相当。
55.将实施例1-4以及对比例1-2中所得土工材料根据测试标准gb/t16422.3进行耐候测试，对经耐候测试后的各实施例进行性能测试，测试标准同上，测试结果如下表2：
56.表2
57.样品拉伸强度(mpa)弯曲强度(mpa)缺口冲击强度(kj/m2)实施例146.260.38.1
实施例247.660.98.8实施例349.661.89.1实施例452.462.39.2对比例152.862.99.1对比例227.136.64.3
58.结合表1和表2可见，本发明所述基于回收pet的土工材料的制备方法所制得土工材料在耐候测试前后，力学性能变化较小，具有优良的耐候性。
59.以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

技术特征：
1.一种基于回收pet的土工材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、将100份回收pet与1-5份扩链剂加入高混机中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进行扩链处理，得到挤出物；s2、将100份所述挤出物与10-30份树脂改性料、1-5份相容剂、1-5份紫外线吸收剂、1-5份抗氧剂加入高混机中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机挤出造粒，即得基于回收pet的土工材料。2.根据权利要求1所述基于回收pet的土工材料的制备方法，其特征在于，步骤s1和步骤s2中所述高混机的转速为10000rpm，混合时间为5min。3.根据权利要求1所述基于回收pet的土工材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中双螺杆挤出机的转速为10-25rpm，扩链处理的温度为240-260℃。4.根据权利要求1所述基于回收pet的土工材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中双螺杆挤出机的加工温度为220-260℃，转速为15-40rpm。5.根据权利要求1所述基于回收pet的土工材料的制备方法，其特征在于，所述扩链剂为丁二酸、己二酸、辛二酸、醋酸酐、马来酸酐、苯酐、甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯、丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物、马来酸酐-丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。6.根据权利要求1所述基于回收pet的土工材料的制备方法，其特征在于，所述树脂改性料为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁腈橡胶、丁苯橡胶和聚烯烃弹性体中的至少一种。7.根据权利要求1所述基于回收pet的土工材料的制备方法，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、苯乙烯接枝聚乙烯、苯乙烯接枝聚丙烯、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、氧化聚乙烯蜡、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。8.根据权利要求1所述基于回收pet的土工材料的制备方法，其特征在于，所述紫外线吸收剂为金红石型二氧化钛、木质素及其衍生物、水杨酸酯及其衍生物、二苯甲酮及其衍生物、苯并三唑及其衍生物中的至少一种。9.根据权利要求1所述基于回收pet的土工材料的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基对甲酚、2,4-二叔丁基-苯基亚磷酸酯及3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸季戊四醇酯中的至少一种。

技术总结
本发明提供一种基于回收PET的土工材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将100份回收PET与1-5份扩链剂加入高混机中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进行扩链处理，得到挤出物；S2、将100份所述挤出物与10-30份树脂改性料、1-5份相容剂、1-5份紫外线吸收剂、1-5份抗氧剂加入高混机中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机挤出造粒，即得基于回收PET的土工材料。本发明采用反应性挤出的方式增加PET回收料的分子量，以便提高PET熔体的粘度和强度，改善其加工特性；并利用相容剂增加树脂改性料与PET回收料之间的相容性，提高回收PET材料的韧性，所制备的土工材料可用于制造常见的土工布、土工膜、土工格栅等制品，具有优良的力学性能和耐候性。具有优良的力学性能和耐候性。


技术研发人员：王建存 王贵法 王雨阳
受保护的技术使用者：昆明天海实业有限责任公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/28