一种高拉伸强度再生性回收聚酯片材增韧工艺

摘要

本发明公开了聚酯片材生产领域内的一种高拉伸强度再生性回收聚酯片材增韧工艺，通过将重量配比为47~75%的PET切片，18~50%的PET回收料、3~7%的增粘剂，进行搅拌、结晶干燥、挤出塑化、压光定型、冷却上光、切割，从而得到回收聚酯片材。本发明在生产原料中加入增粘剂，在一定的反应条件下，使得在挤出塑化过程中生成的聚合物分子量加大，生产过程由单向拉伸变成双向拉伸，力向反应呈网状拉伸，从而增强了片材的冲击和拉伸性能。本发明得到的片材可用于食品、医疗、包装行业中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯片材生产工艺，特别涉及一种聚酯片材的增韧工艺。

背景技术

自五十年代以来聚对苯二甲酸乙二醇酯（简称PET、聚酯，下同）工业化应用于合成纤维（涤纶）以来，由于其具有的优良物理、化学和机械性能，使其非纤维用途也越来越广，PET的非纤维应用主要包括聚酯薄膜、包装容器（聚酯瓶）、工程塑料、涂料、粘合剂等。

随着聚酯工业的迅猛发展，生产和应用中的聚酯废料越来越多，目前已成为引起“白色污染”的主要元凶之一。

2009年我国聚酯年产量已超过2000万吨，若按在聚酯生产及其制品加工过程中产生3~5%的废料计，每年产生的废料已达60~100万吨。

上述食品、医疗、包装行业中聚酯片材是以PET粒子（尺寸一般为4*3*2mm左右的粒子）为原料，经预结晶、除湿干燥、挤出成型、压光定型加工而成，或者采用结晶型聚酯粒子为原料，直接经除湿干燥、挤出成型、压光定型加工而成，其生产流水线上的设备主要包括除湿干燥机、挤出机、聚酯片材模头、三辊压光机、托架、牵引机和收卷机，挤出机与模头之间经流道相连；所述挤出机内、聚酯片材模头内、流道内均设置有加热装置。

尽管全新切片PET生产过程不加入任何辅助材料，其性能仍然十分优越，但在生产过程中不可避免的产生大量边角废料，为了降低成本，会在生产中加入边角废料。

其不足之处在于：加入PET回收料，使得在片材生产挤出成型过程中发生了分解反应，由对苯二甲酸乙二醇酯分解成酸与醇等小分子物质，从而使得片材的拉伸和冲击性能降低，从而限制了片材的使用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种高拉伸强度再生性回收聚酯片材增韧工艺，使得在生产回收聚酯过程中加入PET边角废料仍能保持其原有的冲击强度，发挥原有的优越性能。

本发明的目的是这样实现的：一种高拉伸强度再生性回收聚酯片材增韧工艺，其特征在于， 通过以下步骤实现：

（1）配料：按照重量百分比为：PET切片 47~75%；PET回收料 18~50%；增粘剂 3~7%；

（2）搅拌：在搅拌机中低速搅拌使各种材料充分混合均匀；

（3）结晶干燥：将混合均匀的物料送入结晶塔进行结晶，结晶温度为150~170℃；结晶后的物料送入干燥筒进行干燥，干燥温度为178~184℃、干燥时间为8~10小时；

（4）挤出塑化：干燥后的物料经挤出机进行挤出塑化，挤出机内的加热温度为260~265℃；

（5）模头输出：塑化后的物料经流道送入模头，经模头调整出相应的制品厚度后输出片材，流道温度为260±5℃、模头温度为260~265℃；

（6）冷却上光：模头输出的片材经三辊压光机进行冷却上光；

（7）牵引：经牵引机构将冷却上光后的片材抽出；

（8）切割：抽出的片材通过切刀进行切割，得到一种高拉伸强度再生性回收聚酯片材。

本发明中所述PET为瓶级聚酯切片。

本发明中所述PET回收料为PET片材生产中产生的聚酯边角废料经粉碎机粉碎后得到的粒料。

本发明中所述增粘剂由以下组分（占增粘剂重量%）组成：

对苯二甲酸乙二醇酯 50~70%;

间苯二甲酸乙二醇酯 1~2%;

多元醇酸 10~30%;

多元醇酯 10~30%;

硬脂酸酯0.2~0.5%。

本发明中所述挤出塑化步骤中，挤出机构分为六个区，其中各区温度分别为：一区：260℃、二区：265℃、三区：265℃、四区：265℃、五区：265℃、六区：260℃。采用大长径比、特殊螺杆结构的挤出机构，使物料的塑化质量得到极大的提高。

本发明中所述冷却上光步骤中，挤出机构与模头之间的流道分为的四个区，各区的温度均为260℃；模头上的左侧板、右侧板温度均为250℃；模头内分为五个区，所述五个区内温度均为255℃。使得回收聚酯片材厚度均匀，挤出稳定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：发明生产过程中，通过加入增粘剂，所述对苯二甲酸乙二醇酯、间苯二甲酸乙二醇酯、多元醇酯、多元醇酸与硬脂酸酯在挤出塑化过程中发生聚合反应，使得在挤出塑化过程中生成的聚合物分子量加大，生产过程由单向拉伸变成双向拉伸，力向反应呈网状拉伸，从而增强了片材的冲击和拉伸性能。本发明得到的片材可用于食品、医疗、包装行业中。

具体实施方式

实施例1

一种高拉伸强度再生性回收聚酯片材增韧工艺，其步骤如下：

将重量百分比为47%的PET切片、50%的PET回收料、3%的增粘剂配好料，所述增粘剂由以下各成分组成且各成分占增粘剂的百分比为：对苯二甲酸乙二醇酯50%、间苯二甲酸乙二醇酯2%、多元醇酸30%、多元醇酯17.5%、硬脂酸酯0.5%；

将配好的原料在低速搅拌机中充分混合均匀，并输入到结晶塔内进行结晶干燥，结晶温度为150℃、干燥温度为178℃、干燥时间为8小时，干燥好的物料输送至挤出机进行挤出塑化，挤出机内分为六个区，其中各区温度分别为：一区：260℃、二区：265℃、三区：265℃、四区：265℃、五区：265℃、六区：260℃，挤出塑化后再经流道送入模头，由模头调整出相应的制品厚度，挤出机与模头的流道分为的四个区，各区的温度均为260℃，模头上的左侧板、右侧板温度均为250℃，模头内分为五个区，五个区内温度均为255℃，片材从模头输出后再由三辊冷却上光牵引出来，进行切割得到片材。PET为瓶级聚酯切片，回收聚酯为PET片材生产中产生的聚酯边角废料经粉碎机粉碎后得到的粒料。

以下各实施例与实施例1的区别在于：

实施例2

将重量百分比为53%的PET切片、44%的PET回收料、3%的增粘剂配好料，所述增粘剂由以下各成分组成且各成分占增粘剂的百分比为：对苯二甲酸乙二醇酯53%、间苯二甲酸乙二醇酯2%、多元醇酸14.5%、多元醇酯30%、硬脂酸酯0.5%；

将配好的原料在低速搅拌机中充分混合均匀，并输入到结晶塔内进行结晶干燥，结晶温度为150℃、干燥温度为181℃、干燥时间为9小时。

实施例3

将重量百分比为56%的PET切片、41%的PET回收料、3%的增粘剂配好料，所述增粘剂由以下各成分组成且各成分占增粘剂的百分比为：对苯二甲酸乙二醇酯55%、间苯二甲酸乙二醇酯2%、多元醇酸20.5%、多元醇酯22%、硬脂酸酯0.5%；

将配好的原料在低速搅拌机中充分混合均匀，并输入到结晶塔内进行结晶干燥，结晶温度为150℃、干燥温度为184℃、干燥时间为10小时。

实施例4

将重量百分比为59%的PET切片、36%的PET回收料、5%的增粘剂配好料，所述增粘剂由以下各成分组成且各成分占增粘剂的百分比为：对苯二甲酸乙二醇酯58%、间苯二甲酸乙二醇酯2%、多元醇酸25.6%、多元醇酯14%、硬脂酸酯0.4%；

将配好的原料在低速搅拌机中充分混合均匀，并输入到结晶塔内进行结晶干燥，结晶温度为160℃、干燥温度为178℃、干燥时间为8小时。

实施例5

将重量百分比为62%的PET切片、33%的PET回收料、5%的增粘剂配好料，所述增粘剂由以下各成分组成且各成分占增粘剂的百分比为：对苯二甲酸乙二醇酯60%、间苯二甲酸乙二醇酯1.5%、多元醇酸18.1%、多元醇酯20%、硬脂酸酯0.4%；

将配好的原料在低速搅拌机中充分混合均匀，并输入到结晶塔内进行结晶干燥，结晶温度为160℃、干燥温度为181℃、干燥时间为9小时。

实施例6

将重量百分比为65%的PET切片、30%的PET回收料、5%的增粘剂配好料，所述增粘剂由以下各成分组成且各成分占增粘剂的百分比为：对苯二甲酸乙二醇酯63%、间苯二甲酸乙二醇酯1.5%、多元醇酸23.2%、多元醇酯14%、硬脂酸酯0.3%；

将配好的原料在低速搅拌机中充分混合均匀，并输入到结晶塔内进行结晶干燥，结晶温度为160℃、干燥温度为184℃、干燥时间为10小时。

实施例7

将重量百分比为68%的PET切片、25%的PET回收料、7%的增粘剂配好料，所述增粘剂由以下各成分组成且各成分占增粘剂的百分比为：对苯二甲酸乙二醇酯65%、间苯二甲酸乙二醇酯1.5%、多元醇酸23.2%、多元醇酯10%、硬脂酸酯0.3%；

将配好的原料在低速搅拌机中充分混合均匀，并输入到结晶塔内进行结晶干燥，结晶温度为170℃、干燥温度为178℃、干燥时间为8小时。

实施例8

将重量百分比为71%的PET切片、22%的PET回收料、7%的增粘剂配好料，所述增粘剂由以下各成分组成且各成分占增粘剂的百分比为：对苯二甲酸乙二醇酯68%、间苯二甲酸乙二醇酯1%、多元醇酸20.8%、多元醇酯10%、硬脂酸酯0.2%；

将配好的原料在低速搅拌机中充分混合均匀，并输入到结晶塔内进行结晶干燥，结晶温度为170℃、干燥温度为181℃、干燥时间为9小时。

实施例9

将重量百分比为75%的PET切片、18%的PET回收料、7%的增粘剂配好料，所述增粘剂由以下各成分组成且各成分占增粘剂的百分比为：对苯二甲酸乙二醇酯70%、间苯二甲酸乙二醇酯1%、多元醇酸10.8%、多元醇酯18%、硬脂酸酯0.2%；

将配好的原料在低速搅拌机中充分混合均匀，并输入到结晶塔内进行结晶干燥，结晶温度为70℃、干燥温度为184℃、干燥时间为10小时。

性能测试：

从上述9个实施例中各抽取10个产品，进行性能检测，每一实施例性能均取自10个产品性能的平均值；

拉伸强度、断裂伸长率按ASTM D638标准进行检验，试样类型为I型，样片尺寸（mm）：170（长）×（20±0.2）（端部宽度）×（2±0.2）（厚度），拉伸速度为50mm/min；

透光率按ASTM D1746、雾度按ASTM D1003标准进行检验，试样尺寸（mm）：100（长）×（50±0.2）（端部宽度）×（2±0.2）（厚度），温度（℃）：23±5，相对湿度（%）：50±20；

比重按ASTM D792标准进行检验；

特性粘度按ASTM D4603标准进行检验；

上述实施例1~9制成的回收聚酯片材性能见表1。

本发明通过重量配比为PET切片47~75%，PET回收料18~50%、增粘剂3~7%的原材料进行充分混合、结晶干燥、采用大长径比的挤出机构增强塑化效果、压光定型、冷却上光、切割后生产出的回收聚酯片材性能如下：

拉伸强度大于等于55Mpa；

断裂伸长率大于等于280%；

透光率大于等于90%；

雾度小于等于4%；

比重在1.32g/cm3与1.36 g/cm3之间；

特性粘度大于0.65dl/g；

从检测数据可以得出，即使加入聚酯边角废料后性能仍然优越，从而扩大片材的使用范围，节省了原料，提高了废物利用率，达到节能环保的效果。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。