[發明專利]低成本納米改性PET瓶再生料生產超高強度打包帶的加工工藝

無效

• 申請號: 201110260394.0
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102399421A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 謝志江
• 申請（專利權）人: 謝志江
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K9/00;C08K3/36;B65D63/10;B29B13/06;B29C47/00;B29C47/08;B29C47/92
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 羅曉聰

技術領域

本發明涉及塑料改性加工工藝的技術領域，尤其是指低成本納米改性PET瓶再生料生產超高強度打包帶的加工工藝。

背景技術

PET瓶的原料瓶級切片是石化副產品。主要由石油煉化成PX，再到PTA，變成PET有光切片，SSP增粘成瓶級切片，瓶級切片經過融化擠出吹塑成PET瓶。隨著中國生活水平的提高和PET固有的輕量、美觀、方便攜帶、運輸成本低等特點，PET瓶的用途越來越廣。如裝礦泉水、飲料，國外甚至大規模應用于啤酒瓶。隨之，廢棄的PET瓶也越來越多，甚至在部分地區形成白色污染。在2000年開始，很多發達國家提供大量的政府補貼鼓勵PET瓶的回收。中國因為人力成本的優勢，經過多次技術升級，逐漸成為世界PET瓶回收綜合利用的主要基地。

原來PET瓶再生料只能夠用于生產滌綸短纖，代替棉花用于棉絮、床上用品、玩具填充、紗線紡織。由于PET瓶再生料雜質較多，生產的制品技術指標較差，造成附加值太低。PET瓶再生料的售價因此始終不能提高，壓制了廢PET瓶回收單價，造成PET廢瓶售價不能覆蓋回收的成本，只能夠依靠政府的環保補貼。因此，只有通過技術攻關，提高PET瓶再生料的附加值，應用于更多高值的行業，才能夠通過市場的力量最終提高PET廢瓶的回收率。

近年來，通過納米SiO?改性PET達到增強增韌的研究成果不斷。

SiO?納米粒子細小，比表面積大，表面活性高，表面原子具有很大的活性，容易在體系內引起二次附聚形成粒子團，不能很好的均勻分散到PET中去。SiO?納米粒子屬于親水惰性粉體，并不能很好的跟油性的PET混合在一起。所以用SiO?納米粒子改性PET瓶再生料時，需要先對納米粒子進行表面處理。納米級SiO?至少一維小于50nm，需要使用偶聯劑、超級擴散劑等辦法對納米級SiO?進行活化活性處理。

納米SiO?改性PET常規有2種辦法，一種是原位聚合法，使用石油初級品PTA等原料通過直接酯化路線或酯交換路線聚合過程中，添加納米SiO?制備PET/?SiO?納米復合材料切片。該方法缺點是需要大型流水線，工藝線路長，固定資產投入大，生產成本高，靈活性低。

另一種是共混熔融法。在采用共混熔融法眾多技術中，很多人為了追求技術指標完美等因素而不用考慮成本，使用PET原生切片作為原料，通過機械共混活化納米SiO?后使用雙螺桿擠出生產PET/?SiO?聚合物切片，再擠出生產薄膜、片材等制品。好處是成本較低，不用添加太多的固定資產，但是納米粒子在PET聚合物中的分布稍為不均勻。缺點是兩次擠出，PET降解大，粘度降低大于0.15，造成制品物理指標大幅度下降，沒有了使用價值。為此只能在生產過程中添加擴鏈劑、增粘劑或者需要固相增粘等，又大幅提高了成本15%以上。兩次擠出，成本又比常規切片額外增加超過10%。由于成本的增加高于聚合物功能增加的價值，因此這種方法實際市場價值較小。

PET瓶再生廢塑料再生應用，不可能使用聚合改性的辦法，只可用共混熔融法改性。PET再生料本來粘度就在0.7-0.82的范圍，假如使用雙螺桿造粒多次擠出，PET再生料就會降解到0.60以下，制品所有的技術指標均會下降，成本大幅度提高。在技術指標與成本平衡中，只能夠使用機械共混活化納米SiO?與PET瓶再生料后，直接使用螺桿擠出熔體來生產打包帶或其他制品。

直接使用未經改性的PET瓶再生料來生產PET打包帶，當斷裂強度到達390MPA的時候，比較難以突破。可以參考PET打包帶的國家標準GB/T22344-2008。西方發達國家采取使用高粘度的PET原生切片，粘度需要達到1.1以上，配置特制的生產線，用于生產高強度的PET打包帶，強度可以做到420-430MPA。但是高粘度的PET原生切片成本增加20%左右，生產設備比常規生產線高5倍以上，強度才增加10%，性價比不高。

我們另辟蹊徑，在打包帶生產線設備不大改動的前提下，可以通過化學納米改性PET瓶再生料提高PET打包帶的綜合性能。活性后的納米級SiO?改性PET瓶回收料直接用螺桿擠出生產的的PET打包帶，具有斷裂強度提高、伸長率降低、抗撕裂橫向韌性好等特性，擁有明顯的技術、成本優勢。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用PET瓶再生料作為原料，通過納米級SiO?改性，生產低成本納米改性PET瓶再生料生產超高強度打包帶的加工工藝。

廢舊PET瓶回收后，通過分揀、去招紙、破碎、漂浮除瓶蓋、高溫蒸煮、強力除污、脫水去微粒雜質、破碎、篩選大小、熱風除水、風選輕雜質，得出PET瓶破碎片，也叫瓶片，統稱PET瓶再生料。