PET合金制备高强刚度、高焊接强度土工格栅的方法

技术领域

本发明涉及一种PET合金制备高强刚度、高焊接强度土工格栅的方法。

背景技术

随着土工合成材料的发展，越来越多的土工格栅产品进入市场，而回收PET土工格栅具有来源广泛，环保，低成本的优势，使用区域日趋广泛，而对于土工格栅的要求也越来越多。

土工格栅的强度是衡量格栅的重要指标，添加玻璃纤维，碳纤维对增强土工格栅的强度具有积极的作用，但是添加量过多后，土工格栅的拉伸伸长率又会有很大的下降，使得加工难度升高，增加生产成本。

发明内容

本发明提供了一种PET合金制备高强刚度、高焊接强度土工格栅的方法，所述PET合金为层叠板状，其包括中间层和两侧的表层，其中表层中添加玻璃纤维进行机械结构方面的增强，中间层为格栅提供良好的韧性和拉伸性能，本发明提供的制备方法得到的产品的力学性能有明显的提升，拉伸强度成倍提高。

具体的方案如下：

一种PET合金制备高强刚度、高焊接强度土工格栅的方法，包括：

1） 将回收PET、PC和POE按照40-50:20-30:30-40预混，得到混合物；

2） 将步骤1得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，然后压板成型得到中间板材；

3） 将回收PET、PE按照40-50:20-30预混，得到混合物；

4） 将步骤3得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒；

5） 将所述步骤4得到的产物再次加入到双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的机头位置添加玻璃纤维，由机头将所述纤维和混合料共挤出得到玻璃纤维增强PET/PE条；

6） 步骤5中得到的玻璃纤维增强PET/PE条，沿着所述玻璃纤维延伸的方向排列，并压板成型得到表层板材；

7） 将两层表层板材夹持一层中间板材，压制，拉伸得到三层结构的土工格栅，上下两层的表层板材的玻璃纤维排布方向相互垂直。

进一步的，步骤2、4、5中的挤出温度为240℃。

进一步的，所述步骤2、6、7中的压板成型的温度为220℃，压力为25kN。

进一步的，所述步骤2中，所述步骤1得到的混合物由所述双螺杆挤出机的主料进口加入，第一助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第一助剂的质量为所述混合物的15-20%，所述第一助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物25%，POE-g-MAH 60%，DPN 10%和DLTP 5%组成。

进一步的，所述步骤4中，所述步骤3得到的混合物由所述双螺杆挤出机的主料进口加入，第二助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第二助剂的质量为所述混合物的25-30%，所述第二助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物15%，POE-g-MAH70%，DPN10%和DLTP5%组成。

进一步的，所述步骤5中，所述步骤4得到的产物由所述双螺杆挤出机的主料进口加入，第三助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第三助剂的质量为所述产物的10-15%，所述第三助剂由异丙烯基三乙氧基硅烷62%，过氧化二异丙苯30%，二月桂酸二丁基锡6%和三乙烯二胺2%组成。

进一步的，所述步骤5中，第四助剂与所述玻璃纤维混合后加入所述机头位置，所述玻璃纤维的加入量为混合料质量的20%，所述第四助剂加入的量为所述玻璃纤维质量的15-25%，所述第四助剂由硅烷偶联剂80%和氧化镧20%组成。

本发明具有如下有益效果：

1、中间层中加入POE提高体系的冲击强度和断裂伸长率，POE塑料的分子结构中侧辛基长于侧乙基，在分子结构中可形成联结点，在各成分之间起到联结、缓冲作用，使体系在受到冲击时起分散、缓冲冲击能的作用；

2、第一助剂能够进一步提高混合料中各成分的相容性；第二和第三助剂促进材料中物理交联点的形成，提高材料的韧性和强刚度；

3、表层中通过螺旋机的机头加入玻璃纤维，既能够实现玻璃纤维的分散，同时避免被螺杆切断，有效地提高了产品的性能；

4、第四助剂中的硅烷偶联剂能够提高玻璃纤维的表面活性，提高玻璃纤维的分散度；第四助剂中的氧化镧作为成核剂，提高结晶温度，促进材料的注塑性能，而与玻璃纤维同时加入防止混杂料提前结晶影响玻璃纤维的分散；

5、采用的压板的成型方式，玻纤的取向明显，受力的时候，基体将力传导到沿拉伸方向的玻纤上，由于玻纤取向度高，基体截面上有更多的纤维承载，纤维的抽出或断裂需要更大的载荷，拉伸和弯曲性能提高。

具体实施方式

本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限与实施例。

实施例 1

将回收PET、PC与POE预混45min，所述PET、PC与POE的质量比为40:20:30；得到的混合物由双螺杆挤出机的主料进口加入，第一助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第一助剂的质量为所述混合物的15%，所述第一助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物25%，POE-g-MAH 60%，DPN 10%和DLTP 5%组成；挤出冷却造粒；然后压板成型得到中间板材，压板成型的温度为220℃，压力为25kN；将回收PET、PE预混45min，所述PET、PE的质量比为40:20；得到的混合物由双螺杆挤出机的主料进口加入，第二助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第二助剂的质量为所述混合物的25%，所述第二助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物15%，POE-g-MAH70%，DPN10%和DLTP5%组成；挤出冷却造粒；造粒产物再次加入双螺杆挤出机，其由所述双螺杆挤出机的主料进口加入，第三助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第三助剂的质量为所述产物的10%，所述第三助剂由异丙烯基三乙氧基硅烷62%，过氧化二异丙苯30%，二月桂酸二丁基锡6%和三乙烯二胺2%组成，第四助剂与所述玻璃纤维混合后加入所述机头位置，将玻璃纤维和混合料共挤出得到玻璃纤维增强PET/PE条；所述玻璃纤维的加入量为混合料质量的20%，所述第四助剂加入的量为所述玻璃纤维质量的15%，所述第四助剂由硅烷偶联剂80%和氧化镧20%组成；所述挤出机的第一加热段的温度为200℃，第二加热段的温度为210℃，第三加热段的温度为220℃，第四加热段的温度为230℃，第五加热段的温度为240℃，机头挤出温度为240℃，螺杆转速120r/min。

将所述玻璃纤维增强PET/PE条沿着所述玻璃纤维延伸的方向裁剪成条；然后沿着所述玻璃纤维延伸的方向排列，压板成型得到表层板材，压板成型的温度为220℃，压力为25kN，将两层表层板材夹持一层中间板材，压制，压板成型的温度为220℃，压力为25kN，冲孔，120℃拉伸得到三层结构的土工格栅，上下两层的表层板材的玻璃纤维排布方向相互垂直。

实施例 2

将回收PET、PC与POE预混45min，所述PET、PC与POE的质量比为50:30:40；得到的混合物由双螺杆挤出机的主料进口加入，第一助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第一助剂的质量为所述混合物的20%，所述第一助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物25%，POE-g-MAH 60%，DPN 10%和DLTP 5%组成；挤出冷却造粒；然后压板成型得到中间板材，压板成型的温度为220℃，压力为25kN；将回收PET、PE预混45min，所述PET、PE的质量比为50:30；得到的混合物由双螺杆挤出机的主料进口加入，第二助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第二助剂的质量为所述混合物的30%，所述第二助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物15%，POE-g-MAH70%，DPN10%和DLTP5%组成；挤出冷却造粒；造粒产物再次加入双螺杆挤出机，其由所述双螺杆挤出机的主料进口加入，第三助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第三助剂的质量为所述产物的15%，所述第三助剂由异丙烯基三乙氧基硅烷62%，过氧化二异丙苯30%，二月桂酸二丁基锡6%和三乙烯二胺2%组成，第四助剂与所述玻璃纤维混合后加入所述机头位置，将玻璃纤维和混合料共挤出得到玻璃纤维增强PET/PE条；所述玻璃纤维的加入量为混合料质量的20%，所述第四助剂加入的量为所述玻璃纤维质量的25%，所述第四助剂由硅烷偶联剂80%和氧化镧20%组成；所述挤出机的第一加热段的温度为200℃，第二加热段的温度为210℃，第三加热段的温度为220℃，第四加热段的温度为230℃，第五加热段的温度为240℃，机头挤出温度为240℃，螺杆转速120r/min。

将所述玻璃纤维增强PET/PE条沿着所述玻璃纤维延伸的方向裁剪成条；然后沿着所述玻璃纤维延伸的方向排列，压板成型得到表层板材，压板成型的温度为220℃，压力为25kN，将两层表层板材夹持一层中间板材，压制，压板成型的温度为220℃，压力为25kN，冲孔，120℃拉伸得到三层结构的土工格栅，上下两层的表层板材的玻璃纤维排布方向相互垂直。

实施例 3

将回收PET、PC与POE预混45min，所述PET、PC与POE的质量比为50:20:30；得到的混合物由双螺杆挤出机的主料进口加入，第一助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第一助剂的质量为所述混合物的15%，所述第一助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物25%，POE-g-MAH 60%，DPN 10%和DLTP 5%组成；挤出冷却造粒；然后压板成型得到中间板材，压板成型的温度为220℃，压力为25kN；将回收PET、PE预混45min，所述PET、PE的质量比为50:20；得到的混合物由双螺杆挤出机的主料进口加入，第二助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第二助剂的质量为所述混合物的25%，所述第二助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物15%，POE-g-MAH70%，DPN10%和DLTP5%组成；挤出冷却造粒；造粒产物再次加入双螺杆挤出机，其由所述双螺杆挤出机的主料进口加入，第三助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第三助剂的质量为所述产物的10%，所述第三助剂由异丙烯基三乙氧基硅烷62%，过氧化二异丙苯30%，二月桂酸二丁基锡6%和三乙烯二胺2%组成，第四助剂与所述玻璃纤维混合后加入所述机头位置，将玻璃纤维和混合料共挤出得到玻璃纤维增强PET/PE条；所述玻璃纤维的加入量为混合料质量的20%，所述第四助剂加入的量为所述玻璃纤维质量的15%，所述第四助剂由硅烷偶联剂80%和氧化镧20%组成；所述挤出机的第一加热段的温度为200℃，第二加热段的温度为210℃，第三加热段的温度为220℃，第四加热段的温度为230℃，第五加热段的温度为240℃，机头挤出温度为240℃，螺杆转速120r/min。

将所述玻璃纤维增强PET/PE条沿着所述玻璃纤维延伸的方向裁剪成条；然后沿着所述玻璃纤维延伸的方向排列，压板成型得到表层板材，压板成型的温度为220℃，压力为25kN，将两层表层板材夹持一层中间板材，压制，压板成型的温度为220℃，压力为25kN，冲孔，120℃拉伸得到三层结构的土工格栅，上下两层的表层板材的玻璃纤维排布方向相互垂直。

实施例 4

将回收PET、PC与POE预混45min，所述PET、PC与POE的质量比为40:20:40；得到的混合物由双螺杆挤出机的主料进口加入，第一助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第一助剂的质量为所述混合物的20%，所述第一助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物25%，POE-g-MAH 60%，DPN 10%和DLTP 5%组成；挤出冷却造粒；然后压板成型得到中间板材，压板成型的温度为220℃，压力为25kN；将回收PET、PE预混45min，所述PET、PE的质量比为40:30；得到的混合物由双螺杆挤出机的主料进口加入，第二助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第二助剂的质量为所述混合物的25%，所述第二助剂由苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物15%，POE-g-MAH70%，DPN10%和DLTP5%组成；挤出冷却造粒；造粒产物再次加入双螺杆挤出机，其由所述双螺杆挤出机的主料进口加入，第三助剂由所述双螺杆挤出机的辅料进口加入，所述第三助剂的质量为所述产物的15%，所述第三助剂由异丙烯基三乙氧基硅烷62%，过氧化二异丙苯30%，二月桂酸二丁基锡6%和三乙烯二胺2%组成，第四助剂与所述玻璃纤维混合后加入所述机头位置，将玻璃纤维和混合料共挤出得到玻璃纤维增强PET/PE条；所述玻璃纤维的加入量为混合料质量的20%，所述第四助剂加入的量为所述玻璃纤维质量的15%，所述第四助剂由硅烷偶联剂80%和氧化镧20%组成；所述挤出机的第一加热段的温度为200℃，第二加热段的温度为210℃，第三加热段的温度为220℃，第四加热段的温度为230℃，第五加热段的温度为240℃，机头挤出温度为240℃，螺杆转速120r/min。

将所述玻璃纤维增强PET/PE条沿着所述玻璃纤维延伸的方向裁剪成条；然后沿着所述玻璃纤维延伸的方向排列，压板成型得到表层板材，压板成型的温度为220℃，压力为25kN，将两层表层板材夹持一层中间板材，压制，压板成型的温度为220℃，压力为25kN，冲孔，120℃拉伸得到三层结构的土工格栅，上下两层的表层板材的玻璃纤维排布方向相互垂直。

测试与结果

力学性能测试：材料的拉伸性能测试按照GB/T1040.2-2006标准在室温下进行，拉伸速率为10mm/min；用超声波焊头以20MHz将宽度为100mm的试样带材沿宽度方向焊接，焊接24小时后测量焊接强度；每组试样测试5次以上，结果取平均值。

表1

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。