CN103112184A - 一次性熔融再生聚乙烯农用地膜制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农用地膜制备工艺,具体涉及一次性熔融再生聚乙烯农用地膜制备工艺,属农化领域。该制备工艺首先对聚乙烯农用地膜废膜料进行预处理、粗粉碎水洗、细粉碎水洗、甩干;然后投放添加剂,经搅拌、烘干、进料挤压、熔融、吹塑成型,得制膜产品。与传统工艺相比,采用原料100%使用废聚乙烯膜料,废膜资源化利用率高;不用造粒,一次性熔融成膜,其生产工艺独特、合理、投资少、成本低、易操作;生产过程中无“三废”产生,为聚乙烯农用地膜废膜料的再利用提供了一种新的途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种农用地膜制备工艺,尤其涉及一次性熔融再生聚乙烯农用地膜制备工艺,属农化领域。
背景技术
农用薄膜是继种子、化肥、农药之后的农业重要生产资料,它的应用为我国农业生产带来了一场革命,对农业增效、农民增收作出了重要贡献。常使用的薄膜为普通聚氯乙烯薄膜、聚氯乙烯无滴膜、普通聚乙烯薄膜、聚乙烯无滴膜、聚乙烯多功能复合膜以及EVA多功能复合膜等。目前企业生产的薄膜厚度太薄(6微米,低于国家规定8微米,美国24微米,韩国20微米,日本15微米),回收起来异常困难,我国地膜用量和覆盖面积大,随着农用地膜覆盖技术的推广废弃聚乙烯塑料薄膜的量也随之增加,严重地污染了环境,所以如何处理废聚乙烯薄膜已成为人们极其关注的问题。目前世界上解决塑料薄膜白色污染的途径有两个,一是回收塑料薄膜,二是开发可降解农膜。回收塑料薄膜用于焚烧发电、填埋或再生利用。我国对废旧塑料膜的处理方法主要是焚烧和填埋,在回收利用废塑料膜方面起步较晚,技术尚不完善,目前国内外比较成熟的技术是把污染少的聚乙烯塑料膜、塑料袋清洗粉碎后第一次熔融造粒,然后再经过第二次熔融成膜再生利用,该技术通常以90%的新聚乙烯为原料,只能添加10%的少量废料,且必须经过二次熔融才能制成产品。而通过二次熔融后分子结构链缩短,强度和拉力等性能大幅度降低,生产出的塑料膜产品质量指标大幅下降,达不到使用要求,并且费用大、成本高、附加值低、利润低,回收利用价值不大,存在不易规模化和产业化的问题。因此,综合利用废旧塑料膜,防治白色污染已成为当今世界各国科学研究和科技开发的热点。
发明内容
本发明目的在于对现有技术进行改进,提供一次性熔融再生聚乙烯农用地膜制备新工艺。
为实现本发明目的,本发明工艺技术方案如下:
首先对聚乙烯农用地膜废膜料进行预处理、粗粉碎水洗、细粉碎水洗、甩干;然后投放添加剂,经搅拌、烘干、进料挤压、熔融、吹塑成型,得制膜产品。
根据熔体温度、吹胀比、牵引比和冷凝线高度对薄膜性能的影响试验结果,结合优化的环保地膜的加工工艺条件,并通过比较,得出最适宜加工参数: 熔融温度130~185℃;薄膜的吹胀比1:3.5;薄膜的牵引比1:4.0;薄膜的冷凝线高度200~300mm。
添加剂与废膜料的质量配比为0.5‰~1.2‰ ∶ 998.8‰~999.5‰,添加剂由碳酸氢钠、粉状低压聚乙烯、粉状聚丙烯和复合助剂按下列的质量配比构成:碳酸氢钠∶粉状低压聚乙烯∶粉状聚丙烯∶复合助剂=0.8-1.2∶1.0-1.4∶0.8-1.2:2.7-3.3,其中复合助剂由交联剂、偶联剂、成核剂、开口剂按下列质量配比构成:交联剂∶偶联剂∶成核剂∶开口剂=11±10%∶10±7%∶10±3%∶10±6%。
所述交联剂由以下两种成份混配而成:过氧化二异丙苯0.5~1和二月桂酸二丁基锡 0.5,各成份以重量份计; 所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂;
所述的成核剂为美利肯成核剂Hyperform HPN-20E ; 所述的开口剂为油酸酰胺。
进料挤压采用松紧螺杆。该松紧螺杆如附图2所示,沿物料挤出方向分成加料段1、熔融段2、均化段3,加料段1:将普通螺杆的单螺纹改为双头螺纹,并改变其断面形状,形成斜推进挤压。结果表明,这种结构不仅起到普通螺杆对物料的辅送和排气作用(结合添加剂A),而且使废膜片间的余微量气体全部排出,使产品密实无气泡。熔融段2(压缩段):同样采用双头螺纹结构,逐步调整压缩段的压缩比(结合添加剂B、C),使物料挤出平稳。均化段3(计量段):将均化段分为3 个分段,每分段结构均由螺距相等的三头螺纹组成,顺着物料挤出方向规律变换螺糟深度(结合添加剂D)。产出的塑料膜产品各项性能指标较高。
本发明优点:1、添加剂在搅拌烘干时一次性加入,分别在加料段、熔融段、均化段发挥不同作用。交联剂解决了废膜片熔融排气与产品的气泡问题;偶联剂、成核剂、开口剂彻底解决了废膜片造成的挤出不稳定,产品纵向薄厚不均匀及熔融均化方面的部分难题。2、将松紧螺杆、添加剂、综合参数三要素有机结合,实现了一次废聚乙烯塑料膜及制品的循环再生利用,原料100%采用废聚乙烯塑料膜,不需造粒、熔粒,直接一次熔融制成新塑料膜,解决了现有相关技术(经二次熔融)只能添加少部分废膜的局限性,突破了现有相关技术必须经过造粒、二次熔融才能成膜的技术难题。再生的农用地膜和包装膜经权威部门检验测试,各项质量技术指标均达到或超过国家标准,少部分指标超国标5 倍以上。3、减少了工序,节约了能源,降低了成本,为循环经济、减少污染、保护环境提供了一条全新的技术途径。
附图说明
图1为本发明生产工艺流程图;
图2为本发明松紧螺杆结构示意图;图中1为加料段;2为熔融段;3为均化段。
具体实施方式
为实现本发明目的,举实施例如下:
实施例1
首先对聚乙烯农用地膜废膜料进行预处理、粗粉碎水洗、细粉碎成平均片径不大于8 mm 的废膜片水洗、甩干;然后投放添加剂,以改善物料在吹塑机中的理化性能与状态,经搅拌、烘干,借助具有“一松一紧”螺纹结构的螺杆(松紧螺杆,见附图2)进料挤压,经熔融、吹塑成型,得制膜产品。添加剂与废膜料的质量配比为1.2‰ ∶ 998.8‰,添加剂由碳酸氢钠、粉状低压聚乙烯、粉状聚丙烯和复合助剂按下列的质量配比构成:碳酸氢钠∶粉状低压聚乙烯∶粉状聚丙烯∶复合助剂=0.8∶1.0∶1.2:3.0,其中复合助剂由交联剂、偶联剂、成核剂、开口剂按下列质量配比构成:交联剂∶偶联剂∶成核剂∶开口剂=10%∶7%∶10%∶5%。
所述交联剂由以下两种成份混配而成:过氧化二异丙苯0.5和二月桂酸二丁基锡 0.5,各成份以重量份计;所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂;
所述的成核剂为美利肯成核剂Hyperform HPN-20E(市售品) ; 所述的开口剂为油酸酰胺。
熔融温度175℃;薄膜的吹胀比1:3.5;薄膜的牵引比1:4.0;薄膜的冷凝线高度280~mm。
结合图2,本发明采用松紧螺杆,沿物料挤出方向分成加料段1、熔融段2、均化段3,加料段,1和熔融段2设置为具有直角三角形螺纹断面的双头螺纹,均化段3设置螺距相等的三头螺纹,并且顺着物料挤出方向,三头螺纹中的各螺纹的螺槽深度有由浅渐深、由深渐浅的间隔变化(如第一螺纹的螺槽深度为由浅渐深,第二螺纹的螺槽深度就为由深渐浅,第三螺纹的螺槽深度又为由浅渐深),均化段3分为等长的三分段,分段间有段间间隔槽,间隔槽的槽深2~4 mm,槽宽8~14 mm。加料段1、熔融段2 和均化段3 各占螺杆上螺纹总长度(如图2 所示a 点到d 点)的1/3。此种长度比例为最优比例,有利于产品品质的进一步提高。熔融段RR 沿物料挤出方向螺杆的公称直径渐次加大,其一端(b 端)与另一端(c 端)的直径之比为1.8~2.2:2.9~3.6。加料段1 和熔融段2 的双头螺纹的螺槽深3~11 mm,螺距45~70 mm。
经质量监督局检验站对本发明生产的农用地膜检验结果(表1)。
各项质量指标均达到国标,个别指标超过国标要求5 倍以上,并且生产的塑料袋产品性能非常优异。结果见表2:
Claims (2)
1.一次性熔融再生聚乙烯农用地膜制备工艺,其特征在于,通过如下步骤实现:
首先对聚乙烯农用地膜废膜料进行预处理、粗粉碎水洗、细粉碎水洗、甩干;然后投放添加剂,经搅拌、烘干、进料挤压、熔融、吹塑成型,得制膜产品;
添加剂与废膜料的质量配比为0.5‰~1.2‰ ∶ 998.8‰~999.5‰,添加剂由碳酸氢钠、粉状低压聚乙烯、粉状聚丙烯和复合助剂按下列的质量配比构成:碳酸氢钠∶粉状低压聚乙烯∶粉状聚丙烯∶复合助剂=0.8-1.2∶1.0-1.4∶0.8-1.2:2.7-3.3,其中复合助剂由交联剂、偶联剂、成核剂、开口剂按下列质量配比构成:交联剂∶偶联剂∶成核剂∶开口剂=11±10%∶10±7%∶10±3%∶10±6%;
所述交联剂由以下两种成份混配而成:过氧化二异丙苯0.5~1和二月桂酸二丁基锡 0.5,各成份以重量份计; 所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂;
所述的成核剂为美利肯成核剂Hyperform HPN-20E ; 所述的开口剂为油酸酰胺。
2.如权利要求1所述的再生聚乙烯农用地膜制备工艺,其特征在于,最适宜加工参数: 熔融温度130~185℃;薄膜的吹胀比1:3.5;薄膜的牵引比1:4.0;薄膜的冷凝线高度200~300mm。
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