CN103112184A

CN103112184A - 一次性熔融再生聚乙烯农用地膜制备工艺

Info

Publication number: CN103112184A
Application number: CN2013100485370A
Authority: CN
Inventors: 孙爱亲; 毛璞; 陈振富; 屈凌波
Original assignee: HENAN YINFENG PLASTIC CO Ltd
Current assignee: HENAN YINFENG PLASTIC CO Ltd
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-05-22

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

一次性熔融再生聚乙烯农用地膜制备工艺

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

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%；

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。