一种编织袋用阻燃改性聚丙烯的制备方法及装置与流程

本发明涉及一种编织袋用阻燃改性聚丙烯的制备方法及装置，属于编织袋。

背景技术：

1、国内编织袋生产原料主要为聚丙烯，聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故聚丙烯的熔点高，耐热，其制品可用蒸汽消毒，且密度为0.90g/cm3，是轻的通用塑料，还具有优异的强度、刚性和耐腐蚀性能。

2、但聚丙烯用于编织袋也具有较多缺点，比如：抗老化性能差、阻燃性能差、韧性差等，这些缺点限制了编织袋用聚丙烯的使用。因此，选择合适的方法提高编织袋用聚丙烯的性能，制备一种性能优异的编织袋用聚丙烯是至关重要的。`

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种编织袋用阻燃改性聚丙烯的制备方法及装置，提高编织袋用聚丙烯的阻燃性能，延长其使用年限。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

3、一种编织袋用阻燃改性聚丙烯，包括以下组分：按质量份计，聚丙烯60-70份，包覆改性磷酸锆-水滑石的微胶囊10-20份，改性epdm 15-25份。

4、进一步的，所述编织袋用阻燃改性聚丙烯的表层为包覆改性磷酸锆-水滑石的微胶囊，内层为聚丙烯和改性epdm的混合物。在燃烧时，外层微胶囊壁材破裂，内层改性磷酸锆-水滑石，受热分解时释放出大量的水和二氧化碳，吸收大量的热，能降低燃烧体系的温度，并生成碳化物，形成致密的保护层，将聚丙烯包覆在内侧，可以防止内层聚丙烯进一步燃烧。且用微胶囊将改性磷酸锆-水滑石包覆在内，可以防止改性磷酸锆-水滑石与空气等接触变性，影响其阻燃效果，同时也能提高聚丙烯的抗吸潮性能，延长聚丙烯编织袋的使用年限。

5、一种编织袋用阻燃改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤：

6、（1）从加料口ⅰ（1）加入聚丙烯和改性epdm，在螺旋挤出机ⅰ（2）中混合，得混合物，再经挤出口ⅰ（3）挤出进入到集中挤出器（8）中；

7、（2）从加料口（5）加入包覆改性磷酸锆-水滑石的微胶囊，经挤出口ⅱ（7）挤出进入到集中挤出器（8）中；

8、（3）混合物和包覆改性磷酸锆-水滑石的微胶囊同时从集中挤出器（8）挤出，得到细丝；

9、（4）打开控温器（4），细丝在降温装置（9）中降温，再经挤压滚轴（10）挤压得到扁状胚丝，得编织袋用改性聚丙烯。

10、进一步的，所述包覆改性磷酸锆-水滑石的微胶囊的制备方法为：

11、（1）将磷酸锆溶于水中，加入甲胺，搅拌，再加入异丙醇，超声30-40min，过滤、干燥，煅烧1-6h，得磷酸锆剥层粉末；

12、（2）将酸处理过的空心微珠和稀土元素盐混合，溶于水中，加入磷酸锆剥层粉末，充分搅拌并超声分散30-40min，然后将混合溶液加热蒸干、煅烧，进行低温等离子体处理，得到空心微珠和稀土元素修饰的改性磷酸锆；

13、（3）将镁盐、铝盐水溶液中滴入空心微珠和稀土元素修饰的改性磷酸锆溶液，调ph至5-6，在80-85℃搅拌下反应2-3h，再用碱溶液调ph至10-11，于70-80℃搅拌20-30h，过滤、洗涤，于100-120℃烘干，得改性磷酸锆-水滑石；

14、（4）将改性磷酸锆-水滑石、乙醇和十二烷基苯磺酸钠水溶液在温度30-35℃、搅拌速率800-1200r·min-1下，持续搅拌30-45min，再加入三聚氰胺和甲醛的混合溶液，调节ph至3-4，搅拌20-30min，然后过滤、洗涤、烘干，即得包覆改性磷酸锆-水滑石的微胶囊。

15、微胶囊将改性磷酸锆-水滑石包覆在内，防止改性磷酸锆-水滑石与空气等接触变性，影响其阻燃效果，且微胶囊与改性聚乙烯都为有机材料，二者接触，之间的界面结合力更强，阻燃改性聚丙烯的性能更优异。

16、进一步的，步骤（1）中，所述磷酸锆和水的比例为1g:100-120ml，磷酸锆与甲胺的质量比为1:2.5-3.0。搅拌的作用是将磷酸锆与甲胺混合均匀，使其胶化。

17、进一步的，步骤（1）中，所述煅烧的条件为：n2氛围下，温度300-600℃。

18、进一步的，步骤（2）中，所述酸处理过的空心微珠是经酸腐蚀过的空心微珠，表面粗糙，便于和磷酸锆负载，所述酸为氢氟酸、硝酸中的一种。

19、进一步的，步骤（2）中，所述低温等离子处理的离子体发生器的功率为7w，处理时间为0.5-1h。低温等离子处理可以使空心微珠和稀土元素更好的分散。

20、进一步的，步骤（3）中，所述改性磷酸锆-水滑石的结构为：改性磷酸锆-水滑石的结构为：水滑石主层板为镁、铝氢氧化物，层间为改性磷酸锆与阴离子，其中，改性磷酸锆的基体为磷酸锆剥层，基体表面负载空心微珠和稀土元素。空心微珠的添加可以提高制品的硬度、稳定性、耐候性，且具有优异的隔热效果，在燃烧时，可以隔绝热量，减少内部聚丙烯的损耗。

21、进一步的，所述稀土元素为ce。ce可以吸收紫外线和红外线，添加后可以增强改性聚丙烯的抗老化性能，延长聚丙烯编织袋的使用寿命。

22、进一步的，步骤（3）中，所述镁盐与铝盐的摩尔比为2-3:1。

23、进一步的，步骤（3）中，所述碱溶液为naoh和na2co3配制的混合溶液。

24、进一步的，步骤（4）中，所述三聚氰胺和甲醛混合液是将三聚氰胺和甲醛溶液以质量比为10:15-25进行混合，并调节ph至7-8，搅拌15-25min制得。

25、进一步的，所述改性epdm的制备方法为：

26、（1）将纳米蒙脱土溶于去离子水中，超声20-30min，加入壳聚糖，高速分散搅拌15-20min，过滤干燥，得改性纳米蒙脱土；

27、（2）将epdm放于温度为170-200℃的密炼机里熔融，加入改性纳米蒙脱土，在25-35rpm的转速下共混10-15min，再硫化、粉碎，得改性epdm。

28、引入壳聚糖对蒙脱土改性，增加蒙脱土与epdm的相容性。改性蒙脱土与epdm混合均匀后添加到聚丙烯中，改性蒙脱土的刚度和耐热性好，可以提高聚丙烯的硬度、阻燃性能和耐磨性能，有效阻止氧和紫外光等对聚丙烯的破坏，延缓聚丙烯的老化，改性epdm的加入可以增加聚丙烯的韧性，解决聚丙烯韧性差的问题，提高聚丙烯编织袋的性能。

29、一种编织袋用阻燃改性聚丙烯的制备装置，包括集中挤出器（8）、降温装置（9）和挤压滚轴（10），所述集中挤出器（8）和螺旋挤出机（2）和螺旋挤出机（6）通过管道连接，集中挤出器（8）、降温装置（9）和挤压滚轴（10）依次连接，集中挤出器（8）包括平行排列的挤出口。

30、进一步的，所述挤出口包括内管和外管，内管挤出聚丙烯和改性epdm的混合物，外管挤出包覆改性磷酸锆-水滑石的微胶囊，二者同时挤出，可得到具有夹心结构的改性聚乙烯。

31、进一步的，所述挤压滚轴（10）连接收卷系统（11）。通过设定挤压滚轴的温度，改性聚丙烯经滚轴挤压后得到编织袋用聚丙烯扁丝，扁丝在收卷系统内经热辊热定型，在低牵引速度的下予以收缩，再经冷辊低温处理，最后收卷成型。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

33、（1）本发明编织袋用阻燃改性聚丙烯，表层为包覆改性磷酸锆-水滑石的微胶囊，内层为聚丙烯和改性epdm的混合物。在燃烧时，外层微胶囊壁材破裂，内层改性磷酸锆-水滑石受热分解时释放出大量的水和二氧化碳，吸收大量的热，能降低燃烧体系的温度，并生成碳化物，形成致密的保护层，将聚丙烯包覆在内侧，可以防止内层聚丙烯进一步燃烧。

34、（2）本发明选用微胶囊将改性磷酸锆-水滑石包覆在内，可以防止改性磷酸锆-水滑石与空气等接触变性，影响其阻燃效果，微胶囊内的稀土元素、空心微珠等存在可以吸收紫外线和红外线，增强改性聚丙烯的抗老化、耐候性、强度等性能，同时也能提高聚丙烯的抗吸潮性能，延长聚丙烯编织袋的使用年限。

35、（3）本发明将改性蒙脱土与epdm均匀混合后添加到聚丙烯中，改性蒙脱土可以有效阻止氧和紫外光等对聚丙烯的破坏，延缓聚丙烯的老化，改性epdm的加入可以增加聚丙烯的韧性，解决聚丙烯韧性差的问题，提高聚丙烯编织袋的性能。

36、（4）本发明只需将制备的三种组分利用制备装置生产阻燃改性聚丙烯，无需再次添加相容剂等组分，操作方法简单，制备的阻燃改性聚丙烯具有韧性好、抗老化等多种优异的性能，拓宽编织袋的应用市场。

37、（5）本发明装置直接将聚丙烯细丝降温再经滚轴挤压成扁丝，将扁丝切割成不同的长度用于不同规格的编织袋，操作简单方便，无需切割成胚丝再拉丝等工艺步骤，减少了工序，节省人力、物力消耗，降低生产成本。