一种抗拉伸塑料编织袋及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗拉伸塑料编织袋，以聚丙烯为基料，优化母料原料种类和配方，改进生产工艺，科学复配可显著提高塑料编织袋抗拉伸性能、相对拉伸负荷、强度、韧性及弹性模量的改性碳纳米管；可显著提高塑料编织袋抗冲击性能且易生物降解、降低生产成本的钙果纤维；可大大提高塑料编织袋耐低温性能的聚乙烯/冬黑麦肽复合物，可有效提高塑料编织袋润滑性及抗氧化性的苦杏仁油，制得的抗拉伸塑料编织袋具有优越的物理性能：抗拉伸负荷强，其多向拉伸负荷为520‑930(N/50mm)、剥离力6.5(N/30mm)；具有强大的抗冲击性能：2米高度落下，任意方向无破包；具有较强的抗紫外线性能：经紫外线辐照交替试验144h后，多向拉伸负荷保持率为78‑85％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塑料编织袋，具体涉及一种抗拉伸塑料编织袋及其制备方法。
技术介绍
塑料编织袋是以聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)树脂为主要原料，加入少量辅料，混匀后经挤出机熔融，挤出塑料薄膜切割成丝，在低于树脂熔融温度下进行拉伸，通过分子定向与热定型制成高强度、低延伸率的扁丝，再经卷绕、织布、裁剪、缝合制成塑料编织袋。塑料编织袋按装载质量范围分为TA型、A型、B型和C型，TA型为允许装载质量10～20kg、A型为允许装载质量21～30kg、B型为允许装载质量31～50kg、C型为允许装载质量51～60kg。塑料编织袋具有平整、拉力强度高、打包方便，耐腐蚀,不吸水，不霉变，便于装卸、堆码、搬运和储存等优点，适用于化工原料、化肥、水泥、食品、新型建材等粉粒状及柔性产品的包装，是目前市场上应用最广泛的包装产品。在编织袋生产过程中,扁丝的相对拉断力是控制编织袋强度的主要环节之一，也是塑料编织袋市场质量抽查过程不合格项目频次最多的质量指标，生产厂家为了降低成本，肆意添加回收料、廉价填充母料等，造成塑料编织袋拉伸负荷(相对拉断力)降低，随着行业竞争的不断激烈和白热化，提高塑料编织袋的拉伸负荷已成为企业间竞争的主要方式。如何控制扁丝的相对拉断力,主要体现在原料的配比、膜片的冷却成形和扁丝的拉伸三个方面。目前提高聚丙烯塑料编织袋拉伸负荷的研究方向主要集中在优化原料配方上，而改进填充母料种类和性能是优化原料配比的最为主要的方式,填充母料的作用是改善扁丝的物理性能和降低成本,随着填充母料填充量的增加,扁丝的拉伸强度将逐渐降低,是因为填充母料的主要成份是碳酸钙,没有拉力,少量的填充母料加入后,分散在聚烯烃高分子链的间隙中,对扁丝拉伸强度影响不大,此时扁丝强度得到提高。聚丙烯填充改性技术发展比较晚，大约在20世纪60年代中叶，石棉纤维填充改性聚丙烯开始在欧洲市场出现。20世纪60年代末期碳酸钙、云母、木屑尤其是玻璃纤维及滑石粉等填充材料开始普遍使用。我国在20世纪70年代也开始研究聚丙烯的填充改性，并在后来对聚丙烯的填充技术进行了大量的研究。填充材料种类繁多，按形状分为球形、立方体形、矩形、薄片形和纤维形；按化学成分分为无机填料和有机填料，无机填料包括玻璃、碳、碳酸钙、金属氧化物、金属粉末、二氧化硅、硅酸盐、其它无机物，有机填料包括纤维素和塑料等。随着新技术的发展，聚丙烯填充材料也从最初的云母和滑石粉扩充到现在的纳米
(纳米碳酸钙、纳米蒙脱土等)、复合材料及新材料
(空心微珠、碳酸钙晶须、硅铝炭黑、磁性氧化铁等)和表面改性
(表面活性剂、偶联剂、接枝、等离子放电等)，但无论怎样改进，只能提高聚丙烯基料的某一方面的性能，如何通过调整填充母料种类及配方，同时提高聚丙烯塑料编织袋基料的抗拉伸和抗冲击性能仍是一个难题。碳纳米管在力学方面具有极高的强度、韧性和弹性模量。其弹性可达1TPa,约为钢的5倍，与金刚石的弹性模量几乎相同，其弹性应变约为5％，最高可达12％。碳纳米管无论是强度还是韧性都远远优于任何纤维材料。将碳纳米管作为复合材料增强体，可表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性。碳纳米管不仅具有优异的力学性能，还具有优异的电学、光学性能。大量实验表明，与其它增强体(如炭黑、碳纤维或金属填充物等)相比，碳纳米管对聚合物基复合材料导电性能的改善效果更为显著，由于碳纳米管具有纳米级尺寸，加入量少，其聚合物复合材料在获得良好的导电性能的同时，还可增强其机械性能及其它性能，同时还有利于高分子材料其它性能的设计，因此受到广泛关注。碳纳米管表面的活性基团非常少，与高分子材料基团的相互作用很弱，而且碳纳米管的长径比以及比表面积大，用于制备高分子复合材料时难于在聚合物中分散均匀，极易出现团聚现象，无法体现出其优异性能。因此对碳纳米管的表面改性显得极为重要。综上，现有的填充母料功能性单一、大多不能同时适合聚丙烯塑料编织袋抗冲击及抗拉伸的性能需求；并且所使用的填充料多为硅酸盐和碳酸钙等无机盐填料不易生物降解、易使土壤碱化，会造成环境严重污染。因此，以聚丙烯为基料，优化母料原料种类和配方，科学复配经改性的碳纳米管，以有机可降解填料代替无机碳酸盐和硅酸盐，改进生产工艺，制备一种抗拉伸环保型塑料编织袋很有必要。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是克服现有抗拉伸编织袋及其制备方法的缺陷，以聚丙烯为基料，优化母料原料种类和配方，改进生产工艺，科学复配可显著提高塑料编织袋相对拉伸负荷、抗冲击强度、韧性及弹性模量的改性碳纳米管；可显著提高塑料编织袋抗冲击性能且易生物降解、降低生产成本的钙果纤维；可大大提高塑料编织袋耐低温性能的聚乙烯/冬黑麦肽复合物，可有效提高塑料编织袋润滑性及抗氧化性的苦杏仁油；与其它加工助剂协同作用，最终制得一种物理性能良好的环保型抗拉伸塑料编织袋；为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种抗拉伸塑料编织袋，主要由以下重量份数的原料制备：聚丙烯100份，钙果纤维16-20份，线性低密度聚乙烯10-12份，改性碳纳米管6-10份，聚氧化甲烯5-7份，聚乙烯/冬黑麦肽复合物3-5份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物1.5-2.5份，防老化剂1.2-3份，柠檬酸三丁酯0.8-1.2份，偶联剂0.8-1.2份，聚乙烯蜡0.6-1.0份，复合抗氧剂0.3-0.5份，苦杏仁油0.3-0.5份；进一步地，所述钙果纤维是以含钙、铁量较高的天然植物—钙果茎、钙果叶和废木屑为原料，经超声清洗、超声及高压脉冲电场提取、生物酶漂白及适度酶解、微波干燥、挤压膨化、超微粉碎而制得；优选地，所述钙果纤维的制备方法，包括如下步骤：将新鲜钙果茎、钙果叶和废木屑按质量比3-7:2-6:1-2均匀混合，置于超声波清洗机中于200W、30KHz清洗3-5min，沥干，破碎，加入破碎物质量0.5-1.5倍的水，室温200-400W、35-40KHz条件超声提取10-15min,然后在电场强度20-40kV/cm，脉冲时间400-600μs,脉冲频率200-400Hz条件下进行高压脉冲电场处理10-15min；调节pH值为6-10，加入混合物质量0.1-0.3％的生物酶，于50-60℃酶解10-15min；酶解液减压浓缩至固形物含量为40-60％，放入微波干燥机于2000W、130-150℃进行间歇式干燥，使之水分达到8-10％，然后粉碎至粒径0.4-0.6mm，加入粉碎物质量0.2-0.4％的碳酸氢钠，均匀混合，调整混合物水分含量为15-18％，室温、密封静置1.5-2.5h，于螺杆转速105-115r/min、温度140-160℃条件挤压膨化，然后超微粉碎至粒径10-15μm，最后于100-115℃干燥4-6h即得钙果纤维；所述生物酶为碱性木聚糖酶、漆酶、葡聚糖酶、甘露糖酶、果胶酶、单宁酶按质量比2-4:1-3:1-3:0.5-1.5:0.4-1:0.2-0.8均匀混合。进一步地，所述改性碳纳米管是将单壁或多壁碳纳米管经与过硫酸铵在水相体系经超声分散和高压脉冲电场处理后温和反应纯化、改性制得；优选地，所述改性碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将单壁碳纳米管、过硫酸铵和去离子水按质量比1:70-80:1000均匀混合，首先在功率200-400W、频率20-24KH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗拉伸塑料编织袋，主要由以下重量份数的原料制备：聚丙烯100份，钙果纤维16‑20份，线性低密度聚乙烯10‑12份，改性碳纳米管6‑10份，聚氧化甲烯5‑7份，聚乙烯/冬黑麦肽复合物3‑5份，乙烯‑丙烯酸甲酯共聚物1.5‑2.5份，防老化剂1.2‑3份，柠檬酸三丁酯0.8‑1.2份，偶联剂0.8‑1.2份，聚乙烯蜡0.6‑1.0份，复合抗氧剂0.3‑0.5份，苦杏仁油0.3‑0.5份；所述钙果纤维是以钙果茎、钙果叶和废木屑为原料，经超声清洗、超声及高压脉冲电场提取、生物酶漂白及适度酶解、微波干燥、挤压膨化、超微粉碎而制得。

【技术特征摘要】
1.一种抗拉伸塑料编织袋，主要由以下重量份数的原料制备：聚丙烯100份，钙果纤维16-20份，线性低密度聚乙烯10-12份，改性碳纳米管6-10份，聚氧化甲烯5-7份，聚乙烯/冬黑麦肽复合物3-5份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物1.5-2.5份，防老化剂1.2-3份，柠檬酸三丁酯0.8-1.2份，偶联剂0.8-1.2份，聚乙烯蜡0.6-1.0份，复合抗氧剂0.3-0.5份，苦杏仁油0.3-0.5份；所述钙果纤维是以钙果茎、钙果叶和废木屑为原料，经超声清洗、超声及高压脉冲电场提取、生物酶漂白及适度酶解、微波干燥、挤压膨化、超微粉碎而制得。2.如权利要求1所述的一种抗拉伸塑料编织袋，其特征在于：所述钙果纤维的制备方法，包括如下步骤：将新鲜钙果茎、钙果叶和废木屑按质量比3-7:2-6:1-2均匀混合，置于超声波清洗机中于200W、30KHz清洗3-5min，沥干，破碎，加入破碎物质量0.5-1.5倍的水，室温200-400W、35-40KHz条件超声提取10-15min,然后在电场强度20-40kV/cm，脉冲时间400-600μs,脉冲频率200-400Hz条件下进行高压脉冲电场处理10-15min；调节pH值为6-10，加入混合物质量0.1-0.3％的生物酶，于50-60℃酶解10-15min；酶解液减压浓缩至固形物含量为40-60％，放入微波干燥机于2000W、130-150℃进行间歇式干燥，使之水分达到8-10％，然后粉碎至粒径0.4-0.6mm，加入粉碎物质量0.2-0.4％的碳酸氢钠，均匀混合，调整混合物水分含量为15-18％，室温、密封静置1.5-2.5h，于螺杆转速105-115r/min、温度140-160℃条件挤压膨化，然后超微粉碎至粒径10-15μm，最后于100-115℃干燥4-6h即得钙果纤维；所述生物酶为碱性木聚糖酶、漆酶、葡聚糖酶、甘露糖酶、果胶酶、单宁酶按质量比2-4:1-3:1-3:0.5-1.5:0.4-1:0.2-0.8均匀混合。3.如权利要求1所述的一种抗拉伸塑料编织袋，其特征在于：所述改性碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将单壁碳纳米管、过硫酸铵和去离子水按质量比1:70-80:1000均匀混合，首先在功率200-400W、频率20-24KHz超声处理20-40min，然后在电场强度2-6kV/cm，脉冲时间100-300μs,脉冲频率200-400Hz条件下进行高压脉冲电场处理10-15min；经处理后的混合物在转速100-120r/min、温度50-70℃反应0.5-2.5h,反应液用孔径0.22μm的PP微孔过滤膜进行过滤，并用去离子水反复洗涤至中性，最后于70-80℃真空干燥至恒重，粉碎，即得改性碳纳米管。4.如权利要求1所述的一种抗拉伸塑料编织袋，其特征在于：所述聚乙烯/冬黑麦肽复合物的制备方法，包括如下步骤：1)冬黑麦肽的制备：将冬黑麦的种子装盘，于电场强度4-6kV/cm高压静电处理6-8min；接着在浓度为12-18mg/L的水杨酸溶液中室温浸泡1-3h，同时在电场强度6-10kV/cm，脉冲时间100-200μs,脉冲频率200-400Hz条件下进行高压脉冲电场处理；漂洗、沥干，于3-5℃静置18-24h,然后依次在1-3℃冷藏2-4d,-3--5℃冷冻1-3d、-15--18℃冷冻10-15h,立即放在室外自然光照，使种子半解冻后立即进行粉碎，粉碎物粒径0.5-1.5mm,接着加入粉碎物质量2-4倍的水，用乳酸调节pH...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，王春，王军，奚治平，余荣寒，闫卫东，杨晓珍，
申请(专利权)人：吴忠市富林塑料包装制品有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64