一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子及其制备方法与流程

本发明涉及塑料粒子制备领域，尤其涉及一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子及其制备方法。

背景技术：

1、聚乙烯塑料粒子，简称pe粒子，是一种常见的塑料材料。聚乙烯(pe)是一种热塑性树脂，具有良好的耐候性、耐磨性、耐化学腐蚀性、自润滑性和吸收冲击能等性能。根据生产工艺和分子结构的不同，聚乙烯塑料粒子可分为低密度聚乙烯(ldpe)、线性低密度聚乙烯(lldpe)和高密度聚乙烯(hdpe)等。

2、在申请号为202111215149.8，公开的“一种高品质再生聚乙烯塑料粒子及其制备方法”，该申请中解决了现有技术中再生聚乙烯塑料颗粒不能被再被用于日用包装领域的的问题，但是该申请中并未解决目前聚乙烯塑料粒子存在的高耐候性和拉伸性能低的问题，在实际中，由于聚乙烯分子链结构较为简单，缺乏有效的抗老化机制，聚乙烯材料在长时间暴露在阳光下或受到环境侵蚀时，容易出现老化、褪色、龟裂等现象，另外，由于聚乙烯等塑料材料的分子结构较为线性，分子链间的相互作用力较弱，导致在受到外力拉伸时，分子链间的滑移较容易发生，从而降低了材料的拉伸强度，然而目前并未有相关提高聚乙烯塑料粒子耐候性和拉伸性能的制备方法，因此急需一种聚乙烯塑料粒子制备方法提高目前聚乙烯塑料粒子耐候性和拉伸性能。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子及其制备方法，解决了由目前制备方法制备的聚乙烯塑料粒子存在耐候性和拉伸性能较差问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子，包括以下材料组成份数：乙烯单体90-100份、催化剂1-5份、添加剂5-20份、抗氧剂2-6份、紫外线吸收剂5-10份、塑化剂5-15份、废弃纺织品10-20份、相容剂2-10份。

3、一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤一：废弃纺织品的收集和预处理：收集各类废弃纺织品，如废弃棉、涤纶、尼龙等，预处理过程中，清洗、烘干和纤维分离等步骤应严格按照相关标准操作，以确保纤维的质量和纯净度；

5、步骤二：原料混合：将乙烯单体、催化剂、添加剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、塑化剂、预处理后的废弃纺织品和相容剂按照一定比例放入混合机中，进行充分混合。混合过程中，应确保各成分均匀分布，形成均匀的原料；

6、步骤三：聚合反应：将步骤二中的混合物放入聚合反应釜中，进行聚合反应。聚合反应的温度、压力和时间应根据催化剂的类型和反应条件进行调整，以保证聚乙烯塑料粒子的质量和性能；

7、步骤四：分离和干燥：聚合反应完成后，将聚乙烯塑料粒子从反应液中分离出来，然后进行干燥。干燥过程中，应控制干燥温度和湿度，以防止粒子变形或降解；

8、步骤五：造粒：将干燥后的聚乙烯塑料粒子进行造粒，形成均匀的颗粒状产品。

9、优选的，所述步骤一中，从各类来源(如工厂废弃物、家庭废弃物等)收集废弃纺织品，包括但不限于废弃棉、涤纶、尼龙等，收集到的废弃纺织品进行分类，将其分为纤维素纤维和非纤维素纤维两类。纤维素纤维主要包括棉、麻等天然纤维，非纤维素纤维主要包括涤纶、尼龙等合成纤维。

10、优选的，所述步骤一中，对分类后的纺织品进行加工，包括清洗、烘干和纤维分离等步骤，将加工后的废弃纺织品进行破碎，使其达到一定的粒度。然后，通过纤维细化设备将纤维进一步细化，以增加纤维的表面积，有利于后续的聚合反应。

11、优选的，所述步骤二中，添加相容剂如马来酸酐接枝聚乙烯(pe-g-ma)，提高纤维素与聚乙烯分子之间的相容性，促使氢键形成更为充分。

12、优选的，所述步骤三中，反应釜温度保持在100-130℃，压力保持在0.5-1.0mpa，反应时间设置为1-2h，以保证反应物充分反应。

13、优选的，所述步骤四中，聚合反应完成后，停止搅拌，利用沉降或离心分离方法将聚乙烯塑料粒子从反应液中分离出来，分离出来的聚乙烯塑料粒子进行洗涤，去除残留的催化剂、添加剂等杂质。

14、优选的，所述步骤四中，将洗涤后的聚乙烯塑料粒子放入干燥设备中进行干燥，干燥设备可以选择烘箱、干燥塔等，干燥温度控制在50-80℃，湿度控制在10％以内。为确保干燥效果，可以采用分段干燥法，即先在较低温度下干燥一段时间，再逐步提高温度进行干燥。

15、优选的，所述步骤五中，选择合适的造粒设备，如单螺杆塑料造粒机、双螺杆塑料造粒机等，聚乙烯塑料粒子在高温(如180-200℃)和适当压力下，受到搅拌和旋转的作用，形成均匀的熔化物，熔化后的聚乙烯塑料通过喷嘴喷入冷却水中，将冷却后的聚乙烯颗粒从水中捞出，制得聚乙烯粒子。

16、优选的，所述步骤五中，对造粒后的聚乙烯颗粒进行质量检测，并记录相应的数据结果。

17、有益效果

18、本发明提供了一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

19、本发明中，通过在原有聚乙烯粒子制备方法中添加了废弃纺织品，并且从废气纺织品中提取了纤维与聚乙烯粒子制备原料混合，另外，通过添加相容剂如马来酸酐接枝聚乙烯(pe-g-ma)，增加聚乙烯分子与纤维之间的氢键、范德华力等相互作用，从而提高它们之间的相容性，改善了聚乙烯的加工性能，使其在制备过程中更容易与纤维混合均匀，废弃纺织品中含有丰富的纤维素、蛋白质等有机物质，当废弃纺织品被添加到聚乙烯粒子制备过程中，其中的有机物质可以与聚乙烯分子形成氢键和其他相互作用，从而提高复合材料的耐候性，另外，废弃纺织品中的纤维具有较高的拉伸强度和弹性模量，当它们被加入到聚乙烯粒子制备过程中，可以提高复合材料的拉伸性能，这种聚乙烯塑料粒子在制备过程中，采用了废弃纺织品作为原料，经过严格的预处理和精细的工艺流程，使得废弃物得以高效利用，有利于环境保护和资源循环，并优化了聚乙烯粒子的耐候性和拉伸性能，使其在户外环境下具有更长的使用寿命。

技术特征：

1.一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子，其特征在于：包括以下材料组成份数：乙烯单体90-100份、催化剂1-5份、添加剂5-20份、抗氧剂2-6份、紫外线吸收剂5-10份、塑化剂5-15份、废弃纺织品10-20份、相容剂2-10份。

2.一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，基于权利要求1所述的一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，从各类来源(如工厂废弃物、家庭废弃物等)收集废弃纺织品，包括但不限于废弃棉、涤纶、尼龙等，收集到的废弃纺织品进行分类，将其分为纤维素纤维和非纤维素纤维两类。纤维素纤维主要包括棉、麻等天然纤维，非纤维素纤维主要包括涤纶、尼龙等合成纤维。

4.根据权利要求2所述的一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，对分类后的纺织品进行加工，包括清洗、烘干和纤维分离等步骤，将加工后的废弃纺织品进行破碎，使其达到一定的粒度。然后，通过纤维细化设备将纤维进一步细化，以增加纤维的表面积，有利于后续的聚合反应。

5.根据权利要求2所述的一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，添加相容剂如马来酸酐接枝聚乙烯(pe-g-ma)，提高纤维素与聚乙烯分子之间的相容性，促使氢键形成更为充分。

6.根据权利要求2所述的一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，反应釜温度保持在100-130℃，压力保持在0.5-1.0mpa，反应时间设置为1-2h，以保证反应物充分反应。

7.根据权利要求2所述的一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，聚合反应完成后，停止搅拌，利用沉降或离心分离方法将聚乙烯塑料粒子从反应液中分离出来，分离出来的聚乙烯塑料粒子进行洗涤，去除残留的催化剂、添加剂等杂质。

8.根据权利要求2所述的一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，将洗涤后的聚乙烯塑料粒子放入干燥设备中进行干燥，干燥设备可以选择烘箱、干燥塔等，干燥温度控制在50-80℃，湿度控制在10％以内。为确保干燥效果，可以采用分段干燥法，即先在较低温度下干燥一段时间，再逐步提高温度进行干燥。

9.根据权利要求2所述的一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，选择合适的造粒设备，如单螺杆塑料造粒机、双螺杆塑料造粒机等，聚乙烯塑料粒子在高温(如180-200℃)和适当压力下，受到搅拌和旋转的作用，形成均匀的熔化物，熔化后的聚乙烯塑料通过喷嘴喷入冷却水中，将冷却后的聚乙烯颗粒从水中捞出，制得聚乙烯粒子。

10.根据权利要求2所述的一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，对造粒后的聚乙烯颗粒进行质量检测，并记录相应的数据结果。

技术总结
本发明涉及塑料粒子制备领域，公开了一种具有高耐候性和拉伸性能的聚乙烯塑料粒子及其制备方法，通过在原有聚乙烯粒子制备方法中添加了废弃纺织品，并且从废弃纺织品中提取了纤维与聚乙烯粒子制备原料混合，本发明中，通过添加相容剂如马来酸酐接枝聚乙烯(PE‑g‑MA)，增加聚乙烯分子与纤维之间的氢键、范德华力等相互作用，从而提高它们之间的相容性，改善了聚乙烯的加工性能，使其在制备过程中更容易与纤维混合均匀，这种聚乙烯塑料粒子在制备过程中，采用了废弃纺织品作为原料，经过严格的预处理和精细的工艺流程，使得废弃物得以高效利用，有利于环境保护和资源循环，并优化了聚乙烯粒子的耐候性和拉伸性能。

技术研发人员：王勇,赵泽华
受保护的技术使用者：宜兴汉光高新石化有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11