一种碳塑复合改性土工格栅及制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种碳塑复合改性土工格栅，由下列重量份的组份原料加工而得：高密度聚乙烯80-90、PVC树脂10-20、碳纤维5-10、抗氧剂B2150.1-0.2、磷酸三酯0.1-0.2、硬脂酸锌0.2-0.4、吸收剂UV-5310.1-0.3、炭黑8-12、改性炭黑母料3-5。将配方材料混炼，挤出，熔体通过三辊压光机成型板材，板材经过冲压机进行冲孔，孔板经过升温后拉伸，即制得土工格栅。本发明的加工出的改性土工格栅具有强度高，耐腐蚀强，机械性能好，生产加工成本低。
【专利说明】一种碳塑复合改性土工格栅及制备方法
[0001]
【技术领域】 本发明涉及土工格栅的制造，具体涉及一种碳塑复合改性土工格栅及制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着土工合成材料行业的发展，越来越多的土工格栅产品推向了市场，土工格栅 的主要竞争就是产品性能和价格成本竞争。由于聚丙烯土工格栅领域和使用区域广泛，因 此对土工格栅要求其具有多种性能。但是只靠一种聚合物来实现这些性能是很难实现的， 因此需要对土工格栅配方进行改性成为这个行业的必然趋势。在制备高性能材料方面纤 维增强是一种普遍而有效的方法，增强所用的纤维一般为玻璃纤维、碳纤维等。由这些纤维 填充得到的树脂增强效果明显，能够使得相同规格的土工格栅更薄。但是使用玻璃纤维和 碳纤维后，聚合物的拉伸伸长率又会有很大下降，导致土工格栅拉伸很短，产品单位面积重 量上升，使得生产成本反而增加，不利于达到低成本化的目的。
[0003] 在土工格栅中加入改性炭黑等填料，可使其具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老 化性能，提高抗冲击强度和拉伸强度。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种碳塑复合改性土工格栅及制备方法。本发明通过配方原材料的 改性，从而得到具有强度高、韧性大、耐腐蚀性强等优点的土工格栅。
[0005] 本发明所采用技术方案如下： 一种碳塑复合改性土工格栅，其特征在于，由下列重量份的组份原料加工而得：高密度 聚乙烯80-90、PVC树脂10-20、碳纤维5-10、抗氧剂B215 0. 1-0. 2、磷酸三酯0. 1-0. 2、硬脂 酸锌0.2-0. 4、吸收剂UV-531 0.1-0. 3、炭黑8-12、改性炭黑母料3-5， 所述的改性炭黑母料的制备方法：（1)按重量份称取聚乙烯30-40、聚丙烯10-20、炭 黑40-50、丙烯酸酯0. 2-1. 5、氧化锌0. 1-0. 4、抗氧剂168 0. 1-0. 3、防老化剂0. 1-0. 3、 煤油0.5-1. 0、粉煤灰1-3、聚甘油辛癸酸酯3-5、滑石粉4-6; (2)将称量好的炭黑、丙烯 酸酯、氧化锌加入搅拌机中，在60°C-180°C的温度下充分混合，得到混合物料A ; (3)将聚乙 烯、聚丙烯、滑石粉、抗氧剂1010、防老化剂、白油、粉煤灰、聚甘油辛癸酸酯等其余原料 组分依次投入高速搅拌机中高速搅拌3-5分钟，得到混合物物料B ; (4)将A和B混合均匀 后得到共混物加入到双螺杆挤出机中，螺杆转速为80-130 rpm，加热机筒温度180-200°C熔 融挤出，冷却，造粒即可。
[0006] 所述的碳塑复合改性土工格栅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 按配方比例称取各组分原料； (2) 将称取的高密度聚乙烯、PVC树脂、抗氧剂B215、磷酸三酯、硬脂酸锌、吸收剂 UV-531加入到高速混料机中，高速混料5-10min，然后再加入炭黑高速混合10-20min后将 物料放出； (3) 将混合好的物料送入造粒机的加料斗中，开启造粒机，控制造粒机的转速为 260-380r/min，控制造粒机料筒前部、中部、后部以及机头的温度分别为：225?230°C、 220?225°C、210?215°C、230?235°C，从造粒机中挤出的物料经水冷、切粒、过筛、干 燥、，即得到混炼料A ; (4) 将干燥后的混炼料A与改性炭黑母料混合后，再通过挤出机在低于225°C温度下 挤出，碳纤维纱通过导向共挤包覆混合，共挤包覆混合机头温度210-225°C，经模具形成条 带毛坯，模具温度200-220°C ; (5) 对条带毛坯在75-85°C下进行拉伸；拉伸倍数5-12倍； (6) 计米成盘； (7) 横向条带与纵向条带固定步进牵引形成土工格栅网。 本发明取得的有益效果在于： 本发明在配方中将高密度聚乙烯、PVC树脂混合改性，再添加自制改性填料，适量的助 齐U，调整适当的工艺参数，在挤出时将碳纤维添加到原料中，制得改性土工格栅。所得的土 工格栅强度高，耐腐蚀强，机械性能好，生产加工成本低。在相同厚度下，产品的强度提高 10%-15% ;单肋长度提高20%-30% ;冲击强度提高40%-60%。
【具体实施方式】
[0007] 以下结合实施例对本发明作进一步说明， 一种碳塑复合改性土工格栅，由下列重量（kg)的组份原料加工而得：高密度聚乙烯 88、PVC树脂15、碳纤维8、抗氧剂B215 0. 2、磷酸三酯0. 12、硬脂酸锌0. 3、吸收剂UV-531 0.2、炭黑10、改性炭黑母料5， 其中，改性炭黑母料的制备方法：（1)按重量（kg)称取聚乙烯35、聚丙烯15、炭黑45、 丙烯酸酯0.8、氧化锌0.3、抗氧剂168 0.2、防老化剂0.2、煤油0.6、粉煤灰2、聚甘油辛 癸酸酯4、滑石粉5 ; (2)将称量好的炭黑、丙烯酸酯、氧化锌加入搅拌机中，在60°C _180°C 的温度下充分混合，得到混合物料A ; (3)将聚乙烯、聚丙烯、滑石粉、抗氧剂1010、防老化 剂、白油、粉煤灰、聚甘油辛癸酸酯等其余原料组分依次投入高速搅拌机中高速搅拌3-5 分钟，得到混合物物料B ; (4)将A和B混合均匀后得到共混物加入到双螺杆挤出机中，螺杆 转速为80-130 rpm，加热机筒温度180-200°C熔融挤出，冷却，造粒即可。
[0008] 碳塑复合改性土工格栅的制备方法，包括以下步骤： (1) 按配方比例称取各组分原料； (2) 将称取的高密度聚乙烯、PVC树脂、抗氧剂B215、磷酸三酯、硬脂酸锌、吸收剂 UV-531加入到高速混料机中，高速混料5-10min，然后再加入炭黑高速混合10-20min后将 物料放出； (3) 将混合好的物料送入造粒机的加料斗中，开启造粒机，控制造粒机的转速为 260-380r/min，控制造粒机料筒前部、中部、后部以及机头的温度分别为：225?230°C、 220?225°C、210?215°C、230?235°C，从造粒机中挤出的物料经水冷、切粒、过筛、干 燥、，即得到混炼料A ; (4)将干燥后的混炼料A与改性炭黑母料混合后，再通过挤出机在低于225°C温度下 挤出，碳纤维纱通过导向共挤包覆混合，共挤包覆混合机头温度210-225°C，经模具形成条 带毛坯，模具温度200-220°C ; (5) 对条带毛坯在75-85°C下进行拉伸；拉伸倍数5-12倍； (6) 计米成盘； (7)横向条带与纵向条带固定步进牵引形成土工格栅网。
[0009] 本发明的土工格栅不同规格的性能检测值如下表：
【权利要求】
1. 一种碳塑复合改性土工格栅，其特征在于，由下列重量份的组份原料加工而得：高 密度聚乙烯80-90、PVC树脂10-20、碳纤维5-10、抗氧剂B215 0. 1-0. 2、磷酸三酯0. 1-0. 2、 硬脂酸锌0.2-0. 4、吸收剂UV-531 0.1-0. 3、炭黑8-12、改性炭黑母料3-5， 所述的改性炭黑母料的制备方法：（1)按重量份称取聚乙烯30-40、聚丙烯10-20、炭 黑40-50、丙烯酸酯0. 2-1. 5、氧化锌0. 1-0. 4、抗氧剂168 0. 1-0. 3、防老化剂0. 1-0. 3、 煤油0.5-1. 0、粉煤灰1-3、聚甘油辛癸酸酯3-5、滑石粉4-6; (2)将称量好的炭黑、丙烯 酸酯、氧化锌加入搅拌机中，在60°C -180°C的温度下充分混合，得到混合物料A ; (3)将聚乙 烯、聚丙烯、滑石粉、抗氧剂1010、防老化剂、白油、粉煤灰、聚甘油辛癸酸酯等其余原料 组分依次投入高速搅拌机中高速搅拌3-5分钟，得到混合物物料B ; (4)将A和B混合均匀 后得到共混物加入到双螺杆挤出机中，螺杆转速为80-130 rpm，加热机筒温度180-200°C熔 融挤出，冷却，造粒即可。
2. 根据权利要求1所述的碳塑复合改性土工格栅的制备方法，其特征在于，包括以下 步骤： (1) 按配方比例称取各组分原料； (2) 将称取的高密度聚乙烯、PVC树脂、抗氧剂B215、磷酸三酯、硬脂酸锌、吸收剂 UV-531加入到高速混料机中，高速混料5-10min，然后再加入炭黑高速混合10-20min后将 物料放出； (3) 将混合好的物料送入造粒机的加料斗中，开启造粒机，控制造粒机的转速为 260-380r/min，控制造粒机料筒前部、中部、后部以及机头的温度分别为：225?230°C、 220?225°C、210?215°C、230?235°C，从造粒机中挤出的物料经水冷、切粒、过筛、干燥， 即得到混炼料A ; (4) 将干燥后的混炼料A与改性炭黑母料混合后，再通过挤出机在低于225°C温度下 挤出，碳纤维纱通过导向共挤包覆混合，共挤包覆混合机头温度210-225°C，经模具形成条 带毛坯，模具温度200-220°C ; (5) 对条带毛坯在75-85°C下进行拉伸；拉伸倍数5-12倍； (6) 计米成盘； (7) 横向条带与纵向条带固定步进牵引形成土工格栅网。
【文档编号】C08K3/04GK104311958SQ201410575570
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月25日 优先权日:2014年10月25日
【发明者】叶磊 申请人:安徽杰奥玛克合成材料科技有限公司