一种具有阻燃作用的可降解pet打包带
阅读说明：本技术 一种具有阻燃作用的可降解pet打包带 (Degradable PET packing belt with flame retardant effect ) 是由 李冬猛 于 2021-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明属于打包带材料技术领域,尤其是一种具有阻燃作用的可降解PET打包带,解决了现有技术中PET阻燃性能差,降解能力差,大量使用不利于环境保护的问题,所述具有阻燃作用的可降解PET打包带,包括以下原料：降解PET材料50-70份、聚乳酸20-30份、秸秆纤维15-25份、阻燃剂1-3份、乙二胺2-5份、甲基丙烯酸酐1-3份。本发明将阻燃剂、乙二胺和秸秆纤维共混制成改性秸秆纤维,将降解PET材料、聚乳酸、改性秸秆纤维和甲基丙烯酸酐共混挤出制得所需的PET打包带；本发明制备方法简单,制备条件温和,所得PET打包带阻燃性好,安全性强,抗拉力强,耐弯曲、耐热、耐腐蚀,可得广泛应用。(The invention belongs to the technical field of packing belt materials, in particular to a degradable PET packing belt with a flame retardant effect, which solves the problems of poor flame retardant property and degradation capability of PET and adverse environmental protection caused by large-scale use in the prior art, and comprises the following raw materials: 50-70 parts of degradable PET material, 20-30 parts of polylactic acid, 15-25 parts of straw fiber, 1-3 parts of flame retardant, 2-5 parts of ethylenediamine and 1-3 parts of methacrylic anhydride. The method comprises the steps of blending a flame retardant, ethylenediamine and straw fibers to prepare modified straw fibers, and blending and extruding a degradable PET material, polylactic acid, the modified straw fibers and methacrylic anhydride to prepare a required PET packing belt; the preparation method is simple, the preparation conditions are mild, and the obtained PET packing belt has good flame retardance, high safety, high tensile strength, bending resistance, heat resistance and corrosion resistance, and can be widely applied.)
技术领域
本发明涉及打包带材料
技术领域
，尤其涉及一种具有阻燃作用的可降解PET打包带。背景技术
塑料打包带是一种单轴取向的塑料捆扎材料。七十年代开始引入我国。由于它具有质轻、坚牢、耐腐蚀和使用方便等许多优点，所以问世后很快代替了铁皮、纸条打包带并使其得到了很快的发展。随着包装工业的发展，塑料打包带的需求越来越大，塑料打包带的生产将会出现成倍增长的趋势。
PET(聚对苯二甲酸乙二醇脂)是一种线型热塑性树脂，也是应用最广泛的工程塑料之一，其密度为(1.3-1.4)g/cm3，特性粘度(IV)为(0.62-1.20)ml/g，熔点为(245-265)℃。PET塑料透明、光泽度高，有较好的耐候性和化学稳定性、耐冲击性、耐蠕变性和尺寸稳定性；它有较高的耐热性，能在较宽的温度范围内，保持优良的物理力学性能，是高价值树脂。PET打包带是以PET为主要原料经挤出单向拉伸成型的一种聚酯打包带，是目前国际上最流行的替代钢带、钢丝、重型PP打包带的新型环保包装材料，其具有诸多优点：(1)抗拉力强，既有钢带般的抗拉力，又有能抗冲击的延展性，更能确保产品的运输安全；(2)延伸率小，伸长率仅是聚丙烯带的六分之一，能长时间保持拉紧力；(3)安全性好，没有钢带生锈污染被捆物体的弊端，色彩光亮可鉴；(4)经济效益佳，1吨PET打包带的长度相当于6吨同规格的钢带长度，每米单价比钢带低40％以上，能大幅降低包装成本。
不过，PET在自然条件下降解能力差，随意排放易造成白色污染。除此之外，纯的PET在空气中极易燃烧，极限氧指数值仅为21％。现有技术中，PET阻燃多采用阻燃剂对PET材料表面进行处理。纯阻燃剂的添加，在提高PET阻燃性的同时，会对其力学性能和降解性能造成一定的影响。中国发明专利公开号CN111004481A公开了一种阻燃PET打包带制造方法，包括以下步骤：(1)将助剂、30-40％的PET树脂与25-50％的阻燃剂混合后挤出、造粒，得到功能母粒；(2)将所述功能母粒与剩余的PET树脂分别干燥后，与剩余的阻燃剂混合均匀，喂入挤出机挤出，得挤出料；(3)所述挤出料通过口模形成料坯，并经过定型冷却、加热拉伸、冷却、尺寸加工、收卷、包装，即得阻燃PET打包带材料。上述发明中通过优化加工温度，螺杆转速，产量，螺杆组合，材料除湿干燥，打包带尺寸精加工的工艺参数，提高了产品的机械性能，能大幅度提高PET材料的阻燃性能，提高了纵向韧性，产品尺寸的稳定性也大幅度提升，并且使得材料本身的机械性能得到保护，防止二次降解，造成材料的性能偏低、降低了产品生产中的材料损失、降低了设备的投入资金、大大降低了水电资源的消耗。但所得PET打包带的可降解性差，大量使用不利于环境保护。基于上述陈述，本发明提出了一种具有阻燃作用的可降解PET打包带。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中PET阻燃性能差，降解能力差，大量使用不利于环境保护的问题，而提出的一种具有阻燃作用的可降解PET打包带。
一种具有阻燃作用的可降解PET打包带，包括以下重量份的原料：降解PET材料50-70份、聚乳酸20-30份、秸秆纤维15-25份、阻燃剂1-3份、乙二胺2-5份、甲基丙烯酸酐1-3份。
优选的，所述具有阻燃作用的可降解PET打包带，包括以下重量份的原料：降解PET材料55-65份、聚乳酸22-28份、秸秆纤维18-22份、阻燃剂1.5-2.5份、乙二胺3-4份、甲基丙烯酸酐1.5-2.5份。
优选的，所述具有阻燃作用的可降解PET打包带，包括以下重量份的原料：降解PET材料60份、聚乳酸25份、秸秆纤维20份、阻燃剂2份、乙二胺3.5份、甲基丙烯酸酐2份。
优选的，所述降解PET材料由以下方法制得：在真空条件下，将对苯二甲酸与乙二醇共同加入到预聚釜中，升温至140-180℃，加入催化剂预聚反应2-5h，然后升温至210-230℃，加入环丁基胺盐酸盐，继续反应至反应完全即得所需降解PET材料。
优选的，所述对苯二甲酸、乙二醇、催化剂和环丁基胺盐酸盐的质量比为30-40:80-100:1-3:0.5-1.5。
优选的，所述催化剂由以下方法制得：(1)将活性炭置于浓度为18-22％的氢氧化钠溶液中，超声分散8-15min后，过滤烘干，得预处理活性炭；(2)将预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮共同加入到搅拌机中，搅拌混合均匀，即得所需催化剂。
优选的，所述步骤(2)预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮的质量比为11-15:3-7:1-3。
优选的，所述阻燃剂由质量比5-7:1-2的聚磷酸铵和硅化钼复配而得。
本发明还提出了一种具有阻燃作用的可降解PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料降解PET材料50-70份、聚乳酸20-30份、秸秆纤维15-25份、阻燃剂1-3份、乙二胺2-5份、甲基丙烯酸酐1-3份，备用；
S2、将阻燃剂、乙二胺和秸秆纤维共同加入到搅拌机中，于70-90℃的温度下，搅拌混合均匀后得改性秸秆纤维；
S3、将降解PET材料、聚乳酸、改性秸秆纤维和甲基丙烯酸酐共同加入到高速混合机中，搅拌混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出至带状即得。
优选的，所述步骤S3中混合温度为160-180℃，挤出温度为130-140℃。
本发明提出的一种具有阻燃作用的可降解PET打包带，具有以下有益效果：
1、本发明将阻燃剂、乙二胺和秸秆纤维共混制成改性秸秆纤维，将降解PET材料、聚乳酸、改性秸秆纤维和甲基丙烯酸酐共混挤出制得所需的PET打包带；本发明制备方法简单，制备条件温和，所得PET打包带阻燃性好，安全性强，抗拉力强，耐弯曲、耐热、耐腐蚀，可得广泛应用。
2、本发明采用聚磷酸铵和硅化钼复配制成阻燃剂，在乙二胺的作用下，利用阻燃剂对秸秆纤维进行改性，所得改性秸秆纤维分散性好，分子表面结合力强，阻燃性好，力学性能优异，最后利用改性秸秆纤维增强PET，有效解决了纯阻燃剂添加造成的性能影响。
3、本发明将对苯二甲酸与乙二醇在催化剂的作用下，进行预聚反应，然后加入环丁基胺盐酸盐反应完全得所需降解PET材料，本发明在反应的过程中加入环丁基胺盐酸盐，能够有效改善所得PET的光降解能力，催化剂的使用，能够加快反应进程，降低反应温度，催化活性高，安全环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种具有阻燃作用的可降解PET打包带，包括以下重量份的原料：降解PET材料50份、聚乳酸20份、秸秆纤维15份、阻燃剂1份、乙二胺2份、甲基丙烯酸酐1份；
上述降解PET材料由以下方法制得：在真空条件下，将对苯二甲酸与乙二醇共同加入到预聚釜中，升温至140℃，加入催化剂预聚反应2h，然后升温至210℃，加入环丁基胺盐酸盐，继续反应至反应完全即得所需降解PET材料，其中，对苯二甲酸、乙二醇、催化剂和环丁基胺盐酸盐的质量比为30:80:1:0.5；
上述催化剂由以下方法制得：(1)将活性炭置于浓度为18％的氢氧化钠溶液中，超声分散8min后，过滤烘干，得预处理活性炭；(2)将预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮共同加入到搅拌机中，搅拌混合均匀，即得所需催化剂，其中，步骤(2)预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮的质量比为11:3:1；
上述阻燃剂由质量比5:1的聚磷酸铵和硅化钼复配而得。
本发明还提出了一种具有阻燃作用的可降解PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料降解PET材料50份、聚乳酸20份、秸秆纤维15份、阻燃剂1份、乙二胺2份、甲基丙烯酸酐1份，备用；
S2、将阻燃剂、乙二胺和秸秆纤维共同加入到搅拌机中，于70℃的温度下，搅拌混合均匀后得改性秸秆纤维；
S3、将降解PET材料、聚乳酸、改性秸秆纤维和甲基丙烯酸酐共同加入到高速混合机中，搅拌混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出至带状即得，其中，步骤S3中混合温度为160℃，挤出温度为130℃。
实施例二
本发明提出的一种具有阻燃作用的可降解PET打包带，包括以下重量份的原料：降解PET材料55份、聚乳酸22份、秸秆纤维18份、阻燃剂1.5份、乙二胺3份、甲基丙烯酸酐1.5份；
上述降解PET材料由以下方法制得：在真空条件下，将对苯二甲酸与乙二醇共同加入到预聚釜中，升温至150℃，加入催化剂预聚反应3h，然后升温至215℃，加入环丁基胺盐酸盐，继续反应至反应完全即得所需降解PET材料，其中，对苯二甲酸、乙二醇、催化剂和环丁基胺盐酸盐的质量比为32:85:1.5:1；
上述催化剂由以下方法制得：(1)将活性炭置于浓度为19％的氢氧化钠溶液中，超声分散10min后，过滤烘干，得预处理活性炭；(2)将预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮共同加入到搅拌机中，搅拌混合均匀，即得所需催化剂，其中，步骤(2)预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮的质量比为12:4:1；
上述阻燃剂由质量比5.5:1的聚磷酸铵和硅化钼复配而得。
本发明还提出了一种具有阻燃作用的可降解PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料降解PET材料55份、聚乳酸22份、秸秆纤维18份、阻燃剂1.5份、乙二胺3份、甲基丙烯酸酐1.5份，备用；
S2、将阻燃剂、乙二胺和秸秆纤维共同加入到搅拌机中，于75℃的温度下，搅拌混合均匀后得改性秸秆纤维；
S3、将降解PET材料、聚乳酸、改性秸秆纤维和甲基丙烯酸酐共同加入到高速混合机中，搅拌混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出至带状即得，其中，步骤S3中混合温度为165℃，挤出温度为132℃。
实施例三
本发明提出的一种具有阻燃作用的可降解PET打包带，包括以下重量份的原料：降解PET材料60份、聚乳酸25份、秸秆纤维20份、阻燃剂2份、乙二胺3.5份、甲基丙烯酸酐2份；
上述降解PET材料由以下方法制得：在真空条件下，将对苯二甲酸与乙二醇共同加入到预聚釜中，升温至160℃，加入催化剂预聚反应3.5h，然后升温至220℃，加入环丁基胺盐酸盐，继续反应至反应完全即得所需降解PET材料，其中，对苯二甲酸、乙二醇、催化剂和环丁基胺盐酸盐的质量比为35:90:2:1；
上述催化剂由以下方法制得：(1)将活性炭置于浓度为20％的氢氧化钠溶液中，超声分散12min后，过滤烘干，得预处理活性炭；(2)将预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮共同加入到搅拌机中，搅拌混合均匀，即得所需催化剂，其中，步骤(2)预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮的质量比为13:5:2；
上述阻燃剂由质量比6:1.5的聚磷酸铵和硅化钼复配而得。
本发明还提出了一种具有阻燃作用的可降解PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料降解PET材料60份、聚乳酸25份、秸秆纤维20份、阻燃剂2份、乙二胺3.5份、甲基丙烯酸酐2份，备用；
S2、将阻燃剂、乙二胺和秸秆纤维共同加入到搅拌机中，于80℃的温度下，搅拌混合均匀后得改性秸秆纤维；
S3、将降解PET材料、聚乳酸、改性秸秆纤维和甲基丙烯酸酐共同加入到高速混合机中，搅拌混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出至带状即得，其中，步骤S3中混合温度为170℃，挤出温度为135℃。
实施例四
本发明提出的一种具有阻燃作用的可降解PET打包带，包括以下重量份的原料：降解PET材料65份、聚乳酸28份、秸秆纤维22份、阻燃剂2.5份、乙二胺4份、甲基丙烯酸酐2.5份；
上述降解PET材料由以下方法制得：在真空条件下，将对苯二甲酸与乙二醇共同加入到预聚釜中，升温至170℃，加入催化剂预聚反应4h，然后升温至225℃，加入环丁基胺盐酸盐，继续反应至反应完全即得所需降解PET材料，其中，对苯二甲酸、乙二醇、催化剂和环丁基胺盐酸盐的质量比为38:95:1:1.5；
上述催化剂由以下方法制得：(1)将活性炭置于浓度为18-22％的氢氧化钠溶液中，超声分散14min后，过滤烘干，得预处理活性炭；(2)将预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮共同加入到搅拌机中，搅拌混合均匀，即得所需催化剂，其中，步骤(2)预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮的质量比为7:3:3；
上述阻燃剂由质量比6.5:1的聚磷酸铵和硅化钼复配而得。
本发明还提出了一种具有阻燃作用的可降解PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料降解PET材料65份、聚乳酸28份、秸秆纤维22份、阻燃剂2.5份、乙二胺4份、甲基丙烯酸酐2.5份，备用；
S2、将阻燃剂、乙二胺和秸秆纤维共同加入到搅拌机中，于85℃的温度下，搅拌混合均匀后得改性秸秆纤维；
S3、将降解PET材料、聚乳酸、改性秸秆纤维和甲基丙烯酸酐共同加入到高速混合机中，搅拌混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出至带状即得，其中，步骤S3中混合温度为175℃，挤出温度为138℃。
实施例五
本发明提出的一种具有阻燃作用的可降解PET打包带，包括以下重量份的原料：降解PET材料70份、聚乳酸30份、秸秆纤维25份、阻燃剂3份、乙二胺5份、甲基丙烯酸酐3份；
上述降解PET材料由以下方法制得：在真空条件下，将对苯二甲酸与乙二醇共同加入到预聚釜中，升温至180℃，加入催化剂预聚反应5h，然后升温至230℃，加入环丁基胺盐酸盐，继续反应至反应完全即得所需降解PET材料，其中，对苯二甲酸、乙二醇、催化剂和环丁基胺盐酸盐的质量比为40:100:3:1.5；
上述催化剂由以下方法制得：(1)将活性炭置于浓度为22％的氢氧化钠溶液中，超声分散15min后，过滤烘干，得预处理活性炭；(2)将预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮共同加入到搅拌机中，搅拌混合均匀，即得所需催化剂，其中，步骤(2)预处理活性炭、钛酸丁酯和丙基双环己基酮的质量比为15:7:3；
上述阻燃剂由质量比7:2的聚磷酸铵和硅化钼复配而得。
本发明还提出了一种具有阻燃作用的可降解PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料降解PET材料70份、聚乳酸30份、秸秆纤维25份、阻燃剂3份、乙二胺5份、甲基丙烯酸酐3份，备用；
S2、将阻燃剂、乙二胺和秸秆纤维共同加入到搅拌机中，于90℃的温度下，搅拌混合均匀后得改性秸秆纤维；
S3、将降解PET材料、聚乳酸、改性秸秆纤维和甲基丙烯酸酐共同加入到高速混合机中，搅拌混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出至带状即得，其中，步骤S3中混合温度为180℃，挤出温度为140℃。
对比例一
本发明提出的一种具有阻燃作用的可降解PET打包带，包括以下重量份的原料：PET材料50份、聚乳酸20份、秸秆纤维15份、阻燃剂1份、乙二胺2份、甲基丙烯酸酐1份；
上述阻燃剂由质量比5:1的聚磷酸铵和硅化钼复配而得。
本发明还提出了一种具有阻燃作用的可降解PET打包带的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份计，称取原料ET材料50份、聚乳酸20份、秸秆纤维15份、阻燃剂1份、乙二胺2份、甲基丙烯酸酐1份，备用；
S2、将阻燃剂、乙二胺和秸秆纤维共同加入到搅拌机中，于70℃的温度下，搅拌混合均匀后得改性秸秆纤维；
S3、将PET材料、聚乳酸、改性秸秆纤维和甲基丙烯酸酐共同加入到高速混合机中，搅拌混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出至带状即得，其中，步骤S3中混合温度为160℃，挤出温度为130℃。
分别将本发明实施例一-五以及对比例一中制备的PET打包带制成宽度为12.7mm，厚度为0.6mm的规格，测试上述打包带的性能，得出如下结果：
注：自熄时间指将打包带点燃垂直燃烧10s后，离开火源后的熄灭时间；
降解性指按照ASTM D5272-92光降解塑料户外暴露实验标准规则，将打包带降解6个月后的降解率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。