一种聚丙烯土工格栅专用复合助剂及包括该复合助剂的聚丙烯土工格栅专用料
阅读说明：本技术 一种聚丙烯土工格栅专用复合助剂及包括该复合助剂的聚丙烯土工格栅专用料 (Special composite additive for polypropylene geogrid and special material for polypropylene geogrid comprising same ) 是由 莫志华 赵文林 谭诗豪 蓝美 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种聚丙烯双向拉伸土工格栅复合助剂及聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料,所述专用料包括聚丙烯、复合助剂和无机矿物填料,复合助剂包括成核剂和分散剂,其中成核剂是由成核剂A和B以特定质量比复配。本发明通过两种不同成核剂的协同作用,使得到的聚丙烯双向拉伸土工格栅较现有技术中的聚丙烯双向拉伸土工格栅,在同等重量下具有更高的纵向和横向的抗拉强度。本发明还提供由上述聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料制得的聚丙烯双向拉伸土工格栅。(The invention provides a polypropylene biaxially oriented geogrid composite additive and a special material for the polypropylene biaxially oriented geogrid, wherein the special material comprises polypropylene, the composite additive and an inorganic mineral filler, the composite additive comprises a nucleating agent and a dispersing agent, and the nucleating agent is compounded by a nucleating agent A and a nucleating agent B according to a specific mass ratio. According to the invention, the obtained polypropylene biaxially oriented geogrid has higher longitudinal and transverse tensile strength under the same weight compared with the polypropylene biaxially oriented geogrid in the prior art through the synergistic effect of two different nucleating agents. The invention also provides a polypropylene biaxial stretching geogrid prepared from the polypropylene biaxial stretching geogrid special material.)
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯土工格栅专用复合助剂，进一步涉及含上述复合助剂的聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料。
背景技术
塑料土工格栅是一种新型土木工程合成材料，其分子结构经高度拉伸取向具有高强度、低延伸的特性，弹性模量接近低碳钢水平，是理想的土木工程加固、加筋增强体合成材料。
塑料土工格栅原料中聚丙烯占80％，聚丙烯双向拉伸土工格栅的肋带是由聚丙烯组合物经挤出拉伸成型，具有很高的抗拉强度。其纵横向肋带的交接点以高频超声波焊接，确保了产品质量的稳定，保证了格栅网格对土体的有效嵌锁。同时格栅的强度可变更肋带的拉力，调整肋带的多少而设计成不同的型号规格，可以满足不同工程，各种技术指标的需要。
聚丙烯双向拉伸土工格栅具有高强度，低延伸(断裂伸长不大于12％)的性能，同时其蠕变量很小，具有较好的柔韧性，由于材质通过强力拉伸和横向肋带双面夹不断，即使开裂，也仍保持土工格栅的性能。
纯的聚丙烯双向拉伸土工格栅无法达到力学性能的要求，现有技术中通过向聚丙烯双向拉伸土工格栅专用母粒中加入β晶型成核剂改善力学性能，但并没有就土工格栅重量和抗拉力的平衡进行研究。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是，提供一种聚丙烯双向拉伸土工格栅专用复合助剂及包括该复合助剂的聚丙烯土工格栅专用料。
本发明的发明人通过研究发现，现有的聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料难以得到成本和力学性能(特别是抗拉性能)均满足要求的聚丙烯双向拉伸土工格栅，为了得到一种低成本、高抗拉力的聚丙烯双向拉伸土工格栅，本发明的发明人对聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料的组成进行了深入的研究，发现在聚丙烯树脂中加入特定复合助剂，具体为在该复合助剂中将含有特定种类的成核剂复配，可以得到兼具高抗拉强度和低成本的聚丙烯双向拉伸土工格栅，由此完成了本发明。
本发明的第一个目的是提供一种聚丙烯双向拉伸土工格栅专用复合助剂，所述复合助剂包括成核剂和分散剂，所述成核剂含有成核剂A和成核剂B。
所述成核剂A选自苯甲酸钠、二[4-叔丁基苯甲酸]氢氧化铝、二[2，2’-亚甲基-二(4,6-二-叔丁基苯基)磷酸]铝、二[2，2’-亚甲基-二(4,6-二-叔丁基苯基)磷酸]钠、六氢化邻苯二甲酸二钠盐中的一种或多种；
所述成核剂B为四氢苯酐的羧酸金属盐，选自四氢邻苯二甲酸镁、四氢邻苯二甲酸钙、四氢邻苯二甲酸锶、四氢邻苯二甲酸锌、四氢邻苯二甲酸钡和4-甲基四氢邻苯二甲酸钙中的一种或多种；
所述分散剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种。
本发明的第二个目的是提供一种聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料，所述专用料含有聚丙烯、复合助剂和无机矿物填料。
所述复合助剂包括成核剂和分散剂，所述成核剂含有成核剂A和成核剂B。
所述聚丙烯为聚丙烯均聚物，所述聚丙烯均聚物的等规度大于等于96％，所述聚丙烯的熔融指数MFR为2-3g/10min(测试条件为230℃下、2.16kg载荷下的MFR)。
所述无机矿物填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的一种或多种。
所述分散剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种。
所述成核剂A在聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料中的浓度为50-2000ppm，优选50-1000ppm；所述成核剂B在聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料中的浓度为50-2000ppm，优选50-1000ppm；所述无机矿物填料在聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料中的浓度为1000-10000ppm，优选1000-5000ppm；所述分散剂在聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料中的浓度为500-2000ppm，优选500-1000ppm。余量为聚丙烯。
所述成核剂A和成核剂B的含量比为1:0.5-3，优选为1:1。
本发明的第三个目的是提供一种上述聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料的制备方法，将聚丙烯、复合助剂和无机矿物填料共混均匀得到共混物，再将上述共混物经挤出机挤出造粒，即得聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料。
本发明的第四个目的是提供一种由上述聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料得到的聚丙烯双向拉伸土工格栅。
本发明的第五个目的是提供一种上述聚丙烯双向拉伸土工格栅专用复合助剂在制备聚丙烯双向拉伸土工格栅中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料得到的聚丙烯双向拉伸土工格栅较现有技术中的聚丙烯双向拉伸土工格栅，在同等重量下具有更高的纵向和横向的抗拉强度，同等纵向和横向抗拉强度下具有更轻的重量(低成本)。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
在实施例和对比例聚丙烯双向拉伸土工格栅配方中，所用原料如下：
聚丙烯PP：牌号为扬子石化F401，等规度大于等于96％的均聚聚丙烯，MFR为3g/10min。
成核剂A：二[2，2’-亚甲基-二(4,6-二-叔丁基苯基)磷酸]铝，市售产品；
成核剂B1：四氢邻苯二甲酸钙，呈和科技自产；
成核剂C：N,N-二环己基-2,6-萘二酰胺，市售产品；
无机矿物：滑石粉，市售产品；
分散剂：单硬脂酸甘油酯，市售产品。
采用表1中各组分配比来制备实施例1-3和对比例1-4的聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料，步骤如下：
(S1)将各原料按照表1-2中的配方在混合机中混合均匀，得到共混物；
(S2)将上述共混物经挤出机按照《SHJ-20双螺杆挤出机操作规程》进行造粒，造粒温度为190-220℃即得聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料。
表1
将上述得到的聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料制备得到聚丙烯双向拉伸土工格栅实施例1A-3A，实施例1B-3B和对比例1A-4A，1B-4B，步骤如下：
(S11)将聚丙烯双向拉伸土工格栅专用料经挤出机进行挤出，挤出温度为190-220℃，口模为衣架式平口模，从口模挤出后经过三辊压光机得到厚度均匀的聚丙烯板材；
(S12)将聚丙烯板材经过冲压机冲孔，将孔板进行升温至80-90℃拉伸，分别得到厚度为2mm的聚丙烯双向拉伸土工格栅实施例1A-3A和对比例1A-4A，以及厚度为1.5mm的实施例1B-3B和对比例1B-4B。
性能测试：
测试上述得到的厚度为2mm的聚丙烯双向拉伸土工格栅的相关性能，具体见表2。
表2：
测试上述得到的厚度为1.5mm的聚丙烯双向拉伸土工格栅的相关性能，具体见表3。
表2中实施例1-3A与对比例1-4A对比可知，成核剂A和B的协同作用带来土工格栅抗拉强度的大幅提高。
实施例1-3A对比可知，成核剂A和B质量比为1:1时，带来土工格栅抗拉强度的提高效果最优。
实施例1-3A与实施例1-3B对比可知，本发明的土工格栅可以实现降低质量保持强度的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。