[发明专利]一种再生PET/TPR合金土工格栅及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料应用领域，涉及一种合金土工格栅及其制备方法。

背景技术

土工格栅是一种在土木工程中使用的加筋材料，通过其与土体的相互摩擦作用来扩散土体应力，传递拉应力，限制土体的侧向位移，增加土体模量，从而提高土体抗剪、抗拉强度并改善土工结构的整体受力条件。目前，土工格栅已经广泛地应用于公路、铁路、路堤、桥台、施工便道、码头、护岸、防洪堤、水坝、滩涂治理、货场、渣场、机场、运动场、环保建筑等土木工程中。

目前，国内通常使用的土工格栅包括薄板冲孔拉伸土工格栅、纤维经编格栅、钢塑焊接格栅和PET塑料焊接土工格栅等。

其中，冲孔拉伸格栅以聚丙烯(Polypropylene，PP)和高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，HDPE)作为原料，由于其分子间作用力相对较小，对于蠕变的抵抗能力不如PET材料。纤维经编格栅虽然有较好的耐蠕变性能，但是由于过于柔软，抵抗沉降能力较差。钢塑焊接格栅往往因为钢丝和塑料界面粘合能力差而导致其在长期使用时性能下降。PET塑料焊接土工格栅是一种将PET拉筋条纵横排列，交错处焊接后得到的平面网状土工合成材料。PET塑料焊接土工格栅凭借PET拉筋条高强度、低蠕变的特性而具有巨大的应用价值，然而，国内的PET塑料焊接土工格栅普遍存在强度小，延伸率大，易发脆，焊点性能差等问题，并未充分开发和利用PET材料的特性，从而限制了其大规模的应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种拉筋条及其制备方法。

本发明还提供了一种至少由上述拉筋条制成的再生PET/TPR合金土工格栅及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种拉筋条，其含有以下组分及并且各组分具有以下含量：

其中，再生PET的含量可以优选为85‐96wt％；和/或，二氧化钛的含量可以优选为1‐3wt％；和/或，炭黑母粒的含量可以优选为2‐4wt％。

在本发明的优选实施例中，再生PET可以是通过回收以PET为原料的废旧制品所得的材料，其特性粘度优选为0.8‐1.0。

TPR母料包括98‐99wt％的热塑性弹性体和1‐2wt％的马来酸酐(热塑性弹性体和马来酸酐的含量以TPR母料的总重量为100wt％进行计算)。热塑性弹性体可以选自三元乙丙橡胶(EPDM)和聚烯烃弹性体(POE)中的任意一种或两种。

一种制备上述的拉筋条的方法，其包括如下步骤：

(1)、将85‐99wt％的再生PET经干燥后与1‐8wt％的TPR母料、0‐3wt％的二氧化钛和0‐4wt％的炭黑母粒混合均匀，加入单螺杆挤出机中进行塑化挤出，得到型胚；

(2)、将型胚置于冷水中骤冷，除去表面水渍后加热并进行第一次单向拉伸，然后继续加热并进行第二次单向拉伸，得到成型物；

(3)、将成型物依次经过热定型、压花和风冷却(即冷定型)，得到拉筋条。

其中，在步骤(1)中，再生PET的含量可以优选为85‐96wt％；和/或，二氧化钛的含量可以优选为1‐3wt％；和/或，炭黑母粒的含量可以优选为2‐4wt％。

在步骤(1)中，TPR母料的制备方法包括如下步骤：将98‐99wt％的热塑性弹性体和1‐2wt％的马来酸酐充分混合，加入双螺杆挤出机中进行混炼塑化，挤出成条状，冷却后剪切成粒状，得到TPR母料。其中，混炼塑化的温度可以为150‐180℃；冷却的温度可以为20‐40℃。

在步骤(2)中，冷水的温度可以为20‐40℃；第一次单向拉伸时加热的温度可以为190‐240℃；第一次单向拉伸的拉伸比可以为(3‐4.5):1；第二次单向拉伸时加热的温度可以为140‐160℃；第二次单向拉伸的拉伸比可以为(1.4‐2):1。

在步骤(3)中，热定型的温度可以为100‐125℃；冷却的温度可以为20‐40℃。

在步骤(3)中，拉筋条的宽度可以为11‐12.2mm，厚度可以为1.0‐1.15mm。

一种再生PET/TPR合金土工格栅，其包括：平行排列的数条经向拉筋条以及与经向拉筋条呈垂直排列的数条纬向拉筋条，每条纬向拉筋条在自身的长度方向上依次交错穿插相邻的经向拉筋条，经向拉筋条和纬向拉筋条所形成的交错点采用焊接。经向拉筋条和纬向拉筋条具有相同材质和规格，即为上述的拉筋条。