一种循环包装袋回收料原位增容改性制备抗静电耐刮擦再生薄膜的方法及再生薄膜与流程

本发明涉及高分子材料回收再利用及功能化改性，具体涉及一种循环包装袋回收料原位增容改性制备抗静电耐刮擦再生薄膜的方法。

背景技术：

1、随着循环经济的发展，由聚乙烯（pe）、聚丙烯（pp）等聚烯烃制成的循环包装袋（如日化包装袋、购物袋、快递袋）在回收再生的需求量日益增长。然而，回收料再生为薄膜后，往往功能价值低下，难以满足高端包装场景对综合性能的要求。

2、具体而言，再生薄膜在实际应用中面临以下技术矛盾：

3、1.抗静电与耐刮擦的双重功能矛盾

4、为满足特定包装场景的需求，再生薄膜常需同时具备抗静电和耐刮擦性能。然而，传统物理共混法面临固有矛盾：抗静电剂（通常为小分子表面活性剂）依赖迁移至表面吸水形成导电通路，但易被擦拭、水洗流失，导致抗静电持久性差；耐刮擦填料（如二氧化硅、硬质树脂）与基体相容性差，影响薄膜透明性和力学性能；更为关键的是，将抗静电剂和耐刮擦剂简单复配时，耐刮擦填料可能阻碍抗静电剂的表面迁移路径，而抗静电剂又可能增塑基体、削弱耐刮擦性能，两者存在性能对抗效应。

5、2.回收料的特异性技术难题

6、与原生树脂相比，循环包装袋回收料具有三个独特的加工难点，使得现有原生料改性技术无法直接适用：

7、第一，杂质干扰接枝反应。回收料中残留的油墨、助剂、氧化降解产物等，在反应挤出过程中作为自由基捕捉剂，大量消耗昂贵的引发剂，使接枝效率大幅降低。

8、第二，分子量分布宽导致反应不均。经历多次热加工和剪切，回收料分子链断裂与交联并存，分子量分布极宽，导致在反应挤出过程中活性位点不可控，接枝均匀性差。

9、第三，热历史导致基体活性低。多次加工使分子链端及主链上的活性点被消耗，新生自由基数量少，难以形成足够的接枝位点，使得原位改性难度远大于原生料。

10、3.现有技术文献对比分析

11、对比文件1：cn119060383a。该专利公开了一种持久抗静电多功能聚乙烯吹塑薄膜，采用聚乙二醇单硬脂酸酯与甘油三乙酸酯进行物理共混协同实现抗静电。本发明与之的区别在于：（i）本发明采用化学键原位接枝取代物理共混，从根本上解决了小分子迁移流失问题；（ii）本发明明确针对回收料基材的特异性问题设计了预处理活化方案，而该专利未涉及回收料的加工难题；（iii）本发明通过双功能单体同步实现耐刮擦功能，功能更为复合。

12、对比文件2：cn114015142b，该专利公开了一种耐刮擦pe保护膜，采用笼型聚倍半硅氧烷（poss）作为耐磨改性剂，通过共混方式加入。本发明与之的区别在于：（i）本发明的poss以化学键合方式锚定在基体分子链上，解决了简单共混导致的相容性差和性能随时间衰减问题；（ii）本发明的poss是双功能单体的一部分，与抗静电功能基团通过共价连接臂结合，实现了抗静电与耐刮擦的分子级协同，而非单一功能叠加。

13、综上，本领域亟需一种能够同步赋予回收料再生薄膜长效抗静电与高耐刮擦性能、且专门针对回收料特异性进行工艺适配的原位改性处理方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种循环包装袋回收料原位增容改性制备抗静电耐刮擦再生薄膜的方法及再生薄膜。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种循环包装袋回收料原位增容改性制备抗静电耐刮擦再生薄膜的方法，包括以下步骤：

3、s1：对循环包装袋回收聚烯烃进行预处理活化，得到预处理熔体；

4、s2：将所述预处理熔体送入双螺杆挤出机的反应段，在引发剂存在下，于180-220℃进行反应挤出接枝，得到接枝改性熔体；

5、s3：将所述接枝改性熔体吹塑成型为薄膜；

6、其中，所述反应挤出接枝步骤中注入的接枝单体为双功能接枝单体，所述双功能接枝单体具有式(ⅰ)所示的分子结构：

7、[抗静电功能基团]—r—[耐刮擦功能基团](ⅰ)；

8、式(ⅰ)中，所述抗静电功能基团选自季铵盐基团或聚环氧乙烷链段，所述耐刮擦功能基团选自笼型聚倍半硅氧烷或可水解缩合的硅烷氧基团，r为含有可聚合不饱和双键的连接臂基团，所述连接臂基团通过共价键分别与所述抗静电功能基团和所述耐刮擦功能基团连接；所述双功能接枝单体的添加量为回收聚烯烃质量的0.5-5wt%，所述引发剂的添加量为回收聚烯烃质量的0.05-0.3wt%。

9、更进一步地，所述连接臂基团r为含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的c2-c8亚烷基链段，使所述可聚合不饱和双键位于连接臂远离所述耐刮擦功能基团的一端，且所述抗静电功能基团与所述耐刮擦功能基团的摩尔比为1:1至1:3。

10、更进一步地，所述双功能接枝单体为1-[3-(甲基丙烯酰氧基)丙基]-七异丁基笼型聚倍半硅氧烷-三甲基季铵盐氯化物。

11、更进一步地，所述预处理活化包括：将所述回收聚烯烃在150-180℃下熔融塑化，加入占回收聚烯烃质量0.1-0.5wt%的抗氧剂和0.05-0.2wt%的含环氧基团的扩链剂进行预反应。

12、更进一步地，在所述熔融塑化之前，还包括对所述回收聚烯烃进行电子束辐照或紫外线辐照处理的步骤，辐照剂量为5-50kgy。

13、更进一步地，所述反应挤出接枝步骤中，还同步注入作为助接枝单体的苯乙烯，其添加量为所述双功能接枝单体质量的5-20%。

14、更进一步地，所述吹塑成型步骤之后，还包括对所述薄膜表面进行电晕处理和/或紫外线辐照处理的后处理步骤。

15、更进一步地，所述回收聚烯烃为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或多种混合物，其熔体流动速率为0.1-5g/10min，灰分含量≤3wt%，水分含量≤0.5wt%，杂质含量≤1wt%。

16、本发明还公开一种循环包装袋回收料原位增容改性制备抗静电耐刮擦再生薄膜，所述薄膜中，回收聚烯烃的分子链上通过共价键原位接枝有双功能接枝单体残基，所述双功能接枝单体残基包含通过共价连接臂彼此连接的一个抗静电功能基团和一个耐刮擦功能基团，所述抗静电功能基团和所述耐刮擦功能基团通过所述共价连接臂以等摩尔当量的方式锚定于同一分子链重复单元上；

17、所述薄膜的初始表面电阻率≤109ω、铅笔硬度≥2h，且经70℃/85%相对湿度加速老化500小时后，其表面电阻率变化≤1个数量级。

18、更进一步地，所述薄膜的铅笔硬度为4h-6h，所述双功能接枝单体残基的接枝率≥0.5wt%，经25℃去离子水水洗10次后表面电阻率保持率＞90%、经100次弯折后铅笔硬度保持率＞85%；且在所述薄膜的近表面区域内，所述抗静电功能基团和所述耐刮擦功能基团被迫同向共迁移，自发形成最外层亲水导电层与次外层硬段保护层的梯度结构。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

20、同步实现长效抗静电与耐刮擦：通过单一双功能单体，以化学键锚定方式将两种功能基团同时引入回收料基体分子链，一次性解决抗静电和耐刮擦两大功能需求，从根本上克服了传统物理复配法的对抗效应。经水洗10次后表面电阻率保持率＞90%，经100次弯折后铅笔硬度保持率＞85%。

21、抗静电持久性显著提升：区别于物理共混中抗静电剂依赖迁移至表面吸水导电的机制，本发明的抗静电基团通过化学键永久锚定于基体分子链上，不会因擦拭、水洗而流失，实现了不依赖环境湿度的长效抗静电性能。加速老化（70℃/85%rh,500小时）后，表面电阻率仍维持在109-1010ω以内，变化幅度＜1个数量级。

22、耐刮擦性能优异：耐刮擦基团（poss/硅氧烷）以化学键锚定于基体分子链上，避免了物理共混中填料脱落和应力集中问题。与未改性回收料薄膜相比，铅笔硬度提高至少2个等级，达到2h-6h；taber磨耗测试，磨耗量≤20mg/1000转。

23、为回收料高值化利用提供新路径：本方法专门针对循环包装袋回收料的三个特异性问题（杂质干扰、分子量分布宽、基体活性低）设计了预处理活化方案，克服了回收料原位接枝的反应障碍，将低价值的废塑料转化为高功能性的特种薄膜，具有显著的经济效益和环境效益。