土工格栅生产线原材料要求

土工格栅作为一种高分子加筋材料，被广泛用于公路、铁路、矿山、堤坝、港口等工程。其性能稳定性主要取决于原材料的质量和配方设计。土工格栅对原料的要求较高，包括主料、改性助剂、稳定剂、加工助剂以及回料的管理规范。为保证产品的抗拉强度、延伸率、耐老化性能、耐腐蚀性能及尺寸稳定性，生产企业必须建立严格的原材料质量标准与入厂验收体系。

以下将从原材料类型、技术指标、添加剂要求、储存管理和适配性等方面系统阐述土工格栅生产线的原材料要求。

一、原材料分类与功能

土工格栅常用的原材料主要包括：

主原料(Base Resin)

HDPE(高密度聚乙烯)

PP(聚丙烯)

PET(聚酯类，多用于涤纶格栅)

PP/PE 改性材料(用于增强或改变熔体流动性)

功能性助剂(Functional Additives)

抗氧剂

防老化剂(UV 抗紫外剂)

热稳定剂

色母(炭黑母粒)

偶联剂或相容剂(用于 PET/复合格栅)

加工辅助剂(Processing Additives)

润滑剂

分散剂

抗滴落剂

流动调节剂

回收料及边料再生要求(Recycled Material)

土工格栅的核心性能主要由基体树脂决定，而添加剂则用于提升长期耐久性、抗环境老化能力、加工稳定性等。

二、主原料(树脂)质量要求

1. HDPE(高密度聚乙烯)原料要求

HDPE 是双向拉伸格栅、单向格栅最常用的主材，应满足以下指标：

(1)基本性能要求

密度：0.940 – 0.960 g/cm³

密度越高刚性越好，但拉伸性能需保持平衡。

熔融指数(MI)：0.3 – 1.0 g/10min(190℃/2.16kg)

MI 过高会导致强度不足，过低影响加工流动性。

分子量分布(Mw/Mn)：< 4

宜控制在中等范围，以兼顾强度与加工性。

(2)力学性能要求

拉伸强度 ≥ 25 MPa

断裂伸长率 ≥ 800%(为便于拉伸定向)

冲击强度高、应变硬化明显。

(3)热性能要求

热变形温度：≥ 80 ℃

热稳定性良好，不得在挤出温度(180–220 ℃)下出现降解现象。

HDPE 的选择直接影响格栅的“拉伸取向效果”，渣点、晶粒粗细、粘度波动都会导致断条、孔距偏差。

2. PP(聚丙烯)原料要求

在某些轻型双向格栅或抗腐蚀需求较高的场景中，PP 会作为主材。

(1)基本性能

熔融指数 MI：1.0–4.0 g/10min(230℃/2.16kg)

密度：0.90–0.92 g/cm³

等规度 ≥ 95%

熔体流动稳定性好，无异味。

(2)性能要求

高结晶度，延伸率 ≥ 500%

抗化学腐蚀性能优良(耐酸碱、盐雾)

高温长期稳定性优于 PE 体系

PP 的主要优点是更轻、更硬、耐化学性突出，但加工窗口较窄，需要更细致的温度控制。

3. PET(聚酯)原料要求

用于涤纶土工格栅(机织+涂层型，与挤出拉伸型不同)，但如果生产线涉及 PET，则需满足：

粘度(IV)≥ 0.80 dl/g

水分 ≤ 0.005%(极低)

高强涤纶丝强度 ≥ 7.0 cN/dtex

耐水解稳定剂含量充足

PET 对水分极为敏感，如干燥不彻底会导致降解、强度下降。

三、功能助剂的要求与使用规范

土工格栅必须经受户外长期使用(道路、边坡、堤坝)，其寿命通常要求 20–100 年，因此助剂体系的质量至关重要。

1. 抗氧剂体系

常用抗氧剂包括：

受阻酚类抗氧剂(如 1010、1076)

磷酸酯类抗氧剂(如 168)

抗氧剂要求：

初始热稳定时间(OIT)≥ 15 min

挥发性低、无异味

高温不析出、不迁移

抗氧剂用量一般为 0.1%–0.3%，过量会导致熔体变色或析出，过低则加速老化。

2. 光稳定剂(UV 抗老化剂)

常用：

HALS 类(受阻胺光稳定剂)

紫外吸收剂 UV-531、UV-328

指标要求：

含水率 ≤ 0.2%

熔点稳定，不结块

在挤出温度下无分解烟雾

使用量一般为 0.3%–0.6%，户外使用的格栅用量更高。

3. 炭黑母粒(Color Masterbatch)

炭黑不仅用于着色，更具有强烈的防紫外防老化作用。

质量要求：

炭黑含量 ≥ 40%(优质要求 ≥ 50%)

分散度高(无大颗粒、黑点)

载体应与 PE/PP 完全相容

无吸湿、无团聚

炭黑质量直接影响对紫外性能，炭黑团聚会造成断条、表面麻点。

4. 润滑剂与加工助剂

包括：

硅酮类润滑剂

聚烯烃蜡

金属皂

分散剂(如白油、无机分散剂)

要求：

较低挥发性

纯度高，无机械杂质

分散均匀，不析出

在熔体中不影响拉伸性能

添加量一般不超过 0.2%–0.5%。

四、回收料与边料的使用要求

合理利用边料可降低成本，但使用失控会严重影响格栅性能。

1. 回料使用比例限制

一般不超过 5%–10%

高强度格栅建议 不使用回料或控制在 <5%

回料过多会导致：

拉伸性能下降

孔距不稳定

黑点增多

材料强度提前衰减

2. 回料要求

必须经过二次清洗、过滤、造粒

无金属杂质

熔融指数波动小

水分 < 0.1%

五、原材料的储存与运输要求

1. 防潮、防污染

PP、PE 虽然不强吸湿，但粉尘、油污会影响加工稳定性;PET 则更需严格防潮。

储存温度：5–40 ℃

湿度：< 70%

PET 需使用密封干燥系统存放

2. 避免阳光直晒

炭黑母粒、抗氧剂、树脂均需避光保存，避免光照提前降解。

3. 避免机械杂质污染

仓库地面需洁净，严禁泥沙、金属屑进入物料袋。

4. 规范码放

堆放高度不超过 10 袋

远离热源、火源

专区分类，避免混料

六、原料入厂质量检验要求

企业应建立严格的 IQC 检验标准，包括：

1. 树脂检验

熔融指数(MI)检测

密度测定

水分含量测定

外观检查：无结块、无杂质

2. 助剂检验

炭黑含量检验

紫外吸收光谱测试

熔点测试

分散性测试

3. 加工性能测试

小型挤出试验

模拟拉伸试验

黑点观察

流变性能测试(MFR 稳定性)

确保原料与现有设备和工艺匹配，否则可能出现：

熔体压力波动

出片厚度不均

拉伸断裂、孔距不稳

表面缺陷增加

七、原料与工艺适配性要求

不同类型格栅对原料有不同要求：

1. 单向拉伸格栅(UX)

HDPE 粘度要求较高

需要高延伸率树脂

抗氧剂含量高

表面黑色要求高炭黑分散性

2. 双向拉伸格栅(BX)

流动性更高的 HDPE 或 PP

熔体强度高

出片均匀性好

冲孔/切割过程中无崩边、裂纹

3. 涤纶格栅(PET)

纤维强度高

粘度稳定

需加抗水解稳定剂

涂层材料需与纤维相容

八、劣质原料的风险与识别方法

劣质 PE/PP 可能出现问题：

断条频繁

孔距偏差大

表面麻点、拖料

黑点多

拉伸强度下降 20–40%

识别方法：

看：颜色是否自然、是否有杂质

闻：是否有刺激性气味(降解)

捏：是否易碎、发脆

工艺测试：小型挤出、拉伸试验

九、总结

土工格栅生产线的原材料要求高度专业，其核心在于：

树脂必须纯净、稳定、粘度适宜

助剂体系完善，尤其是抗氧化、抗紫外体系

炭黑母粒需高含量高分散

回料控制严格，比例越低越好

储存与运输需符合防潮、防污染、防晒标准

必须进行规范的入厂检验和工艺适配评估

只有在原料严格控制的基础上，土工格栅的抗拉强度、延伸性、耐久性和尺寸稳定性才能长期保持一致，满足工程使用 20 年以上的耐久要求。