一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺及生产线制造技术

本发明专利技术公开一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺及生产线，生产步骤分为聚合反应和造粒两大部分，前期先去除高纯度原料丙烯的聚合反应毒物再进入聚合反应器，聚合反应器内加入催化剂、助催化剂、给电子体，聚合反应生产的树脂经密相输送进入脱气仓，含有烃、氮气混合物的输送气在脱气仓与树脂分离、去除夹带固体后进入排放气回收机。造粒过程是将聚丙烯树脂粉料与添加剂加入母料配制罐，用螺旋掺合器混合均匀制成母料，再经挤出机料筒两次真空脱气后，从口模输出的料条进入冷却水槽冷却、吹风机脱气，经牵引进入风刀切粒后，进入振动筛得到合适粒径的高熔体质量流动速率聚丙烯颗粒，静置脱气，然后包装成产品。

Production process and production line of a kind of green environmental protection polypropylene high speed melt blown material

【技术实现步骤摘要】
一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺及生产线
本专利技术涉及呼吸防护材料领域技术，尤其是指一种用于制造口罩中间层熔喷无纺布的绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺。
技术介绍
自从2019年底新型冠状肺炎爆发以来，各地陆续出公共场所必须佩戴口罩的规定，口罩等医疗卫生产品成为最重要的呼吸防护用品，佩戴口罩逐步成为人们出行的习惯性行为。口罩特别是医用口罩，在做好呼吸防护、阻止呼吸性疾病等方面将起到至关重要的作用。医用口罩一般由三层无纺布构成。外层和内层由纺粘无纺布制成，纺粘无纺布是由直径均匀的纺粘聚合物纤维构成，纤维细度较大，强度较好，具有通气性好、吸水性好（内层）、防渗透性强（外层）、手感好、密合性强、柔软、轻盈等优点。中间层由熔喷无纺布制成，所用熔喷聚合物纤维具有纤维超细、长短不一的特点，使得熔喷无纺布微观上呈现纤维尺寸较小、比表面积大、孔隙率高、强度较弱，超细纤维的高覆盖率也赋予了熔喷无纺布高效的深层过滤性能、良好的阻菌性能、低空气阻力等显著优点。考虑到产率、能耗等因素，实际生产中多采用熔指（熔体质量流动速率）较高的聚合物原料。然而，由于目前市面上熔喷无纺布材料选择不当，以及制作工艺不够完善，造成现有技术存在以下缺点：（1）大多数熔喷无纺布产品原料采用含邻苯二甲酸酯类塑化剂的催化剂聚合而成的粉料，而塑化剂对人体的危害非常大，可能会导致人们患癌、不孕、小孩性早熟、损害生殖器、伤害基因遗传给下一代等。（2）熔喷无纺布产品有气味、异味。用于熔喷无纺布生产的原料高熔指聚丙烯，在生产上采用低熔指聚丙烯加入过氧化物降解生成的工艺。低熔指聚丙烯快速通过造粒挤出机料筒时，过氧化物来不及100%降解，降解反应无法彻底完结，残留的过氧化物，一方面会滞留在高熔指聚丙烯原料中随着时间的推移继续分解进而引发聚合反应，另一方面，也可能会附着在高熔指聚丙烯原料表面，或者从高熔指聚丙烯原料中迁移出来，进入原料的气体氛围中。分解和反应不彻底的残留过氧化物，在高温熔喷下会进入无纺布产品中，使得无纺布产品有气味，甚至异味。（3）熔喷无纺布颜色偏黄。熔喷无纺布颜色发黄，一方面可能与残留的过氧化物有关，另外一方面可能与高熔指聚丙烯原料的熔喷工艺有关，熔喷工艺控制不当，会引发高熔指聚丙烯老化，从而产生黄变。（4）熔喷无纺布克重不稳定。克重不稳定，主要与熔喷原料的均匀一致性有关，如高熔指聚丙烯分子量分布宽，熔指波动大，熔喷后超细纤维的纤网结构会出现不均匀的现象。熔指过低时，部分熔体细丝未完全牵引成纤维，即脱离喷丝孔进入无纺布，会造成克重不稳定的现象，甚至相对分子质量过高、粘度很大时会出现凝胶颗粒，造成克重不稳定。熔指过高时，部分熔体细丝被过度牵引，产生的超细超短纤维飞散到空中，甚至于无法收集，也会造成克重不稳定的现象。（5）熔喷无纺布手感偏硬。聚丙烯熔喷工艺生产的无纺布，如果熔指低，纤维较粗而且强度高，如果熔指高，纤维较细而且强度低，前者制成的无纺布手感较硬，后者则较软。（6）产品优级品率低。高熔指聚丙烯原料的性能不稳定，后续熔喷工艺难以准确控制，造成了无纺布产品优级品比率较低。（7）高熔指聚丙烯生产过程中频繁换网、牵引料条断条。由于高熔指聚丙烯生产过程中需要配置非常密的滤网，如果低熔指聚丙烯原料中灰分过高，含有过多杂质，则会堵塞滤网，严重影响生产效率和产品质量。频繁的更换滤网，也会造成断条，产生大量废料。灰分过高，也会造成熔喷无纺布生产过程喷丝板更换周期短。（8）熔喷无纺布生产过程中断丝。如果高熔指聚丙烯原料相对分子质量分布过宽，低相对分子质量聚丙烯含量过多，聚丙烯应力开裂就越厉害，无纺布生产过程中容易断丝，影响无纺布使用性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺及生产线，以克服现有技术的不足。为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺，包括以下步骤（1）聚合反应高纯度原料丙烯经丙烯精制系统除去聚合反应毒物：水、氧、乙醇和硫化物，然后由丙烯进料泵送入聚合反应系统进行聚合反应，不含塑化剂的淤浆催化剂经催化剂进料泵由催化剂容器进入聚合反应器，液体添加剂TEAL作为助催化剂加入聚合反应器入口循环气管道，给电子体经给电子体进料泵注入聚合反应器，氢气增压过滤后进入聚合反应器参与反应，聚合反应在聚合反应器中进行，反应温度为70±1℃，反应压力为3.1±0.2MPa，生产的树脂经密相输送进入脱气仓，含有烃、氮气混合物的输送气在脱气仓与树脂分离，去除夹带固体后进入排放气回收机，得到聚丙烯树脂粉料；（2）造粒将聚丙烯树脂粉料与添加剂按重量比例加入母料配制罐，用螺旋掺合器混合均匀，制成母料；添加剂含有抗氧剂300～2000ppm、稳定剂500～5000ppm、除酸剂300～1500ppm，；母料加入造粒挤出机，按重量比例逐步稳定加入过氧化物降解剂2000～200000ppm，通过造粒挤出机混炼、熔融、并经造粒挤出机料筒两次真空脱气后，从口模输出的料条进入冷却水槽冷却、吹风机脱气，经牵引进入风刀切粒后，进入振动筛得到合适粒径的高熔指聚丙烯颗粒，静置24小时以上，消除产品气味，然后包装成产品；对高熔指聚丙烯颗粒进行熔指分析，频次至少一次/20分钟，调整工艺使熔指达到500-2000g/10min，相对分子质量分布＜3；产品吹风机脱气设施出口温度40～60℃，以除去产品残留气味。一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产线，其结构包括一丙烯精制系统，丙烯精制系统通过丙烯进料泵接通于聚合反应系统的聚合反应器；一聚合反应系统，聚合反应系统中有聚合反应器、催化剂容器、助催化剂容器、给电子体容器、氢气容器；所述催化剂容器通过催化剂进料泵连通到聚合反应器；所述助催化剂容器通过助催化剂进料泵连通到聚合反应器；所述给电子体容器通过给电子体进料泵连通到聚合反应器；所述氢气容器通过增压过滤装置连通到聚合反应器；一脱气系统，脱气系统有脱气仓及排放气回收机，脱气仓与聚合反应器之间通过密相输送泵相连，且脱气仓与排放气回收机相连；一造粒系统，造粒系统包含母料配制罐以及造粒挤出机、冷却水槽、吹风机以及干燥机；母料配制罐分别与抗氧剂容器、稳定剂容器、除酸剂容器、降解剂容器相连以接收这些添加剂；造粒挤出机接到母料配制罐中，造粒挤出机料筒有两级真空脱气结构，造粒挤出机的下游依次设置冷却水槽、吹风机、干燥机；一打包系统，包括切料风刀、振动过筛机和自动包装机，切料风刀的输出连通至振动过筛机，最后由自动包装机打包料粒。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，由于从源头精制丙烯的杂质含量开始进行控制，消除了生产过程中存在的催化剂活性弱、生产负荷不稳定等因素，提高了高熔指聚丙烯产品性能的稳定性，熔体流动性能好，具有较高水平的拉伸性、均匀性和可纺性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤/n（1）聚合反应/n高纯度原料丙烯经丙烯精制系统除去聚合反应毒物：水、氧、乙醇和硫化物，然后由丙烯进料泵送入聚合反应系统进行聚合反应，不含塑化剂的淤浆催化剂经催化剂进料泵由催化剂容器进入聚合反应器，液体添加剂TEAL作为助催化剂加入聚合反应器入口循环气管道，给电子体经给电子体进料泵注入聚合反应器，氢气增压过滤后进入聚合反应器参与反应，聚合反应在聚合反应器中进行，反应温度为70±1℃，反应压力为3.1±0.2MPa，生产的树脂经密相输送进入脱气仓，含有烃、氮气混合物的输送气在脱气仓与树脂分离、去除夹带固体后进入排放气回收机，得到聚丙烯树脂粉料；/n（2）造粒/n将聚丙烯树脂粉料与添加剂按重量比例加入母料配制罐，用螺旋掺合器混合均匀，制成母料；添加剂含有：抗氧剂300～2000 ppm、稳定剂500～5000 ppm、除酸剂300～1500ppm；母料加入造粒挤出机，按重量比例逐步稳定加入过氧化物降解剂2000～200000ppm，通过造粒挤出机混炼、熔融、并经造粒挤出机料筒两次真空脱气后，从口模输出的料条进入冷却水槽冷却、吹风机脱气，经牵引进入风刀切粒后，进入振动筛得到合适粒径的高熔指聚丙烯颗粒，静置24小时以上，消除产品气味，然后包装成产品；/n对高熔指聚丙烯颗粒进行熔指分析，频次至少一次/20分钟，调整工艺使熔指达到500-2000g/10min，相对分子质量分布＜3；/n产品吹风机脱气设施出口温度40～60℃，以除去产品残留气味。/n...

【技术特征摘要】
1.一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤
（1）聚合反应
高纯度原料丙烯经丙烯精制系统除去聚合反应毒物：水、氧、乙醇和硫化物，然后由丙烯进料泵送入聚合反应系统进行聚合反应，不含塑化剂的淤浆催化剂经催化剂进料泵由催化剂容器进入聚合反应器，液体添加剂TEAL作为助催化剂加入聚合反应器入口循环气管道，给电子体经给电子体进料泵注入聚合反应器，氢气增压过滤后进入聚合反应器参与反应，聚合反应在聚合反应器中进行，反应温度为70±1℃，反应压力为3.1±0.2MPa，生产的树脂经密相输送进入脱气仓，含有烃、氮气混合物的输送气在脱气仓与树脂分离、去除夹带固体后进入排放气回收机，得到聚丙烯树脂粉料；
（2）造粒
将聚丙烯树脂粉料与添加剂按重量比例加入母料配制罐，用螺旋掺合器混合均匀，制成母料；添加剂含有：抗氧剂300～2000ppm、稳定剂500～5000ppm、除酸剂300～1500ppm；母料加入造粒挤出机，按重量比例逐步稳定加入过氧化物降解剂2000～200000ppm，通过造粒挤出机混炼、熔融、并经造粒挤出机料筒两次真空脱气后，从口模输出的料条进入冷却水槽冷却、吹风机脱气，经牵引进入风刀切粒后，进入振动筛得到合适粒径的高熔指聚丙烯颗粒，静置24小时以上，消除产品气味，然后包装成产品；
对高熔指聚丙烯颗粒进行熔指分析，频次至少一次/20分钟，调整工艺使熔指达到500-2000g/10min，相对分子质量分布＜3；
产品吹风机脱气设施出口温度40～60℃，以除去产品残留气味。


2.根据权利要求1所述的一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺，其特征在于：所述高纯度原料丙烯是指纯度＞99.75%的原料丙烯。


3.根据权利要求1所述的一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺，其特征在于：在步骤（1）聚合反应中，淤浆催化剂加入量保持稳定，按铝/硅比=2.0~5.0调整给电子体加入量，按铝/钛比=45~70调整助催化剂TEAL加入量。


4.根据权利要求1所述的一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺，其特征在于：聚丙烯树脂粉料作为造粒基础料，进入造粒系统，聚丙烯树脂粉料熔指和二甲苯可溶物的分析频次至少一次/1小时，保证分析数据及时准确。


5.根据权利要求4所述的一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺，其特征在于：聚丙烯树脂粉料分子量控制在50000~300000、等规指数≥95%、黄色指数控制在3以下；聚丙烯树脂粉料灰分控制在30-60ppm。


6.根据权利要求1所述的一种绿色环保聚丙烯高速熔喷料的生产工艺，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李汉初，王国强，许多琦，范连锋，汪乃东，马仁成，骆咏章，张健，马建华，杨丰，刘高镖，冉爱国，刘世远，张兴映，李选波，郭治洲，王恩宏，陆智，周建，
申请(专利权)人：东莞巨正源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44