绿色环保聚丙烯薄壁注塑料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薄壁注塑料生产工艺及生产线，生产时，先将高纯度的聚合级丙烯、高纯度氢气、高纯度氮气分别用高速泵、氢压机、氮压机增压后注入流化床反应器中建立反应引发条件；将专用聚合催化剂、外给电子体、助催化剂加入流化床反应器；引发反应生成目标聚丙烯粉末基料，接着流化床反应器采用间歇性排料，流化床反应器中排出的基料进入排料系统采取密相输送形式送入脱气仓，然后进行降解、挤出造粒、切粒，用脱盐水输送至离心干燥机进行干燥，再用分级筛完成大小粒子分离后用风机输入至料仓进行包装，得到袋装绿色环保聚丙烯薄壁注塑料，此材料不含邻苯二甲酸酯，环保无毒，材料透明性好，不易色变，无异味，韧性足。

Production process and production line of green and environmental polypropylene thin wall injection plastics

【技术实现步骤摘要】
绿色环保聚丙烯薄壁注塑料生产工艺及生产线
本专利技术涉及聚丙烯材料领域技术，尤其是指一种绿色环保聚丙烯薄壁注塑料生产工艺及生产线。
技术介绍
随着外卖行业的快速兴起，用于盛装外卖的快餐盒也逐步从传统的发泡聚苯乙烯发展到以聚丙烯制品为主。聚丙烯用于加工快餐盒，具有易于加工、成型速度快、用料省、密封性好、强度高、透明性好等一系列优点。目前聚丙烯的生产常用的专用聚合催化剂为Ziegler-Natta专用聚合催化剂，这种专用聚合催化剂是由三乙基铝与四氯化钛组成的一种具有良好定向聚合作用的专用聚合催化剂。Ziegler-Natta专用聚合催化剂分为主专用聚合催化剂、助催化剂和给电子体三个部分。其中给电子体又有内给电子体和外给电子体之分，而常用的内给电子体以邻苯二甲酸酯为原料，其在Ziegler-Natta专用聚合催化剂中可以有效提升聚丙烯专用聚合催化剂的活性，但该物质具有一定的毒性，故生产的聚丙烯产品还不能说是真正意义上的无毒、环保。因此，不含邻苯二甲酸酯的新型内给电子体专用聚合催化剂生产的聚丙烯产品应逐步为今后市场的主流，尤其在食品、卫生、医药行业。另外目前薄壁注塑级聚丙烯材料还主要使用传统专用聚合催化剂生产，产品存在有发脆、透明性差、易出现翘曲、存在异味、加工效率低等特点。现有技术的缺点主要表现在：（1）产品中残留邻苯二甲酸酯。邻苯二甲酸酯是塑化剂的一种，被确认为第四类毒性化学物质。研究表明其在人体和动物体内发挥着类似雌性激素的作用，可干扰内分泌，特别对人的生殖系统有潜在的影响；同时对人肝脏，肾脏，心脏，以及胎儿神经系统的发育均存在影响，故含该类物质的材料被某些国家列为禁止进口的产品。（2）产品的流动性不足，批次间质量不稳定，加工效率低。产品流动性不足主要是产品的熔融指数偏低；批次间质量不稳定主要是熔融指数控制范围过宽，每批产品性能存在细微差别，所以会导致下游厂家废品率升高，加工效率下降。薄壁注塑料生产，使通过在低融指聚丙烯加入过氧化物降解生成的，而降解剂加入的稳定性、加入数量控制、降解过程停留时间及温度控制，都会直接影响熔融指数范围，一般产品批次间的差别主要跟这些因素控制不精准相关。而相对上游生产厂家熔融指数控制越高，下游厂家加工效率会提高，但控制过高的熔融指数会极大增加生产难度，故一般生产厂家对熔融指数的控制均在自身技术水平上尽量做到最高限操作，以提高产品的竞争力。（3）注塑后成品的透明性稍差，颜色偏黄。薄壁注塑料主要在餐饮行业用于做快餐盒及水杯，另外汽车行业可用于薄壁零件生产。若注塑后的产品透明性差，颜色不纯正等，则直接影响顾客的观感，并降低购买欲望。一般注塑料透明性一方面受下游生产工艺控制影响，如所使用的添加剂品质和类型，工艺控制过程的温度高低等；另一方面还与是否添加成核剂，以及所选用成核剂的种类密切相关。（4）注塑后的成品尺寸稳定性差。注塑后产品尺寸稳定性差主要是聚丙烯材料的分子量分布过宽，且高分子量部分占比过高相关；同时等规度偏低，也会影响注塑后的产品成型，从而导致尺寸不规整，不稳定。（5）注塑后的成品韧性不足，易碎。注塑后的产品出现韧性不足，易碎的成因一般认为聚丙烯材料，一方面是的等规度低，另一方面可能是分子量中低分子量部分占比过低。在生产过程控制中这两个特性相互存在制约，故一般生产厂家只能寻找一个合适的平衡点，而通过在造粒过程选择添加适宜的成核剂是解决该问题的另一个非常有效途径。（6）成品易出现异味。薄壁注塑料出现异味，一方面与生产工艺相关，主要在造粒过程中加入过氧化物没有充分参与降解反应而有残留，在后续成品加工过程中过氧化物会出现分解而产生异味；另一方面与加工过程选择的添加剂有关，有些添加剂耐热性能差，在较高的温度下会散发出臭味，包括某些类型的成核剂。
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薄壁注塑料生产工艺，不含邻苯二甲酸酯，环保无毒，同时在造粒过程通过优选降解剂和成核剂，解决了材料透明性差，易出现色变，产生异味，韧性不足，易碎，加工性不好及尺寸不稳定等薄壁注塑料常见缺点。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薄壁注塑料生产工艺，包括以下生产步骤S1，将高纯度的聚合级丙烯、高纯度氢气、高纯度氮气分别用高速泵、氢压机、氮压机增压后注入流化床反应器中建立反应引发条件；控制流化床反应器总压3.30MPa～3.40MPa、反应温度：68℃～70℃、丙烯分压：2.80MPa～2.90MPa、高纯度氢气和聚合级丙烯摩尔比：0.0135～0.0140；S2，专用聚合催化剂用螺杆泵打入流化床反应器，控制流量在3.0～3.2kg/h；与该专用聚合催化剂配套的外给电子体用第一计量泵注入反应调节产品等规度，控制流量在3.7～3.9kg/h；助催化剂用第二计量泵注入流化床反应器活化专用聚合催化剂，控制流量在4.0～4.2kg/h；S3，当按上述要求建立好反应引发条件后，同时加入外给电子体和助催化剂，然后注入优选的专用聚合催化剂，立即会引发反应生成目标聚丙烯粉末基料，其中熔融指数会在5～6g/10min，二甲苯可溶物在2.1～2.7%的；当专用聚合催化剂流量在3.0～3.2kg/h时，则流化床反应器生成的聚丙烯基料会达到35.0～37.0t/h；S4，流化床反应器采用间歇性排料，控制床层中生产粉料质量在36.0～37.0t/h；S5，流化床反应器中排出的基料进入排料系统中采取密相输送形式送入脱气仓，将未反应的丙烯气从粉料中脱除，以进行回收利用；S6，脱气仓中的基料经脱除丙烯气后用旋转加料器精准控制35.0～37.0t/h的负荷到一螺旋混合下料器中，并将造粒过程所需的各添加剂依照旋转加料器的负荷按比值控制加入到螺旋混合下料器，在螺旋混合下料器中使基料和各添加剂能均匀混合，确保在造粒过程中产品性能会得到保障并有提升；S7，在螺旋混合下料器中基料与各添加剂和成核剂均匀混合成母料，然后加入到造粒机组的进料罐中，将降解剂也用计量泵精确加入造粒机组的进料罐中，母料和降解剂则从进料罐同时进入双螺杆混炼机中进行降解；降解剂加入按母料的负荷比值控制，加入比例为300～350ppm，以保证降解后生成的薄壁注塑料熔融指数在60～70g/10min范围；成核剂的重量比为：100～800ppm加入；S8，经完成充分降解达到薄壁料熔融指数的熔体进入切粒机进行水下切粒，然后用脱盐水输送至离心干燥机进行干燥，再用分级筛完成大小粒子分离后用风机输入至料仓进行包装，得到袋装绿色环保聚丙烯薄壁注塑料。作为一种优选方案，在步骤S1中，所述聚合级丙烯是采用纯度大于99.60%以上的原料丙烯，并经净化脱除杂质，要求氧含量、硫含量、二氧化碳含量均小于1.0ppm，水含量小于2ppm，一氧化碳＜0.1ppm；所述高纯度氮气是纯度达到99.99%以上氮气，用来控制反应总压；所述高纯度氢气是纯度达到99.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色环保聚丙烯薄壁注塑料生产工艺，其特征在于：包括以下生产步骤/nS1，将高纯度的聚合级丙烯、高纯度氢气、高纯度氮气分别用高速泵、氢压机、氮压机增压后注入流化床反应器中建立反应引发条件；控制流化床反应器总压3.30 MPa～3.40MPa、反应温度：68℃～70℃、丙烯分压：2.80 MPa～2.90MPa、高纯度氢气和聚合级丙烯摩尔比：0.0135～0.0140；/nS2，专用聚合催化剂用螺杆泵打入流化床反应器，控制流量在3.0～3.2kg/h；与该专用聚合催化剂配套的外给电子体用第一计量泵注入反应调节产品等规度，控制流量在3.7～3.9kg/h；助催化剂用第二计量泵注入流化床反应器活化专用聚合催化剂，控制流量在4.0～4.2kg/h；/nS3，当按上述要求建立好反应引发条件后，同时加入外给电子体和助催化剂，然后注入优选的专用聚合催化剂，立即会引发反应生成目标聚丙烯粉末基料，其中熔融指数会在5～6g/10min，二甲苯可溶物在2.1～2.7%的；当专用聚合催化剂流量在3.0～3.2kg/h时，则流化床反应器生成的聚丙烯基料会达到35.0～37.0t/h；其中，专用聚合催化剂为美国格雷斯公司生产的不含邻苯二甲酸酯的CONSISITA C501新型催化剂；/nS4，流化床反应器采用间歇性排料，控制床层中生产粉料质量在36.0～37.0t/h；/nS5，流化床反应器中排出的基料进入排料系统中采取密相输送形式送入脱气仓，将未反应的丙烯气从粉料中脱除，以进行回收利用；/nS6，脱气仓中的基料经脱除丙烯气后用旋转加料器精准控制35.0～37.0t/h的负荷到一螺旋混合下料器中，并将造粒过程所需的各添加剂依照旋转加料器的负荷按比值控制加入到螺旋混合下料器，在螺旋混合下料器中使基料和各添加剂能均匀混合，确保在造粒过程中产品性能会得到保障并有提升；/nS7，在螺旋混合下料器中基料与各添加剂和成核剂均匀混合成母料，然后加入到造粒机组的进料罐中，将降解剂也用计量泵精确加入造粒机组的进料罐中，母料和降解剂则从进料罐同时进入双螺杆混炼机中进行降解；降解剂加入按母料的负荷比值控制，加入比例为300～350ppm，以保证降解后生成的薄壁注塑料熔融指数在60～70g/10min范围；成核剂的重量比为：100～800ppm加入；其中，所述降解剂为降解剂DTAP；所述成核剂为美国美利肯公司生产的最新成核剂Milliken Hyperform® HPN-900Ei；/nS8，经完成充分降解达到薄壁料熔融指数的熔体进入切粒机进行水下切粒，然后用脱盐水输送至离心干燥机进行干燥，再用分级筛完成大小粒子分离后用风机输入至料仓进行包装，得到袋装绿色环保聚丙烯薄壁注塑料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种绿色环保聚丙烯薄壁注塑料生产工艺，其特征在于：包括以下生产步骤
S1，将高纯度的聚合级丙烯、高纯度氢气、高纯度氮气分别用高速泵、氢压机、氮压机增压后注入流化床反应器中建立反应引发条件；控制流化床反应器总压3.30MPa～3.40MPa、反应温度：68℃～70℃、丙烯分压：2.80MPa～2.90MPa、高纯度氢气和聚合级丙烯摩尔比：0.0135～0.0140；
S2，专用聚合催化剂用螺杆泵打入流化床反应器，控制流量在3.0～3.2kg/h；与该专用聚合催化剂配套的外给电子体用第一计量泵注入反应调节产品等规度，控制流量在3.7～3.9kg/h；助催化剂用第二计量泵注入流化床反应器活化专用聚合催化剂，控制流量在4.0～4.2kg/h；
S3，当按上述要求建立好反应引发条件后，同时加入外给电子体和助催化剂，然后注入优选的专用聚合催化剂，立即会引发反应生成目标聚丙烯粉末基料，其中熔融指数会在5～6g/10min，二甲苯可溶物在2.1～2.7%的；当专用聚合催化剂流量在3.0～3.2kg/h时，则流化床反应器生成的聚丙烯基料会达到35.0～37.0t/h；其中，专用聚合催化剂为美国格雷斯公司生产的不含邻苯二甲酸酯的CONSISITAC501新型催化剂；
S4，流化床反应器采用间歇性排料，控制床层中生产粉料质量在36.0～37.0t/h；
S5，流化床反应器中排出的基料进入排料系统中采取密相输送形式送入脱气仓，将未反应的丙烯气从粉料中脱除，以进行回收利用；
S6，脱气仓中的基料经脱除丙烯气后用旋转加料器精准控制35.0～37.0t/h的负荷到一螺旋混合下料器中，并将造粒过程所需的各添加剂依照旋转加料器的负荷按比值控制加入到螺旋混合下料器，在螺旋混合下料器中使基料和各添加剂能均匀混合，确保在造粒过程中产品性能会得到保障并有提升；
S7，在螺旋混合下料器中基料与各添加剂和成核剂均匀混合成母料，然后加入到造粒机组的进料罐中，将降解剂也用计量泵精确加入造粒机组的进料罐中，母料和降解剂则从进料罐同时进入双螺杆混炼机中进行降解；降解剂加入按母料的负荷比值控制，加入比例为300～350ppm，以保证降解后生成的薄壁注塑料熔融指数在60～70g/10min范围；成核剂的重量比为：100～800ppm加入；其中，所述降解剂为降解剂DTAP；所述成核剂为美国美利肯公司生产的最新成核剂MillikenHyperform®HPN-900Ei；
S8，经完成充分降解达到薄壁料熔融指数的熔体进入切粒机进行水下切粒，然后用脱盐水输送至离心干燥机进行干燥，再用分级筛完成大小粒子分离后用风机输入至料仓进行包装，得到袋装绿色环保聚丙烯薄壁注塑料。


2.根据权利要求1所述的绿色环保聚丙烯薄壁注塑料生产工艺，其特征在于：在步骤S1中，
所述聚合级丙烯是采用纯度大于99.60%以上的原料丙烯，并经净化脱除杂质，要求氧含量、硫含量、二氧化碳含量均小于1.0ppm，水含量小于2ppm，一氧化碳＜0.1ppm；
所述高纯度氮气是纯度达到99.99%以上氮气，用来控制反应总压；
所述高纯度氢气是纯度达到99.9%以上氢气，作为聚丙烯分子量调节剂。


3.根据权利要求1所述的绿色环保聚丙烯薄壁注塑料生产工艺，其特征在于：步骤S2中，
所...

【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