一种短流程熔喷无纺布加工工艺和装置及无纺布制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种短流程熔喷无纺布加工工艺和装置及无纺布，属于无纺布技术领域，解决了现有技术中熔喷无纺布加工装置复杂，无纺布制备工艺流程长，无纺布制备工艺过程中易产生有毒物质的问题。无纺布的原料以质量百分比计包括：聚丙烯树脂：94.5％～98.8％、过氧化物：0.3％～3.5％、硅酮母粒：0.5％～1.2％、成核剂：0.1％～0.3％、抗氧剂1010：0.3％～0.5％。短流程熔喷无纺布加工装置包括双螺杆挤出机、过滤器、树脂计量泵体、喷丝组件、空气供给器、网带接收机和切边卷绕机。该短流程熔喷无纺布加工装置成本低、采用该装置生产无纺布工艺流程短效率高、能耗低、有害物质产生少。

【技术实现步骤摘要】
一种短流程熔喷无纺布加工工艺和装置及无纺布
本专利技术涉及无纺布
，尤其涉及一种短流程熔喷无纺布加工工艺和装置及无纺布。
技术介绍
熔喷无纺布具有高效的过滤性、屏蔽性和透气性等特点，是作为生产口罩及防护服的主要原材料，广泛用于医疗卫生、日常防护及过滤材料等领域。随着新冠肺炎疫情的不断加剧，国内外对熔喷无纺布的需求及用量不断提升，这也是造成目前熔喷无纺布原料(即高流动性聚丙烯树脂)供不应求，价格快速增长的主要原因。目前，高流动性聚丙烯树脂在国内比较难以直接获得，直接聚合生产的专用熔喷聚丙烯基本主要依赖进口。因此，国内经常采用降解、断链、增流等方法对低熔融指数的聚丙烯改造为高熔融指数的聚丙烯熔喷料。国内生产熔喷无纺布的工艺方法及其设备分成了两部分：一是熔喷聚丙烯原料颗粒的制备的工艺及设备；二是采用熔喷聚丙烯原料生产熔喷无纺布的工艺及设备。然而，将熔喷无纺布的生产分为两个工艺过程，工艺流程长，生产效率低，产量低，能耗高，同时造成了一定程度运输成本的增加，也造成熔喷无纺布的设备成本的提高。因此，需要提供一种新型的熔喷聚丙烯原料及熔喷无纺布于一体的工艺方法，解决现有熔喷无纺布生产存在的工艺流程长，生产效率低，产量低，能耗高及设备成本的浪费情况，有助于提升熔喷无纺布的生产效率，并降低生产成本。另外，目前的熔喷聚丙烯原料颗粒的制备过程中一般采用降解法生产，生产过程中一般需要加入降解剂，容易在生产过程中不稳定的产生有毒、杂环等小分子物质，对人体有害，影响身体健康；并且目前的降解法生产的产品质量不稳定，导致生产无纺布的过程中易断裂，无纺布的性能不稳定，影响其应用。
技术实现思路
鉴于以上分析，针对现有技术中的不足，本专利技术旨在提供一种短流程熔喷无纺布加工工艺和装置及无纺布，至少能解决以下技术问题之一：(1)现有的熔喷无纺布加工装置复杂，加工装置成本高；(2)现有的熔喷无纺布制备工艺流程长，生产效率低，产量低，能耗高；(3)现有的熔喷无纺布制备工艺过程中产生有毒物质，对人体健康有害；(4)现有的熔喷无纺布制备过程中易断裂；(5)现有的熔喷无纺布性能不稳定。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，本专利技术提供了一种无纺布，无纺布的原料以质量百分比计包括：聚丙烯树脂：94.5％～98.8％、过氧化物：0.3％～3.5％、硅酮母粒：0.5％～1.2％、成核剂：0.1％～0.3％、抗氧剂1010：0.3％～0.5％。进一步的，聚丙烯树脂的熔融指数为20～60。进一步的，过氧化物为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。进一步的，硅酮母粒包括聚硅氧烷和聚丙烯树脂。另一方面，本专利技术还提供了一种短流程熔喷无纺布加工装置，短流程熔喷无纺布加工装置包括双螺杆挤出机、过滤器、树脂计量泵体、喷丝组件、空气供给器、网带接收机和切边卷绕机；双螺杆挤出机包括做功电机、第一进料装置、第二进料装置和螺杆系统；螺杆系统设置于双螺杆挤出机的腔体内，螺杆系统包括螺杆前段、螺杆中段和螺杆后段，第一进料装置设置于螺杆前段的上方，第二进料装置设置于螺杆中段的上方。进一步的，螺杆中段的螺纹密度高于螺杆前段和螺杆后段。进一步的，双螺杆挤出机、过滤器、树脂计量泵体和喷丝组件依次连接。进一步的，双螺杆挤出机的长径比为40～60。另一方面，本专利技术还提供了一种短流程熔喷无纺布加工工艺，加工工艺包括以下步骤：步骤1：将过氧化物、硅酮母粒和抗氧剂1010均匀混合得到助剂；步骤2：将聚丙烯树脂通过第一进料装置加入双螺杆挤出机，同时将助剂通过第二进料装置加入双螺杆挤出机，各组分在双螺杆挤出机内部充分反应后得到熔体；步骤3：将熔体通过过滤器过滤，除去杂质后的熔体进入树脂计量泵体，实现定量的熔体状态的树脂进入喷丝组件中，同时，空气供给器同步将具有高温高速的热空气流输送到喷丝组件中，随后形成的纤维丝束快速分布在网带接收机上成为无纺布；进一步的，还包括：步骤4：将无纺布通过切边卷绕机进行整理及收卷。与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：(1)本专利技术提供的短流程熔喷无纺布加工装置包括双螺杆挤出机、过滤器、树脂计量泵体、喷丝组件、空气供给器、网带接收机和切边卷绕机，能够一步实现由低熔融指数的普通聚丙烯原材料直接变成高熔融指数聚丙烯，并直接进行熔喷无纺布成形，这样加工装置成本低、采用该装置生产无纺布工艺流程短效率高、能耗低。(2)并且本专利技术的双螺杆挤出机包括两个进料装置，能够将聚丙烯树脂和助剂的进料分开，由于生产熔喷无纺布的普通聚丙烯树脂(低熔融指数，即流动性差)为颗粒状，助剂一般添加量少，且一些助剂为粉体；若粉体与颗粒状的树脂颗粒在同一个料斗中进入螺杆挤出机时，树脂颗粒的进入速度会高于粉体材料，粉体易出现堆积，添加量降低等现象；当粉体积聚到一定大小时，会集中塌落进入螺杆挤出机中，对粉体的均匀分散产生很大影响。因此将进料分开能够防止同时进料由于原料形态、尺寸不同造成的混合不均等问题。(3)本专利技术的螺杆中段的螺杆剪切能力和螺纹密度均高于螺杆前段和螺杆后段，这样能够保证实施时能够提高助剂的分散性。(4)本专利技术的无纺布的原料中采用过氧化物作为聚丙烯树脂的断链剂，能够显著降低聚丙烯分子量，并大幅提高其流动性，采用硅酮母粒能够提高分子间润滑性和分子流动性，同时对聚丙烯分子链降解时起到稳定作用，明显降低降解产生的小分子及其他有毒化合物，确保无纺布丝束的光滑、稳定；成核剂能够赋予聚丙烯树脂良好的成核效率和优异的增透改性效果，同时与硅酮母粒使用时，具有改善聚丙烯树脂热稳定性、增加透明性和消除异味的作用。无纺布的断裂强力不低于36.3N，断裂伸长率不低于49.5％，顶破强力不低于41.6N；短流程熔喷无纺布加工过程中断裂率小于0.6％；尺寸稳定性高，无异味。(5)本专利技术提供的短流程熔喷无纺布加工工艺能够一步实现由低熔融指数的普通聚丙烯原材料直接变成高熔融指数聚丙烯，并直接进行熔喷无纺布成形，该工艺流程短、效率高、能耗低(例如，本专利技术的效率提高40％～80％，能耗节省30％～60％，成本降低30％～50％)。并且本专利技术的加工工艺中将聚丙烯树脂和助剂的进料分开，防止同时进料由于原料形态、尺寸不同造成的混合不均等问题；由于本专利技术的原料中综合采用硅酮母粒和成核剂，工艺生产过程中异味大大减少，生产过程中有毒、杂环等小分子物质大大减少，对工人身体健康基本无影响。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术的短流程熔喷无纺布加工装置的结构示意图；图2为本专利技术的双螺杆挤出机的结构示意图。附图标记：1-双螺杆挤出机；1-1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无纺布，其特征在于，所述无纺布的原料以质量百分比计包括：聚丙烯树脂：94.5％～98.8％、过氧化物：0.3％～3.5％、硅酮母粒：0.5％～1.2％、成核剂：0.1％～0.3％、抗氧剂1010：0.3％～0.5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种无纺布，其特征在于，所述无纺布的原料以质量百分比计包括：聚丙烯树脂：94.5％～98.8％、过氧化物：0.3％～3.5％、硅酮母粒：0.5％～1.2％、成核剂：0.1％～0.3％、抗氧剂1010：0.3％～0.5％。


2.根据权利要求1所述的无纺布，其特征在于，所述聚丙烯树脂的熔融指数为20～60。


3.根据权利要求1所述的无纺布，其特征在于，所述过氧化物为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。


4.根据权利要求1所述的无纺布，其特征在于，所述硅酮母粒包括聚硅氧烷和聚丙烯树脂。


5.一种短流程熔喷无纺布加工装置，其特征在于，用于制备权利要求1-4任一项所述的无纺布，所述短流程熔喷无纺布加工装置包括双螺杆挤出机(1)、过滤器(2)、树脂计量泵体(3)、喷丝组件(4)、空气供给器(5)、网带接收机(6)和切边卷绕机(7)；双螺杆挤出机(1)包括做功电机(1-1)、第一进料装置(1-2)、第二进料装置(1-3)和螺杆系统(1-4)；螺杆系统(1-4)设置于双螺杆挤出机(1)的腔体内，螺杆系统(1-4)包括螺杆前段、螺杆中段和螺杆后段，第一进料装置(1-2)设置于螺杆前段的上方，第二进料装置(1-3)设置于螺杆中段的上方。

【专利技术属性】
技术研发人员：范广宏，朱祥东，程宝发，任明伟，杨涛，何琪，周玉敬，王玮，
申请(专利权)人：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司德州分公司，北京机科国创轻量化科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37