【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物基材料生产加工，特别是涉及一种生物基材料的聚合造粒系统及工艺方法。
技术介绍
1、目前，全球限塑和低碳环保的环境背景下，生物基材料的加工制造越来越受到关注，且每年的消费量都在不断增加，欧洲生物塑料协会统计的数据显示，降解材料的产能每年正以接近20％的速度在增长，其需求却以30％的速度在增长，产品长期处于供不应求的状态，绝大多数生物基材料的合成最终会经过聚合、挤出造粒等工艺过程，但目前现行的工艺受工艺条件和设备的制约，聚合反应不彻底，混合不均匀，造成聚合物分子量低，分子量分布宽、产品变色、粒子夹生等问题，严重影响成品粒子的质量，无法满足包装码垛入库时对产品的要求，急需一种可以控制分子量及其分布、聚合度，提高粒子质量(纯度和透光性)和产率的工艺和系统，对解决上述生物基材料的生产、销售将有极其重要的意义，为此我们提出了一种生物基材料的聚合造粒系统及工艺方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种生物基材料的聚合造粒系统及工艺方法，通过预聚反应釜、混合反应器使物料混合均匀，反应充分，解决了目前现行的工艺受工艺条件和设备的制约，聚合反应不彻底，混合不均匀，造成聚合物分子量低，分子量分布宽、产品变色、粒子夹生等聚合结果不满足造粒要求的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术为一种生物基材料的聚合造粒系统及工艺方法，包括预聚反应釜，所述预聚反应釜输入端管道连接有转料泵一，所述预聚反应釜上开设有催化剂添
4、进一步地，所述催化剂添加口中添加的催化剂为酸类复配化合物，催化剂与生物基材料进料量的质量比例为0.03％至2％，所述引发剂添加口中添加的引发剂为十二烷醇，引发剂与生物基材料进料量的质量比例为0.1％至2％。
5、进一步地，所述终止剂添加口中添加的终止剂为ax-71酯交换抑制剂，终止剂与生物基材料进料量的质量比例为0.1％至2％，所述抗氧化剂添加口中添加的抗氧化剂为anox1315型抗氧化剂，抗氧化剂与生物基材料进料量的质量比例为0.1％至2％。
6、进一步地，所述预聚反应釜中物料温度区间为110℃至150℃，停留时间为0.1h至0.5h。
7、进一步地，所述混合反应器采用单轴混合反应器，所述混合反应器中物料温度区间为150℃至200℃，停留时间为30min至90min。
8、进一步地，所述双螺杆挤出机中物料温度区间为120℃至200℃。
9、进一步地，所述预聚反应釜包括壳体，所述壳体外壁缠绕固定安装有用于加热所述壳体内部的加热管，所述壳体侧壁上端后侧固定安装有进料管，所述进料管外壁上端固定安装有连接口，所述壳体侧壁上端左右对称固定安装有添加管，右侧的所述添加管外壁上端固定安装有所述催化剂添加口，左侧的所述添加管外壁上端固定安装有所述引发剂添加口，所述壳体内壁上端转动连接有搅拌桨，所述搅拌桨侧壁固定安装有搅拌杆，所述搅拌桨侧壁上方和侧壁下方固定安装有连接块，上下两个所述连接块之间固定安装有弧形刮板，所述预聚反应釜外壁下端固定安装有出料管，所述出料管上固定安装有阀门。
10、进一步地，所述预聚反应釜外壁下端固定安装有支撑柱一，所述支撑柱一外壁下端固定安装有连接底板，所述连接底板外壁上端固定安装有支撑柱二，所述支撑柱二外壁上端固定安装有管道空气加热器，所述管道空气加热器输出端固定安装有连接管一，所述连接管一外壁上端与所述加热管外壁下端固定连接，所述管道空气加热器输入端固定安装有连接管二，所述连接管二外壁上端与所述加热管外壁上端固定连接。
11、进一步地，所述预聚反应釜外壁上端固定安装有电机架，所述电机架上固定安装有驱动电机，所述驱动电机输出端贯穿所述预聚反应釜内壁上端且与所述搅拌桨固定连接。
12、一种生物基材料的聚合造粒系统，还包括工艺实现方法，工艺实现方法具体包括以下步骤：
13、s1、所述纯度99％以上的生物基材料流经所述转料泵，通过所述转料泵将生物基材料泵送至所述预聚反应釜中；
14、s2、在所述预聚反应釜中，在所述催化剂添加口中加入催化剂，在引发剂添加口中加入引发剂，所述预聚反应釜对其内部的物料和催化剂、引发剂进行搅拌混合，完成预聚反应，得到分子量在3000到6000的预聚物；
15、s3、通过所述转料泵二，将所述预聚反应釜中的分子量在3000到6000的预聚物泵送到所述混合反应器中，使分子量在3000到6000的预聚物在所述混合反应器中进行混合、终聚反应，最终得到分子量在12000到16000的高聚物。
16、s4、将所述混合反应器中分子量在12000到16000的高聚物，通过所述熔体泵输送到动态混合器中，在所述终止剂添加口中加入终止剂，在所述抗氧化剂添加口中加入抗氧化剂，并在所述动态混合器内与高分子聚合物完成充分均匀混合。
17、s5、将所述动态混合器中的高分子聚合物推送至所述双螺杆挤出机的进料口，所述双螺杆挤出机对进入其中的高分子聚合物进行挤出、脱挥、造粒。
18、s6、最后造粒后的成品经烘干、重结晶、包装等工序后，完成对生物基材料的聚合造粒工作。
19、本专利技术具有以下有益效果：
20、1、本专利技术中最终产物为分子量在12000到16000的高聚物，生产出的高聚物分子量分布窄，分子量高，同时系统通过转料泵一、转料泵二和熔体泵控制物料的传输，使得整个生产系统中均能被稳定控制，同时系统中所需的设备较少，减少了前期的建设投入成本，并且精简的系统使操作维护都相对简单。
21、2、本专利技术在使用时，通过预聚反应釜、混合反应器使物料混合均匀，反应充分，避免物料反应死区的产生，提高了系统的产品收率。
22、3、本专利技术在使用时，能够通过管道空气加热器和加热管对预聚反应釜内部物料进行加热预聚，同时当搅拌桨在转动时，能够带动弧形刮板转动，弧形刮板在转动时能够对壳体内壁上粘黏的物料进行刮除，防止粘黏在壳体内壁上的物料因长时间加热而导致的材料变性。
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1.一种生物基材料的聚合造粒系统，包括预聚反应釜(2)，其特征在于：所述预聚反应釜(2)输入端管道连接有转料泵一(1)，所述预聚反应釜(2)上开设有催化剂添加口(7)和引发剂添加口(8)，所述预聚反应釜(2)输出端管道连接有转料泵二(11)，所述转料泵二(11)输入端管道连接有混合反应器(3)，所述混合反应器(3)输出端管道连接有熔体泵(6)，所述熔体泵(6)输出端管道连接有动态混合器(4)，所述动态混合器(4)上开设有终止剂添加口(9)和抗氧化剂添加口(10)，所述动态混合器(4)输出端管道连接有双螺杆挤出机(5)。
2.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述催化剂添加口(7)中添加的催化剂为酸类复配化合物，催化剂与生物基材料进料量的质量比例为0.03％至2％，所述引发剂添加口(8)中添加的引发剂为十二烷醇，引发剂与生物基材料进料量的质量比例为0.1％至2％。
3.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述终止剂添加口(9)中添加的终止剂为AX-71酯交换抑制剂，终止剂与生物基材料进料量的质量比例为0.
4.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述预聚反应釜(2)中物料温度区间为110℃至150℃，停留时间为0.1h至0.5h。
5.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述混合反应器(3)采用单轴混合反应器，所述混合反应器(3)中物料温度区间为150℃至200℃，停留时间为30min至90min。
6.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述双螺杆挤出机(5)中物料温度区间为120℃至200℃。
7.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述预聚反应釜(2)包括壳体(200)，所述壳体(200)外壁缠绕固定安装有用于加热所述壳体(200)内部的加热管(210)，所述壳体(200)侧壁上端后侧固定安装有进料管(300)，所述进料管(300)外壁上端固定安装有连接口(310)，所述壳体(200)侧壁上端左右对称固定安装有添加管(320)，右侧的所述添加管(320)外壁上端固定安装有所述催化剂添加口(7)，左侧的所述添加管(320)外壁上端固定安装有所述引发剂添加口(8)，所述壳体(200)内壁上端转动连接有搅拌桨(400)，所述搅拌桨(400)侧壁固定安装有搅拌杆(410)，所述搅拌桨(400)侧壁上方和侧壁下方固定安装有连接块(420)，上下两个所述连接块(420)之间固定安装有弧形刮板(430)，所述预聚反应釜(2)外壁下端固定安装有出料管(700)，所述出料管(700)上固定安装有阀门(710)。
8.根据权利要求7所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述预聚反应釜(2)外壁下端固定安装有支撑柱一(110)，所述支撑柱一(110)外壁下端固定安装有连接底板(100)，所述连接底板(100)外壁上端固定安装有支撑柱二(600)，所述支撑柱二(600)外壁上端固定安装有管道空气加热器(610)，所述管道空气加热器(610)输出端固定安装有连接管一(620)，所述连接管一(620)外壁上端与所述加热管(210)外壁下端固定连接，所述管道空气加热器(610)输入端固定安装有连接管二(630)，所述连接管二(630)外壁上端与所述加热管(210)外壁上端固定连接。
9.根据权利要求7所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述预聚反应釜(2)外壁上端固定安装有电机架(500)，所述电机架(500)上固定安装有驱动电机(510)，所述驱动电机(510)输出端贯穿所述预聚反应釜(2)内壁上端且与所述搅拌桨(400)固定连接。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，还包括工艺实现方法，其特征在于，工艺实现方法具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种生物基材料的聚合造粒系统，包括预聚反应釜(2)，其特征在于：所述预聚反应釜(2)输入端管道连接有转料泵一(1)，所述预聚反应釜(2)上开设有催化剂添加口(7)和引发剂添加口(8)，所述预聚反应釜(2)输出端管道连接有转料泵二(11)，所述转料泵二(11)输入端管道连接有混合反应器(3)，所述混合反应器(3)输出端管道连接有熔体泵(6)，所述熔体泵(6)输出端管道连接有动态混合器(4)，所述动态混合器(4)上开设有终止剂添加口(9)和抗氧化剂添加口(10)，所述动态混合器(4)输出端管道连接有双螺杆挤出机(5)。
2.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述催化剂添加口(7)中添加的催化剂为酸类复配化合物，催化剂与生物基材料进料量的质量比例为0.03％至2％，所述引发剂添加口(8)中添加的引发剂为十二烷醇，引发剂与生物基材料进料量的质量比例为0.1％至2％。
3.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述终止剂添加口(9)中添加的终止剂为ax-71酯交换抑制剂，终止剂与生物基材料进料量的质量比例为0.1％至2％，所述抗氧化剂添加口(10)中添加的抗氧化剂为anox 1315型抗氧化剂，抗氧化剂与生物基材料进料量的质量比例为0.1％至2％。
4.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述预聚反应釜(2)中物料温度区间为110℃至150℃，停留时间为0.1h至0.5h。
5.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述混合反应器(3)采用单轴混合反应器，所述混合反应器(3)中物料温度区间为150℃至200℃，停留时间为30min至90min。
6.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述双螺杆挤出机(5)中物料温度区间为120℃至200℃。
7.根据权利要求1所述的一种生物基材料的聚合造粒系统，其特征在于，所述预聚反应釜(2)包括壳体(20...
【专利技术属性】
技术研发人员：张礼增，贾连成，孙强，刘鑫，安娜，
申请(专利权)人：青岛普力机电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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