無紡布複合經濟母粒及其生產方法和設備的製作方法

2023-05-13 01:04:31

專利名稱：無紡布複合經濟母粒及其生產方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無紡布。尤其是涉及一種用作無紡布的、以部分取代 PP的無紡布複合經濟母粒及其生產方法和設備。屬非織造布用材料及其專 用生產設備技術領域。
背景技術：
製作無紡布的原料，以往全部採用的是PP (聚丙烯)，PP為石油副產 品，價格較高，且需消耗大量的能源。
目前，填充改性、功能母粒、色母粒加工工藝一般是採用高速旋轉 混合機將介體及各種助劑與無機物充分摻混、脫水活化，形成半溶團塊， 然後採用破碎機進行破碎後用單螺杆或雙螺杆擠出機完成造粒過程。隨著 社會的進步和人們對環保的重視，許多改性過程正在向無溶劑化改良，改 性材料對一些水性也提出了更嚴格的脫揮要求。另一方面，有時出於某些 改性和加工工藝上的要求，在共混物熔體或物流中加入一些低分子化合物 以便於介體與其它無機、有機增強填料和各種有助於加工或使被加工混合 物具有所需最終性能的各種添加劑進行混煉，而經混煉過程後又需要將這 些不需要的可揮發物分離出去。此外，有些工藝要求使用與介體不_互溶的 低沸之物，將產品中需要的助劑等從共混體中溶解進行分離，如採用現通 常的工藝過程及設備，則工藝流程複雜，耗時費力，對生產有著制約，為 此這些過程都要求使用新的工藝和對設備進行改造。
目前使用的單螺杆擠出機，通常按照螺杆旋轉方向，由輸料段進入的 物料按一定的壓縮比壓縮，在混煉段進行滲混、分散，其脫揮效果差，需 要經過二次或三次重複^l工才能完成最終性能的分散、脫揮要求。而使用 的雙螺杆擠出機，是能夠完成各種共混物流體系的滲混均化、脫揮過程的 有效設備，但同向旋轉雙螺杆擠出對物料的剪切作用大，由於物料長時期 處在高溫高壓下，特別是物料在完成各性能後其流體還處在極高的溫度下 完成擠出，對產品的某些性能等都會有不利的影響，高溫擠出的產品密實 度差，易二次吸水。同時雙螺杆擠出機自潔性差，造成物料停留時間長， 分散混合性較差，對生產工藝要求極高，因些限制了它們各自在生產中的 應用。

發明內容
本發明的第一目的在於克服上述不足，提供一種材料價格較低的無紡 布複合經濟母粒，以部分取代材料價格較高的無紡布用PP材料。
本發明的第二目的在於克服上述不足，提供一種材料價格較低的無紡 布複合經濟母粒的生產方法。
本發明的第三目的在於克服上述不足，提供一種具有較佳脫揮、混合 和輸送效果的用於高濃度填充、著色體系的階梯式雙螺杆擠出機。
本發明的第一目的是這樣實現的 一種無紡布複合，濟母粒，其特徵 在於它主要由以下重量份的原料組成
融熔指數60-卯的聚丙烯樹脂12-18份 融熔指數3-30的聚丙烯樹脂6-10份 納米級活性碳酸鈣55-65份 聚乙烯蠟8-10份 複合抗氧劑0.5-0.7份 硬脂酸鋅1.5-2.5份 鈦酸酯1.5-2.5份 白油1.5-2份 金紅石鈦白粉1.5-2份。
本發明通過將融熔指數60-卯的聚丙烯樹脂和融熔指數3-30的聚丙烯 樹脂兩者同時使用，通過不同的配比可以起到調節整個融熔指數的目的。
所述微米級活性碳酸鈣，其作用是降低原料成本，不易化學反應，熱 穩定性好，白度好，吸油率低，無毒、無味、易分散；
所述聚乙烯蠟，其作用為潤滑劑和分散劑，可以提高產品的光潔度和 擠出時流動性，
所述複合抗氧劑，具有突出的強穩定性，對產品有長效保護作用，可 有效的抑制聚合物的熱降解和氧化降解，提高產品的質量指標；
所述硬脂酸鋅，是脂肪酸金屬鹽，在通常塑料製品中，是最有效的潤 滑劑，可以改善顏料的擴散性，減少塑料機械內摩擦力，提高產品擠出率， 同時，增加材料表面的光澤度等。
所述鈦酸酯偶聯劑，可以提高碳酸鈣的分散性，對碳酸鈣作改性處理，
特別是在紡長絲無紡布中的可紡性可大大提高；
所述白油，其作用是稀釋偶聯劑，覆蓋每個分子，提高分散性； 所述金紅石鈦白粉，對無色無紡布起消光作和，提高產品白度。 本發明的第二目的是這樣實現的 一種無紡布複合經濟母粒的生產方
法，其特徵在於該方法主要包括以下工藝步驟 步驟一、配料
按配比將上述原料置於一攪拌容器內，攪拌混合均勻。 步驟二、成型
將充分混合的混合料送入雙螺杆擠出機，使其充分混合、熔融、分散 並擠出成型，在此過程中，利用循環水控制溫度。 步驟三、造粒
將雙螺杆擠出機擠出的成型物再送入單螺杆擠出機，經熔融擠出、切 粒、振動篩篩選製得無紡布複合經濟母粒，包裝即可。
本發明採用納米級活性碳酸鈣可以部分取代無紡布用PP材料，將本 發明添加至無紡布所用原料PP中，在熔噴和壓延保證纖維不斷的前提下可 大大地降低材料成本，並可節省大量的能源。
本發明的第三目的是這樣實現的 一種階梯式螺杆擠出機，其特徵在 於它包括第一階雙螺杆擠出機和第二階單螺杆擠出機，所述第一階雙嫘 杆擠出機和第二階單螺杆擠出機呈"T"字型布置，第一階雙螺杆擠出機的 ,出料口與第二階單螺杆擠出機的進料口相連通。
本發明階梯式螺杆擠出機，所述第一階雙螺杆擠出機包括傳動裝置I 、
餵料裝置I和輸送混合裝置I ，所述輸送混合裝置I包括筒體I和裝在筒 體I內的嚙合平行同向旋轉的雙螺杆元件，所述螺杆元件包括螺杆芯軸、 螺紋元件和捏合元件，所述傳動裝置I與螺杆芯軸相連，螺紋元件和捏合 元件從上遊側到下遊側排列在螺杆芯軸上；所述第二階單螺杆擠出機包括
傳動裝置n、輸送混合裝置n和擠出切粒裝置，所述輸送混合裝置n系統 包括筒體n和螺杆，所述傳動裝置n與螺杆相連。
物料由第一階雙螺杆擠出機出料端經第二階單螺杆擠出機的進料端進 入第二階單螺杆擠出機，進入第二階單螺杆擠出機的物料己基本呈塑化狀
態，可以避免積料停留時間長而引起分解。因此本發明階梯式雙螺杆擠出 機具有較佳脫揮、混合和輸送效果，可適應當前共混物生產高濃度填充、 著色體系。


圖i為本發明採用的階梯式螺杆擠出機的總體結構示意圖。 圖2為本發明採用的第一階雙螺杆擠出機的螺杆結構示意圖。 圖3為本發明採用的第二階單螺杆擠出機的螺杆結構示意圖。
圖中驅動電機Il、聯軸器I2、齒輪箱I3、餵料裝置4、脫揮排氣 口5、筒體16、捏合元件7、螺紋元件8、螺杆芯軸9、驅動電機IIIO、聯 軸器IIll、齒輪箱I112、螺杆13、擠出切料系統14和筒體I115。
具體實施例方式
實施例l:
一、備料
稱取融熔指數90的聚丙烯樹脂15kg，融熔指數3的聚丙烯樹脂8 kg, 納米級活性碳酸鈣60 kg，聚乙烯蠟9 kg，複合抗氧劑0.6 kg，硬脂酸鋅2 kg, 鈦酸酯2kg，白油1.7kg，金紅石鈦白粉1.7kg。
二、 配料
按配比將上述原料置於一攪拌容器內，攪拌混合均勻。
三、 成型
將充分混合的混合料送入雙螺杆擠出機，使其充分混合、熔融、分散 並擠出成型，在此過程中，利用循環水控制溫度。
四、 造粒
將雙螺杆擠出機擠出的成型物送入單螺杆擠出機，經熔融擠出、切粒、 振動篩篩選製得無紡布成品，包裝即可。 實施例2: 一、備料
稱取融熔指數60的聚丙烯樹脂15 kg，融熔指數30的聚丙烯樹脂8 kg, 納米級活性碳酸鈣60 kg,聚乙烯蠟9 kg，複合抗氧劑0.6 kg,硬脂酸鋅2 kg, 鈦酸酯偶聯劑2kg，白油1.7kg，金紅石鈦白粉1.7kg。
其餘均同例l。
上述生產過程採用的是一臺階梯式螺杆擠出機，其結構如圖1所示。 該階梯式螺杆擠出機由第一階雙螺杆擠出機和第二階單螺杆擠出機組成。 所述第一階雙螺杆擠出機和第二階單螺杆擠出機呈"T"字型布置，第一階 雙螺杆擠出機的出料口與第二階單螺杆擠出機的進料端相連通。
所述第一階雙螺杆擠出機主要由驅動電機I 1、聯軸器I 2、齒輪箱I 3、 餵料裝置4、輸送混合裝置、脫揮排氣系統和軟水循環系統(未示出)組 成。所述輸送混合裝置主要由筒體I6、螺杆芯軸9、螺紋元件8、捏合元 件7和螺杆控溫系統(未示出)組成，如圖2。驅動電機I 1通過聯軸器I 2與齒輪箱I 3相連，齒輪箱I 3輸出軸與螺杆芯軸7相連。本實施方案使 用了螺杆直徑為062mm，螺杆有效長徑比為40,筒體I 6分九段控溫，螺 杆中心距為52mm，螺紋嚙合深度llmm，螺距4泰72mm,螺桿頭數2。筒 體I6頂部設置餵料裝置4一個，脫揮排氣口5三個。
所述第二階單螺杆擠出機主要由驅動電機IIIO、聯軸器IIll、齒輪箱 1112、輸送混合裝置、軟水循環系統(未示出)和擠出切料裝置14組成。 所述輸送混合裝置主要由筒體I115、螺杆13 (如圖3)和螺杆控溫系統(未 示出)組成，螺杆13裝在筒體II15內。驅動電機II10通過聯軸器II11與 齒輪箱II12相連，齒輪箱II12輸出軸與螺杆13相連。本實施方案使用了 螺杆直徑為0l5Omm，螺杆有效長徑比為7，筒體II分二段控溫，螺桿頭數 1。
所述第一階雙螺杆擠出機出料端可安裝或不安裝斷料刀片，具體視物 料而定。並在第一階雙螺杆擠出機出料端與第二階單螺杆擠出機的進料端 之間設置過濾排氣連接罩。
工作原理
根據工藝要求設置第一階、第二階各區段溫度，升溫達到設置溫度時， 啟動電機，按一定量將粉體及混合體加入第一階雙螺杆擠出機的加料口中， 在前五段筒體內高壓預混和後，共混流體流到第六段排氣口進行預脫
揮，可脫除50%~60%的揮發份，共混流體到第九段排氣口時進行二次真空 排氣，可脫除30%~40%的揮發份。脫除了揮發份的流體通過輸送螺紋元件 送入第二階單螺杆擠出機，其間完成最後少量揮發份的脫除，進入第二階 的半塑化物體，低溫高壓從出料口至擠出造粒系統，完成整個加工工藝。
本發明採用的階梯式螺杆擠出機是一種有效的生產設備，它是通過螺 杆功能，使共混物流體處在高壓摻混、分散、熔煉及高於揮發性成份溫度 的狀態下，進行一個和多個排氣段，在此壓力突然降低或呈負壓時，低沸 之物、水分子及低分子物急劇氣化，衝破熔體包裹的阻力以氣態排出機體 外，這些過程可視產品的要求經幾次重複，可使熔體內殘餘揮發物含量降 至最低，脫揮過程完成的共混物進入擠出造粒設備，在低溫、高壓情況下 完成成粒產品，使共混物提高密實度，不會被二次吸溼水份，保證了產品 加工工藝要求及儲存運輸的需要。
權利要求
1、 一種無紡布複合經濟母粒，其特徵在於它主要由以下重量份的原料 組成融熔指數60-90的聚丙烯樹脂12-18份融熔指數3-30的聚丙烯樹脂6-10份納米級活性碳酸鈣55-65份聚乙烯蠟8-10份複合抗氧劑0.5-0.7份硬脂酸鋅1.5-2.5份鈦酸酯偶聯劑1.5-2.5份白油1.5-2份金紅石鈦白粉1.5-2份。
2、 根據權利要求1所述的一種無紡布複合經濟母粒，其特徵在於它主 要由以下重量份的原料組成融熔指數60-卯的聚丙烯樹脂15份 融熔指數3-30的聚丙烯樹脂8份 納米級活性碳酸鈣60份 聚乙烯蠟9份 複合抗氧劑0.6份 硬脂酸鋅2份 鈦酸酯偶聯劑2份 白油1.7份 金紅石鈦白粉1.7份。
3、 一種如權利要求1所述的無紡布複合經濟母粒的生產方法，其特徵 在於該方法主要包括以下工藝步驟步驟一、配料按配比將上述原料置於一攪拌容器內，攪拌混合均勻， 步驟二、成型將充分混合的混合料送入雙螺杆擠出機，使其充分混合、熔融、分散 並擠出成型，步驟三、造粒將雙螺杆擠出機擠出的成型物送入單螺杆擠出機，經熔融擠出、切粒、 振動篩篩選製得無紡布複合經濟母粒，包裝。
4、 一種如權利要求1所述的無紡布複合經濟母粒的生產設備，其特徵 在於所述生產設備採用的是一臺階梯式螺杆擠出機，所述階梯式螺杆擠 出機包括第一階雙螺杆擠出機和第二階單螺杆擠出機，所述第一階雙螺杆 擠出機和第二階單螺杆擠出機呈"T"字型布置，第一階雙螺杆擠出機的出 料口與第二階單螺杆擠出機的進料口相連通。
5、 根據權利要求4所述的一種無紡布複合經濟母粒的生產設備，其特 徵在於所述第一階雙螺杆擠出機包括傳動裝置I 、餵料裝置I (4)和輸送 混合裝置I ，所述輸送混合裝置I包括筒體I (6)和裝在筒體I (6)內的嚙合 平行同向旋轉的雙螺杆元件，所述螺杆元件包括螺杆芯軸(9)、螺紋元件(8) 和捏合元件(7)，所述傳動裝置I與螺杆芯軸(9)相連，螺紋元件(8)和捏合元 件(7)從上遊側到下遊側排列在螺杆芯軸(9)上；所述第二階單螺杆擠出機包 括傳動裝置II、輸送混合裝置II和擠出切粒裝置(14)，所述輸送混合裝置 II系統包括筒體II (15)和裝在筒體II(15)內的螺杆(13),所述傳動裝置II與 螺杆(13)相連。
6、 根據權利要求5所述的一種無紡布複合經濟母粒的生產設備，其特 徵在於所述第一階雙螺杆擠出機的螺杆直徑為062mm,螺杆有效長徑比 為40，螺杆中心距為52mm，螺紋嚙合深度llmm，螺距44^72mm雙頭； 所述第二階單螺杆擠出機的螺杆直徑為015Omm，螺杆有效長徑比為7，單頭。
7、 根據權利要求4、 5或6所述的一種無紡布複合經濟母粒的生產設 備，其特徵在於所述第一階雙螺杆擠出機出料端安裝有斷料刀片。
全文摘要
本發明涉及一種無紡布複合經濟母粒及其生產方法和設備，所述母粒配方為融熔指數60-90的聚丙烯樹脂12-18份，融熔指數3-30的聚丙烯樹脂6-10，納米級活性碳酸鈣55-65，聚乙烯蠟8-10，複合抗氧劑0.5-0.7，硬脂酸鋅1.5-2.5，鈦酸酯1.5-2.5，白油1.5-2，金紅石鈦白粉1.5-2；母粒生產方法為將原料充分混合後送入雙螺杆擠出機，再送入單螺杆擠出機，經熔融擠出、切粒、篩選製得無紡布成品；所述生產設備採用的是一臺階梯式螺杆擠出機，包括第一階雙螺杆擠出機和第二階單螺杆擠出機，兩臺擠出機呈「T」字型布置。本發明採用納米級活性碳酸鈣可以部分取代無紡布用PP材料，將本發明添加至無紡布所用原料PP中，在熔噴和壓延保證纖維不斷的前提下可大大地降低材料成本，並可節省大量的能源。
文檔編號C08K3/00GK101121801SQ20071002527
公開日2008年2月13日 申請日期2007年7月16日 優先權日2007年7月16日
發明者胡國川 申請人:胡國川