CN115286868A - 一种环保节能pp材料的制备工艺 - Google Patents

一种环保节能pp材料的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保节能PP材料的制备工艺，技术方案包括以下步骤：步骤S1，原料准备；步骤S2，原料混合，包括以下工步：第一工步：将聚丙烯树脂投入到混合机中；第二工步：将色料投入到混合机中混合，色料投入温度范围60～65℃；第三工步：将辅剂投入到混合机中低速混合，辅剂投入温度范围70～75℃；第四工步：混合料在混合机中高速转动混合，直到混合料温度升高到85～90℃；第五工步：将混合料从混合机投入到泄冷桶中冷却；第六工步：混合料放入到日用桶中备用；步骤S3，胶化混练；步骤S4，成膜；步骤S5，拉伸压花；步骤S6，膜片回火；步骤S7，膜片冷却；步骤S8，膜片收卷，本发明的。

Description

一种环保节能PP材料的制备工艺
技术领域
本发明涉及塑料制造领域，尤其涉及一种环保节能PP材料的制备工艺。
背景技术
聚丙烯简称为PP，其是丙烯通过加聚反应而成的聚合物，是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质。聚丙烯本身具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能，正是由于聚丙烯具有良好的理化性能，使聚丙烯在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用，并且根据聚丙烯使用领域的不同，企业也根据实际的使用要求，针对性地对于聚丙烯材料做改性处理。
目前透明改性聚丙烯，由于具有优良的透明性和表面光泽度，并且与其他塑料材料如PET、PVC、PS等相比，具有更加优越的耐热变形能力，广泛受到企业的青睐，也是未来透明薄膜的发展趋势。
现在主流的透明改性方法有两种：1、在PP聚合过程中采用茂金属催化剂，用以增加PP的透明性；2、在普通聚丙烯中加入透明改性剂增加PP的透明度，透明改性剂例如：山梨醇苄叉衍生物、苯甲酸钠、有机磷酸盐。
但是存在以下问题：
1、不管是茂金属催化剂还是透明改性剂等，本身都具有一定的毒性和污染性，导致生产过程中产生的副产物，直接排放对环境会生产严重的破坏。
2、需要处理副产物就需要相关配套处理设备，提高生产的能耗，并且副产物处理工艺复杂，影响生产效率。
3、茂金属催化剂还是透明改性剂的原料成本高，对大规模工业化生产造成困扰。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种环保节能PP材料的制备工艺，其优点在于。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种环保节能PP材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤S1，原料准备：准备聚丙烯树脂、天然钙粉、辅剂、色料；
步骤S2，原料混合，包括以下工步：
第一工步：将聚丙烯树脂投入到混合机中；
第二工步：将色料投入到混合机中混合，色料投入温度范围60～65℃；
第三工步：将辅剂投入到混合机中低速混合，辅剂投入温度范围70～75℃；
第四工步：混合料在混合机中高速转动混合，直到混合料温度升高到85～90℃；
第五工步：将混合料从混合机投入到泄冷桶中冷却；
第六工步：混合料放入到日用桶中备用；
步骤S3，胶化混练：混合料依次经过行星押出机剪切和轧轮机胶化混练；
步骤S4，成膜：混合料送往压延机进行压延成形为膜片；
步骤S5，拉伸压花：膜片依次经过引取轮拉伸、再经压花装置压花，最后经过纵向拉伸设备延伸；
步骤S6，膜片回火：膜片通过回火装置进行回火；
步骤S7，膜片冷却：膜片通过冷却轮完成冷却；
步骤S8，膜片收卷：膜片在卷取机上完成收卷为成品。
进一步的，在步骤S2的第二工步中，色料的混合温度设置为60℃。
进一步的，在步骤S2的第二工步中，色料的混合时间为360s。
进一步的，在步骤S2的第三工步中，辅剂的混合温度设置为70℃。
进一步的，在步骤S2的第三工步中，辅剂低速混合的混合时间为300s。
进一步的，在步骤S2的第三工步中，辅剂低速混合的转速为500RPM。
进一步的，在步骤S2的第四工步中，当混合料温度达到75℃开始高速混合，直到混合料温度达到85℃高速混合停止。
进一步的，在步骤S2的第四工步中，高速混合的转速为2000RPM。
进一步的，在步骤S2的第五工步中，混合料的冷却温度范围50～55℃。
进一步的，在步骤S1中，各组分按照重量份数计数：各组分按照重量份数计数：聚丙烯树脂50～80份，天然钙粉20～50份，辅剂包括润滑剂0.5～1份，色料0.003份；其中润滑剂为长链脂肪酸酯的一种或多种混合，改质剂为共聚PP的一种或多种的混合。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.优化投料顺序，并且选择合适于用剂的混合温度窗口，使各个用剂更加充分与聚丙烯树脂融合，提高混合均匀度，使成型之后薄膜晶杂点更少，色料分布更加均匀，大大提高成品薄膜的透明度和质量。
2.在辅剂混合的过程，采用先低速后高速的混合方式，在低速混合的阶段由于辅剂本身流动性差，但是在低速混合中，温度随着逐渐升高，改善辅剂流动性，当达到指定温度之后，开始高速混合，同时伴随着温度上升，使辅剂流动性更好，进而辅剂均匀分散在聚丙烯树脂中，最终实现高质量的混合。
3.经过行星押出机剪切和轧轮机胶化混练，在通过压延机进行压延成形为膜片，之后经过拉伸-压花-再拉伸，加工成的薄膜厚度范围在0.06～0.8mm，最后在经过回火和冷却过程使薄膜定型。
4.采用以CaCO3为主要成分的天然钙粉作为主要的透明改性剂，一方面在于天然钙粉本身没有毒性，并且反应产生的副产物也是无毒的，不会对环境造成破坏，另一方面，天然钙粉料源丰富，价格低廉，降低生产原料成本，不需要额外在产线加装配套废物处理设备，也降低生产设备成本。
附图说明
图1是环保节能PP材料的制备工艺步骤流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的工艺作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1：
一种环保节能PP材料的制备工艺，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1，原料准备：准备聚丙烯树脂、天然钙粉、辅剂、色料；
其中，原料按照重量组分准备：聚丙烯树脂50份，天然钙粉20份，辅剂0.5份，色料0.003份。
具体的，辅剂包括润滑剂和改质剂，润滑剂为甘油脂肪酸三酯；改质剂为共聚PP。
步骤S2，原料混合，包括以下工步：
第一工步：将聚丙烯树脂投入到混合机中。
第二工步：将色料送入混合机混合，色料的投入温度设置在60℃，混合时间设置为360s。
第三工步：将辅剂投入到混合机中低速混合，辅剂低速混合的转速为500RPM，辅剂投入温度范围70℃，合时间设置为300s；
第四工步：当混合机中混合料温度升高到75℃之后，混合料在混合机中高速转动混合，高速混合的转速为2000RPM，直到混合料温度升高到85℃，高速混合时间为300s。以保证色料和辅剂分散均匀。
第五工步：将混合料从混合机投入到泄冷桶中冷却，混合料冷却到50℃。
第六工步：混合料放入到日用桶中备用。
步骤S3，胶化混练：混合料依次经过行星押出机剪切和轧轮机胶化混练；
步骤S4，成膜：混合料送往压延机进行压延成形为膜片；
步骤S5，拉伸压花：膜片依次经过引取轮拉伸、再经压花装置压花，最后经过纵向拉伸设备延伸；
步骤S6，膜片回火：膜片通过回火装置进行回火；
步骤S7，膜片冷却：膜片通过冷却轮完成冷却；
步骤S8，膜片收卷：膜片在卷取机上完成收卷为成品，收卷张力为300～400N。
实施例2：
一种环保节能PP材料的制备工艺，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1，原料准备：准备聚丙烯树脂、天然钙粉、辅剂、色料；
其中，原料按照重量组分准备：聚丙烯树脂60份，天然钙粉40份，辅剂0.8份，色料0.0003份。
具体的，辅剂包括润滑剂和改质剂，润滑剂为甘油脂肪酸三酯和烷基脂肪酸单甘油酯的混合；改质剂为嵌段共聚聚丙烯(PP-B)和无规共聚聚丙烯(PP-R)的混合。
步骤S2，原料混合，包括以下工步：
第一工步：将聚丙烯树脂投入到混合机中。
第二工步：将色料送入混合机混合，色料的投入温度设置在62℃，混合时间设置为360s。
第三工步：将辅剂投入到混合机中低速混合，辅剂投入温度范围72℃，合时间设置为300s；
第四工步：当混合机中混合料温度升高到75℃之后，混合料在混合机中高速转动混合，直到混合料温度升高到88℃，高速混合时间为300s。以保证色料和辅剂分散均匀。
第五工步：将混合料从混合机投入到泄冷桶中冷却，混合料冷却到53℃。
第六工步：混合料放入到日用桶中备用。
步骤S3，胶化混练：混合料依次经过行星押出机剪切和轧轮机胶化混练；
步骤S4，成膜：混合料送往压延机进行压延成形为膜片；
步骤S5，拉伸压花：膜片依次经过引取轮拉伸、再经压花装置压花，最后经过纵向拉伸设备延伸；
步骤S6，膜片回火：膜片通过回火装置进行回火；
步骤S7，膜片冷却：膜片通过冷却轮完成冷却；
步骤S8，膜片收卷：膜片在卷取机上完成收卷为成品。
实施例3：
一种环保节能PP材料的制备工艺，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1，原料准备：准备聚丙烯树脂、天然钙粉、辅剂、色料；
其中，原料按照重量组分准备：聚丙烯树脂80份，天然钙粉50份，辅剂1份，色料0.003份。
具体的，辅剂包括润滑剂和改质剂，润滑剂为甘油脂肪酸三酯和烷基脂肪酸单甘油酯的混合；改质剂为嵌段共聚聚丙烯(PP-B)和无规共聚聚丙烯(PP-R)的混合。
步骤S2，原料混合，包括以下工步：
第一工步：将聚丙烯树脂投入到混合机中。
第二工步：将色料送入混合机混合，色料的投入温度设置在65℃，混合时间设置为360s。
第三工步：将辅剂投入到混合机中低速混合，辅剂投入温度范围75℃，合时间设置为300s；
第四工步：当混合机中混合料温度升高到75℃之后，混合料在混合机中高速转动混合，直到混合料温度升高到90℃，高速混合时间为300s。以保证色料和辅剂分散均匀。
第五工步：将混合料从混合机投入到泄冷桶中冷却，混合料冷却到53℃。
第六工步：混合料放入到日用桶中备用。
步骤S3，胶化混练：混合料依次经过行星押出机剪切和轧轮机胶化混练；
步骤S4，成膜：混合料送往压延机进行压延成形为膜片；
步骤S5，拉伸压花：膜片依次经过引取轮拉伸、再经压花装置压花，最后经过纵向拉伸设备延伸；
步骤S6，膜片回火：膜片通过回火装置进行回火；
步骤S7，膜片冷却：膜片通过冷却轮完成冷却；
步骤S8，膜片收卷：膜片在卷取机上完成收卷为成品。
混合料品质检测：
检测取样要求：在步骤S2的第六工步中，随机从日用桶中选取混合料样品。
检测对象：实施例1、实施例2、实施例3。
检测结果：见表1。
Figure BDA0003826425820000081
Figure BDA0003826425820000091
表1
结论：混合料品的色料分散均匀，色度差提高0.2度，并且晶杂点相较于传统工艺样品减少近50％。
薄膜成品品质检测：
检测对象：实施例1、实施例2、实施例3。
检测结果：见表2。
Figure BDA0003826425820000092
Figure BDA0003826425820000101
表2
结论：
1、实施例1～3的平均GV值为26，与与传统标准相比性能提升约30％。
2、实施例1～3的平均表面粗糙度Ra为39uin，与传统标准相比性能提升约10％，薄膜更加光滑。
3、实施例1～3的抗拉强度为2710psi，与传统标准相比性能提升约35％，薄膜更加坚韧。
4、实施例1～3的延长率为113％，与传统标准相比性能提升约25.5％，薄膜的变形性能更加优秀。
5、实施例1～3的透光率为21.8％，与传统标准相比性能提升约10％，薄膜更加透明。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，原料准备：准备聚丙烯树脂、天然钙粉、辅剂、色料；
步骤S2，原料混合，包括以下工步：
第一工步：将聚丙烯树脂投入到混合机中；
第二工步：将色料投入到混合机中混合，色料投入温度范围60～65℃；
第三工步：将辅剂投入到混合机中低速混合，辅剂投入温度范围70～75℃；
第四工步：混合料在混合机中高速转动混合，直到混合料温度升高到85～90℃；
第五工步：将混合料从混合机投入到泄冷桶中冷却；
第六工步：混合料放入到日用桶中备用；
步骤S3，胶化混练：混合料依次经过行星押出机剪切和轧轮机胶化混练；
步骤S4，成膜：混合料送往压延机进行压延成形为膜片；
步骤S5，拉伸压花：膜片依次经过引取轮拉伸、再经压花装置压花，最后经过纵向拉伸设备延伸；
步骤S6，膜片回火：膜片通过回火装置进行回火；
步骤S7，膜片冷却：膜片通过冷却轮完成冷却；
步骤S8，膜片收卷：膜片在卷取机上完成收卷为成品。
2.根据权利要求1所述的一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于：在步骤S2的第二工步中，色料的混合温度设置为60℃。
3.根据权利要求2所述的一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于：在步骤S2的第二工步中，色料的混合时间为360s。
4.根据权利要求3所述的一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于：在步骤S2的第三工步中，辅剂的混合温度设置为70℃。
5.根据权利要求4所述的一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于：在步骤S2的第三工步中，辅剂低速混合的混合时间为300s。
6.根据权利要求5所述的一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于：在步骤S2的第三工步中，辅剂低速混合的转速为500RPM。
7.根据权利要求6所述的一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于：在步骤S2的第四工步中，当混合料温度达到75℃开始高速混合，直到混合料温度达到85℃高速混合停止。
8.根据权利要求7所述的一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于：在步骤S2的第四工步中，高速混合的转速为2000RPM。
9.根据权利要求8所述的一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于：在步骤S2的第五工步中，混合料的冷却温度范围50～55℃。
10.根据权利要求1所述的一种环保节能PP材料的制备工艺，其特征在于：在步骤S1中，各组分按照重量份数计数：聚丙烯树脂50～80份，天然钙粉20～50份，辅剂包括润滑剂0.5～1份，色料0.003份；其中润滑剂为长链脂肪酸酯的一种或多种混合，改质剂为共聚PP的一种或多种的混合。
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