專利名稱：無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒及其生產(chǎn)方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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的無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒及其生產(chǎn)方法和設(shè)備。屬非織造布用材料及其專 用生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
制作無紡布的原料，以往全部采用的是PP (聚丙烯)，PP為石油副產(chǎn) 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采用高速旋轉(zhuǎn) 混合機(jī)將介體及各種助劑與無機(jī)物充分摻混、脫水活化，形成半溶團(tuán)塊， 然后采用破碎機(jī)進(jìn)行破碎后用單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)完成造粒過程。隨著 社會的進(jìn)步和人們對環(huán)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(yán)格的脫揮要求。另一方面，有時出于某些 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 以便于介體與其它無機(jī)、有機(jī)增強(qiáng)填料和各種有助于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(jìn)行混煉，而經(jīng)混煉過程后又需要將這 些不需要的可揮發(fā)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(chǎn)品中需要的助劑等從共混體中溶解進(jìn)行分離，如采用現(xiàn)通 常的工藝過程及設(shè)備，則工藝流程復(fù)雜，耗時費力，對生產(chǎn)有著制約，為 此這些過程都要求使用新的工藝和對設(shè)備進(jìn)行改造。
目前使用的單螺桿擠出機(jī)，通常按照螺桿旋轉(zhuǎn)方向，由輸料段進(jìn)入的 物料按一定的壓縮比壓縮，在混煉段進(jìn)行滲混、分散，其脫揮效果差，需 要經(jīng)過二次或三次重復(fù)^l工才能完成最終性能的分散、脫揮要求。而使用 的雙螺桿擠出機(jī)，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(shè)備，但同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出對物料的剪切作用大，由于物料長時期 處在高溫高壓下，特別是物料在完成各性能后其流體還處在極高的溫度下 完成擠出，對產(chǎn)品的某些性能等都會有不利的影響，高溫擠出的產(chǎn)品密實 度差，易二次吸水。同時雙螺桿擠出機(jī)自潔性差，造成物料停留時間長， 分散混合性較差，對生產(chǎn)工藝要求極高，因些限制了它們各自在生產(chǎn)中的 應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于克服上述不足，提供一種材料價格較低的無紡 布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒，以部分取代材料價格較高的無紡布用PP材料。
本發(fā)明的第二目的在于克服上述不足，提供一種材料價格較低的無紡 布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的第三目的在于克服上述不足，提供一種具有較佳脫揮、混合 和輸送效果的用于高濃度填充、著色體系的階梯式雙螺桿擠出機(jī)。
本發(fā)明的第一目的是這樣實現(xiàn)的 一種無紡布復(fù)合，濟(jì)母粒，其特征 在于它主要由以下重量份的原料組成
融熔指數(shù)60-卯的聚丙烯樹脂12-18份 融熔指數(shù)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 復(fù)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(fā)明通過將融熔指數(shù)60-卯的聚丙烯樹脂和融熔指數(shù)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(diào)節(jié)整個融熔指數(shù)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(xué)反應(yīng)，熱 穩(wěn)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(chǎn)品的光潔度和 擠出時流動性，
所述復(fù)合抗氧劑，具有突出的強(qiáng)穩(wěn)定性，對產(chǎn)品有長效保護(hù)作用，可 有效的抑制聚合物的熱降解和氧化降解，提高產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)；
所述硬脂酸鋅，是脂肪酸金屬鹽，在通常塑料制品中，是最有效的潤 滑劑，可以改善顏料的擴(kuò)散性，減少塑料機(jī)械內(nèi)摩擦力，提高產(chǎn)品擠出率， 同時，增加材料表面的光澤度等。
所述鈦酸酯偶聯(lián)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(lián)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(chǎn)品白度。 本發(fā)明的第二目的是這樣實現(xiàn)的 一種無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒的生產(chǎn)方
法，其特征在于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于一攪拌容器內(nèi)，攪拌混合均勻。 步驟二、成型
將充分混合的混合料送入雙螺桿擠出機(jī)，使其充分混合、熔融、分散 并擠出成型，在此過程中，利用循環(huán)水控制溫度。 步驟三、造粒
將雙螺桿擠出機(jī)擠出的成型物再送入單螺桿擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出、切 粒、振動篩篩選制得無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒，包裝即可。
本發(fā)明采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(fā)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，并可節(jié)省大量的能源。
本發(fā)明的第三目的是這樣實現(xiàn)的 一種階梯式螺桿擠出機(jī)，其特征在 于它包括第一階雙螺桿擠出機(jī)和第二階單螺桿擠出機(jī)，所述第一階雙嫘 桿擠出機(jī)和第二階單螺桿擠出機(jī)呈"T"字型布置，第一階雙螺桿擠出機(jī)的 ,出料口與第二階單螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口相連通。
本發(fā)明階梯式螺桿擠出機(jī)，所述第一階雙螺桿擠出機(jī)包括傳動裝置I 、
喂料裝置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(nèi)的嚙合平行同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿元件，所述螺桿元件包括螺桿芯軸、 螺紋元件和捏合元件，所述傳動裝置I與螺桿芯軸相連，螺紋元件和捏合 元件從上游側(cè)到下游側(cè)排列在螺桿芯軸上；所述第二階單螺桿擠出機(jī)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(tǒng) 包括筒體n和螺桿，所述傳動裝置n與螺桿相連。
物料由第一階雙螺桿擠出機(jī)出料端經(jīng)第二階單螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料端進(jìn) 入第二階單螺桿擠出機(jī)，進(jìn)入第二階單螺桿擠出機(jī)的物料己基本呈塑化狀
態(tài)，可以避免積料停留時間長而引起分解。因此本發(fā)明階梯式雙螺桿擠出 機(jī)具有較佳脫揮、混合和輸送效果，可適應(yīng)當(dāng)前共混物生產(chǎn)高濃度填充、 著色體系。


圖i為本發(fā)明采用的階梯式螺桿擠出機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明采用的第一階雙螺桿擠出機(jī)的螺桿結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明采用的第二階單螺桿擠出機(jī)的螺桿結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中驅(qū)動電機(jī)Il、聯(lián)軸器I2、齒輪箱I3、喂料裝置4、脫揮排氣 口5、筒體16、捏合元件7、螺紋元件8、螺桿芯軸9、驅(qū)動電機(jī)IIIO、聯(lián) 軸器IIll、齒輪箱I112、螺桿13、擠出切料系統(tǒng)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(shù)90的聚丙烯樹脂15kg，融熔指數(shù)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，復(fù)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于一攪拌容器內(nèi)，攪拌混合均勻。
三、 成型
將充分混合的混合料送入雙螺桿擠出機(jī)，使其充分混合、熔融、分散 并擠出成型，在此過程中，利用循環(huán)水控制溫度。
四、 造粒
將雙螺桿擠出機(jī)擠出的成型物送入單螺桿擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出、切粒、 振動篩篩選制得無紡布成品，包裝即可。 實施例2: 一、備料
稱取融熔指數(shù)60的聚丙烯樹脂15 kg，融熔指數(shù)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，復(fù)合抗氧劑0.6 kg,硬脂酸鋅2 kg, 鈦酸酯偶聯(lián)劑2kg，白油1.7kg，金紅石鈦白粉1.7kg。
其余均同例l。
上述生產(chǎn)過程采用的是一臺階梯式螺桿擠出機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。 該階梯式螺桿擠出機(jī)由第一階雙螺桿擠出機(jī)和第二階單螺桿擠出機(jī)組成。 所述第一階雙螺桿擠出機(jī)和第二階單螺桿擠出機(jī)呈"T"字型布置，第一階 雙螺桿擠出機(jī)的出料口與第二階單螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料端相連通。
所述第一階雙螺桿擠出機(jī)主要由驅(qū)動電機(jī)I 1、聯(lián)軸器I 2、齒輪箱I 3、 喂料裝置4、輸送混合裝置、脫揮排氣系統(tǒng)和軟水循環(huán)系統(tǒng)(未示出)組 成。所述輸送混合裝置主要由筒體I6、螺桿芯軸9、螺紋元件8、捏合元 件7和螺桿控溫系統(tǒng)(未示出)組成，如圖2。驅(qū)動電機(jī)I 1通過聯(lián)軸器I 2與齒輪箱I 3相連，齒輪箱I 3輸出軸與螺桿芯軸7相連。本實施方案使 用了螺桿直徑為062mm，螺桿有效長徑比為40,筒體I 6分九段控溫，螺 桿中心距為52mm，螺紋嚙合深度llmm，螺距4泰72mm,螺桿頭數(shù)2。筒 體I6頂部設(shè)置喂料裝置4一個，脫揮排氣口5三個。
所述第二階單螺桿擠出機(jī)主要由驅(qū)動電機(jī)IIIO、聯(lián)軸器IIll、齒輪箱 1112、輸送混合裝置、軟水循環(huán)系統(tǒng)(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、螺桿13 (如圖3)和螺桿控溫系統(tǒng)(未 示出)組成，螺桿13裝在筒體II15內(nèi)。驅(qū)動電機(jī)II10通過聯(lián)軸器II11與 齒輪箱II12相連，齒輪箱II12輸出軸與螺桿13相連。本實施方案使用了 螺桿直徑為0l5Omm，螺桿有效長徑比為7，筒體II分二段控溫，螺桿頭數(shù) 1。
所述第一階雙螺桿擠出機(jī)出料端可安裝或不安裝斷料刀片，具體視物 料而定。并在第一階雙螺桿擠出機(jī)出料端與第二階單螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料端 之間設(shè)置過濾排氣連接罩。
工作原理
根據(jù)工藝要求設(shè)置第一階、第二階各區(qū)段溫度，升溫達(dá)到設(shè)置溫度時， 啟動電機(jī)，按一定量將粉體及混合體加入第一階雙螺桿擠出機(jī)的加料口中， 在前五段筒體內(nèi)高壓預(yù)混和后，共混流體流到第六段排氣口進(jìn)行預(yù)脫
揮，可脫除50%~60%的揮發(fā)份，共混流體到第九段排氣口時進(jìn)行二次真空 排氣，可脫除30%~40%的揮發(fā)份。脫除了揮發(fā)份的流體通過輸送螺紋元件 送入第二階單螺桿擠出機(jī)，其間完成最后少量揮發(fā)份的脫除，進(jìn)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(tǒng)，完成整個加工工藝。
本發(fā)明采用的階梯式螺桿擠出機(jī)是一種有效的生產(chǎn)設(shè)備，它是通過螺 桿功能，使共混物流體處在高壓摻混、分散、熔煉及高于揮發(fā)性成份溫度 的狀態(tài)下，進(jìn)行一個和多個排氣段，在此壓力突然降低或呈負(fù)壓時，低沸 之物、水分子及低分子物急劇氣化，沖破熔體包裹的阻力以氣態(tài)排出機(jī)體 外，這些過程可視產(chǎn)品的要求經(jīng)幾次重復(fù)，可使熔體內(nèi)殘余揮發(fā)物含量降 至最低，脫揮過程完成的共混物進(jìn)入擠出造粒設(shè)備，在低溫、高壓情況下 完成成粒產(chǎn)品，使共混物提高密實度，不會被二次吸濕水份，保證了產(chǎn)品 加工工藝要求及儲存運輸?shù)男枰?br> 權(quán)利要求
1、 一種無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒，其特征在于它主要由以下重量份的原料 組成融熔指數(shù)60-90的聚丙烯樹脂12-18份融熔指數(shù)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份復(fù)合抗氧劑0.5-0.7份硬脂酸鋅1.5-2.5份鈦酸酯偶聯(lián)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒，其特征在于它主 要由以下重量份的原料組成融熔指數(shù)60-卯的聚丙烯樹脂15份 融熔指數(shù)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 復(fù)合抗氧劑0.6份 硬脂酸鋅2份 鈦酸酯偶聯(lián)劑2份 白油1.7份 金紅石鈦白粉1.7份。
3、 一種如權(quán)利要求1所述的無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒的生產(chǎn)方法，其特征 在于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于一攪拌容器內(nèi)，攪拌混合均勻， 步驟二、成型將充分混合的混合料送入雙螺桿擠出機(jī)，使其充分混合、熔融、分散 并擠出成型，步驟三、造粒將雙螺桿擠出機(jī)擠出的成型物送入單螺桿擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出、切粒、 振動篩篩選制得無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒，包裝。
4、 一種如權(quán)利要求1所述的無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒的生產(chǎn)設(shè)備，其特征 在于所述生產(chǎn)設(shè)備采用的是一臺階梯式螺桿擠出機(jī)，所述階梯式螺桿擠 出機(jī)包括第一階雙螺桿擠出機(jī)和第二階單螺桿擠出機(jī)，所述第一階雙螺桿 擠出機(jī)和第二階單螺桿擠出機(jī)呈"T"字型布置，第一階雙螺桿擠出機(jī)的出 料口與第二階單螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口相連通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒的生產(chǎn)設(shè)備，其特 征在于所述第一階雙螺桿擠出機(jī)包括傳動裝置I 、喂料裝置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(nèi)的嚙合 平行同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿元件，所述螺桿元件包括螺桿芯軸(9)、螺紋元件(8) 和捏合元件(7)，所述傳動裝置I與螺桿芯軸(9)相連，螺紋元件(8)和捏合元 件(7)從上游側(cè)到下游側(cè)排列在螺桿芯軸(9)上；所述第二階單螺桿擠出機(jī)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(tǒng)包括筒體II (15)和裝在筒體II(15)內(nèi)的螺桿(13),所述傳動裝置II與 螺桿(13)相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒的生產(chǎn)設(shè)備，其特 征在于所述第一階雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑為062mm,螺桿有效長徑比 為40，螺桿中心距為52mm，螺紋嚙合深度llmm，螺距44^72mm雙頭； 所述第二階單螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑為015Omm，螺桿有效長徑比為7，單頭。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4、 5或6所述的一種無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒的生產(chǎn)設(shè) 備，其特征在于所述第一階雙螺桿擠出機(jī)出料端安裝有斷料刀片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無紡布復(fù)合經(jīng)濟(jì)母粒及其生產(chǎn)方法和設(shè)備，所述母粒配方為融熔指數(shù)60-90的聚丙烯樹脂12-18份，融熔指數(shù)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，復(fù)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(chǎn)方法為將原料充分混合后送入雙螺桿擠出機(jī)，再送入單螺桿擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出、切粒、篩選制得無紡布成品；所述生產(chǎn)設(shè)備采用的是一臺階梯式螺桿擠出機(jī)，包括第一階雙螺桿擠出機(jī)和第二階單螺桿擠出機(jī)，兩臺擠出機(jī)呈“T”字型布置。本發(fā)明采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(fā)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，并可節(jié)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(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者胡國川 申請人:胡國川