[发明专利]发泡聚丙烯珠粒的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及化学品的生产工艺，尤其涉及一种发泡聚丙烯珠粒的生产工艺。

背景技术

发泡聚丙烯(Expandedpolypropylene简称EPP)是一种性能卓越的泡沫塑料，具有强度高、耐化学性好、耐高温、能量吸收优异特性、表面保护特性和隔音性能好、质量轻，可大幅度减轻物品重量；可以自然降解，不会造成白色污染，被称为绿色泡沫，是世界上产量增加最快的通用热塑性材料。目前EPP已在日用品、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业得到广泛应用，并在快速替代聚氨酯(PU)泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料和聚乙烯烃(PE)泡沫塑料。目前，国内外生产发泡聚丙烯的方法主要采用挤出连续式生产和釜式间歇式生产两种方式，其特点分别为：

1、挤出连续式生产：效率高，工艺相对简单，原材料特殊。主要用于挤出片材，其产品质量一般。温度难于控制，难于保证发泡聚丙烯质量。

2、釜式间歇式生产：效率低，工艺过程复杂，设备要求高。主要应用于发泡聚丙烯珠粒的生产。

现有技术发泡聚丙烯珠粒的生产一般采用釜式瞬间卸料的间歇生产，该方法是物料在高温高压条件下瞬间从反应釜释放到下一个容器中。由于高压，瞬间释放过程中有很大的冲击力，对反应釜和容器很容易造成劳损，存在安全隐患；由于在高温高压条件下瞬间卸料，物料表面还未及时冷却就释放到容器中，使发泡聚丙烯珠粒易于变形，聚丙烯发泡不均匀，表观质量难于控制。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种新的发泡聚丙烯珠粒的生产工艺。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种发泡聚丙烯珠粒的生产工艺是，以聚丙烯树脂为基体，以纯水为溶剂，以二氧化碳为发泡剂，以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂，以高岭土粉末为分散剂，置于反应釜内并在恒温恒压状态下形成聚合物/气体均相饱和体系，然后恒压出料，得到发泡聚丙烯珠粒。

以聚丙烯树脂为100重量份计，纯水的加入量为200-400重量份，十二烷基苯磺酸钠的加入量为0.1-0.8重量份、高岭土粉末的加入量为0.05-0.8重量份，向反应釜内通入高压CO₂气体至使反应釜内压力为2.0-7.0MPa。

所述恒温恒压状态是指，当温度达到130-168℃、压力达到3-8MPa后，恒定温度和压力30-60min，使聚丙烯树脂和CO₂达到溶解平衡。

所述在恒温恒压状态下形成聚合物/气体均相饱和体系是指，先向反应釜内通入CO₂升压到4.0-8.0MPa，然后将反应釜的卸料阀打开，使反应釜中的物料出料到离心脱水机中，出料的同时通过自动控制CO₂进气阀的开度，使反应釜内压力始终恒定在设定压力，维持卸料阀两边的差压，直到釜内水全部排尽，得到发泡聚丙烯珠粒。

所述反应釜采用双调节阀恒压，采用导热油炉加热，并通过串级PID控制温度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、为了保证体系的恒温恒压状态，本发明采用双调节阀自动恒压控制，将反应釜内的压力恒定到设定压力，随着CO₂的不断溶解，反应釜压力降低时，程序打开进气阀进行补气，若釜内压力过高，则打开放空阀自动进行泄压到设定压力。

2、本发明采用导热油炉加热反应釜，通过串级PID控制，使反应釜温度精确恒定在设定温度；在此状态恒定一段时间，当CO₂溶解达到平衡，即形成PP聚合物/气体均相饱和体系。

3、为实现产品质量方便易控，设计中采用恒压出料，出料的同时通过自动控制CO₂进气阀的开度，使釜内压力始终恒定在设定压力，维持出料口两边的差压，保证所有料具有相同的压降速率。

4、为了控制熔体降温速度，形成需要的泡孔结构，本发明采用了可以调节的降温系统，通过调节送料速率和冷却水流量来控制熔体温降速率；以保证珠粒表观质量其发泡倍率在一定范围之内。

5、工艺操作简单，发泡聚丙烯珠粒发泡均匀，流体流通顺畅，不粘壁，不变形，聚丙烯珠粒质量易于控制；

6、由于采用恒温恒压出料，减少了设备劳损，增加了设备使用寿命，减少了安全生产隐患。

具体实施方式