[发明专利]一种聚丙烯熔喷无纺布生产装置及方法

说明书

一种聚丙烯熔喷无纺布生产装置及方法，将聚丙烯树脂、加工助剂加入同向旋转双螺杆挤出机中，熔融混合，并通过反应发生降粘；脱除熔融物料中的可挥发性物质，得到粘度降低的聚丙烯熔体；将驻极母粒加入同向旋转双螺杆挤出机中；聚丙烯熔体经熔体泵增压后流入熔喷纺丝机头，经熔喷纺丝机头喷出，同时高压气流装置对经熔喷纺丝机头喷出的聚丙烯纤维施加高速气流喷吹牵伸；移动收集喷出的聚丙烯微纤网，得到聚丙烯熔喷无纺布。本发明可采用市售普通聚丙烯直接生产，不需要专用的熔喷料，并且能够在线直接调控聚丙烯的流动性，可以更加精准和直接地控制熔喷无纺布的产品性能，减少了物料多次受热历程，实现了生产的短流程和高效率，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及一种无纺布加工成型领域，特别涉及一种聚丙烯熔喷无纺布生产装置及方法。

背景技术

熔喷无纺布属于非织造布的一种，由于熔喷成纤过程中聚合物熔体受到高速气流喷吹牵伸而形成直径为几微米的超细纤维，因此熔喷无纺布具有优异的阻隔过滤性、透气性、吸油性，广泛应用于医疗防护、卫生洁材、吸油材料、隔热吸音材料、电池隔板等领域。聚丙烯作为一种通用高分子材料，具有优异的力学性能、耐温性、耐腐蚀、密度低、可循环利用、来源广泛等优点，是熔喷无纺布的主要原料。

现有技术中制备聚丙烯熔喷无纺布都要求聚丙烯具有极高的熔融指数(≥500g/10min)，需要专用的聚丙烯熔喷料。如EXXON MOBIL的PP3546G(MI＝1200g/10min)，PP3746G(MI＝1200g/10min)，此外，燕山石化也开发了高熔融流动聚丙烯熔喷料。但合成法制备聚丙烯专用熔喷料价格较高，产量有限，很难在下游熔喷布生产企业中推广。另外常用的聚丙烯熔喷料制备工艺通常采用反应挤出控制降解的方法，来获得高熔融指数聚丙烯。这种反应挤出方法生产成本低，熔指精确可调，在现有熔喷无纺布生产中应用较多。

专利CN109503935A公开了一种低气味高透明超高流动性聚丙烯及其制备装置和方法；专利CN104589523A公开了一种聚丙烯熔喷无纺布专用料生产方法及生产装备；专利CN109912891A公开了熔喷共聚物及其制备方法。以上三个专利都是通过采用过氧化物引发控制降解提高聚丙烯的熔融指数，例如，熔融指数高于1200g/10min，甚至达到2000g/10min，如此高的流动性对牵引、冷却和切粒提出了非常高的要求，并且制备聚丙烯粒子尺寸不均匀，这对熔喷纺丝稳定性造成影响。

发明内容

本发明提出一种聚丙烯熔喷无纺布生产装置及方法，采用市售普通聚丙烯直接生产，不需要专用的熔喷料，解决了熔喷无纺布生产过程中的原料供应的受限问题，并且能够在线直接调控聚丙烯的流动性，可以更加精准和直接地控制熔喷无纺布的产品性能。

本发明的技术方案为：

根据本发明的一个方面，提供了一种聚丙烯熔喷无纺布生产装置，包括同向旋转双螺杆挤出机、熔体泵、熔喷纺丝机头、高压气流装置、收集装置以及控制系统，其中，同向旋转双螺杆挤出机的螺杆长径比L/D在52-72之间，在同向旋转双螺杆挤出机的机筒上距主加料口36-52D之间的任一位置设有至少一个真空排气口；在机筒上距主加料口42-68D之间的任一位置设有固体侧喂料加料口，固体侧喂料加料口位于机筒的任一侧壁，其中，L和D分别为同向旋转双螺杆挤出机的螺杆的长度和直径尺寸；熔体泵串联安装在同向旋转双螺杆挤出机出口与熔喷纺丝机头之间，高压气流装置与熔喷纺丝机头的气体流道相连通，收集装置位于熔喷纺丝机头的下游，以及控制系统用于控制同向旋转双螺杆挤出机、熔体泵、高压气流装置、熔喷纺丝机头以及收集装置。

可选的，在上述聚丙烯熔喷无纺布生产装置中，在机筒上距主加料口8-20D之间任一位置设有至少一个液体加料口或固体加料口。

可选的，在上述聚丙烯熔喷无纺布生产装置中，机筒上距同向旋转双螺杆挤出机出口的上游5-10D的任一位置开设有超临界流体注入口，超临界流体注入口上安装有超临界流体注入阀，与超临界流体计量系统相连接。