專利名稱：聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物合成及其后加工，尤其涉及聚合物從合成到成膜的一體化生產(chǎn)工藝，適應(yīng)各種聚合物成膜體系，屬于聚合與成膜加工生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有成膜技術(shù)中，其工藝流程是將聚合物熔體經(jīng)鑄帶冷卻切粒獲得聚合物切片，再將切片烘干、熔融，用螺桿擠壓成膜。目前，已有專門用于生產(chǎn)膜級(jí)切片的技術(shù)和裝置，然而，聚合物合成和拉膜，各自從自身的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝來考慮，上下工藝路線形成獨(dú)立體系，兩者相互脫節(jié)。前一階段是“聚合鑄帶切粒”階段，聚合物單體、催化劑及溶劑先配置成漿料，然后經(jīng)過聚合生成高分子聚合物，再經(jīng)過鑄帶切粒工序形成聚合物切片，最后經(jīng)粒子包裝供后道生產(chǎn)使用。后一階段是“成膜拉伸”階段，以普通粒子和膜粒子為原料，膜粒子中含有CaCO3或SiO2或高嶺土成分，兩種粒子混合起來經(jīng)過結(jié)晶干燥，用螺桿擠出機(jī)加熱擠出，經(jīng)過過濾、成膜，從而制得薄膜產(chǎn)品。
從大的流程角度分析，上述生產(chǎn)方法不夠科學(xué)，加工成本偏高。突出表現(xiàn)在在聚合物生成的末期，需要將熔體冷卻成型、切斷造粒(多為水下造粒)，而在拉膜之前，又要對(duì)聚合物切片進(jìn)行干燥、加熱、熔融，既增加了生產(chǎn)工序和設(shè)備，又過多消耗了能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，包括以下過程先將聚合單體、催化劑或溶劑、成膜添加劑配制成漿料，然后進(jìn)行聚合反應(yīng)，所得聚合物物料直接送至增壓泵，過濾后進(jìn)行成膜加工，然后再經(jīng)過冷卻、拉伸、卷切工序，便得薄膜產(chǎn)品。
進(jìn)一步地，上述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其中，所述成膜添加劑是SiO2、CaCO3或高嶺土。
更進(jìn)一步地，上述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其中，所述成膜添加劑預(yù)先配制成漿料，然后直接加入到聚合反應(yīng)體系當(dāng)中。
更進(jìn)一步地，上述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其中，所述聚合物是聚酯、聚萘、聚乙烯或者聚丙烯；尤其是聚酯，其聚合過程包括酯化或酯交換以及熔融縮聚反應(yīng)過程，所述成膜添加劑在漿料配制或者酯化或酯交換階段加入到反應(yīng)體系當(dāng)中，熔融縮聚反應(yīng)后形成的聚酯熔體直接送至增壓泵。
再進(jìn)一步地，上述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其中，所述薄膜產(chǎn)品是拉伸膜、鑄片膜或者流延膜；尤其是拉伸膜，所述成膜工序包括縱向拉伸和橫向拉伸，從而制成雙向拉伸薄膜產(chǎn)品。
利用本發(fā)明技術(shù)方案，聚合反應(yīng)后獲得的聚合物熔體等物料直接用于成膜，省去了熔體冷卻造粒后干燥、再用螺桿擠出機(jī)將切片熔融擠出等過程，既簡化了生產(chǎn)工序、降低了加工成本，又使成膜添加劑在聚合物熔體中的分布更為均勻，提高了聚酯薄膜產(chǎn)品的質(zhì)量。該方案適用于各種聚合物生產(chǎn)路線，也不受成膜階段限制，不僅適合于聚酯薄膜、聚丙烯薄膜等拉膜生產(chǎn)工藝，同樣適用于鑄片膜、流延膜等其它薄膜生產(chǎn)工藝，具有很強(qiáng)的推廣使用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。
圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式的示意圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中聚合物聚合與成膜加工兩段工藝相互脫節(jié)的現(xiàn)狀，通過在聚合物漿料配置槽上增設(shè)一個(gè)開口，將成膜所需添加劑按工藝計(jì)算后的摩爾配比均勻加入漿料配置槽，并且，將聚合后的物料輸送泵改成增壓泵，直接將聚合物物料送至過濾器，過濾后直接進(jìn)行成膜加工。其工藝過程如圖1所示，即先將聚合單體、催化劑或溶劑、成膜添加劑配制成漿料，然后進(jìn)行聚合反應(yīng)，所得聚合物物料直接送至增壓泵，過濾后進(jìn)行成膜加工，然后再經(jīng)過冷卻、拉伸、卷切工序，便得薄膜產(chǎn)品。
該工藝過程中，加入的成膜添加劑主要是SiO2、CaCO3或高嶺土，成膜添加劑可以預(yù)先配制成漿料，然后直接加入到聚合反應(yīng)體系當(dāng)中。聚合物可以是聚酯、聚萘、聚乙烯或者聚丙烯，是聚酯時(shí)，聚合過程包括酯化或酯交換以及熔融縮聚反應(yīng)過程，成膜添加劑既可以在漿料配制階段加入配料體系，也可以在酯化或者酯交換階段加入到反應(yīng)體系，熔融縮聚反應(yīng)之后形成聚酯熔體，直接送至增壓泵增壓，進(jìn)而進(jìn)行成膜加工。
本發(fā)明的主要特征是將聚合與成膜兩個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)工藝流程連成一個(gè)整體，形成聚合物從聚合到成膜一體化生產(chǎn)工藝，該工藝適用于任何聚合物成膜過程，最終所得薄膜產(chǎn)品既可以是拉伸膜，也可以是鑄片膜或者流延膜。
該工藝流程的關(guān)鍵在于保持聚合階段以及薄膜加工階段的生產(chǎn)穩(wěn)定性，無論哪道階段工序出現(xiàn)波動(dòng)，都會(huì)前后互相影響，使生產(chǎn)消耗增加，達(dá)不到降低成本的目的。
下面以聚酯(PET)聚合與拉膜為例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。這僅僅是一個(gè)應(yīng)用范例，不能理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。
如圖2所示，對(duì)苯二甲酸、乙二醇(EG)等反應(yīng)原料1，與SiO2或高嶺土等成膜添加劑2，按比例一起加入到配料槽3，攪拌均勻后形成混合料4，再用漿料輸送泵送入酯化反應(yīng)釜5，在230～250℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)。酯化反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、低聚合度的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(聚酯，PET)以及大量的水，這些水與部分EG在酯化反應(yīng)釜5內(nèi)部蒸發(fā)，從頂部排出，進(jìn)入脫水塔6分離脫水，廢水從塔頂排出，塔底液相中EG含量較高，可以部分回流進(jìn)入酯化反應(yīng)釜5繼續(xù)參加反應(yīng)。酯化反應(yīng)主產(chǎn)物7從酯化反應(yīng)釜5的出口送到縮聚反應(yīng)釜8，在275～285℃、最低絕對(duì)壓力低于150Pa條件下進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng)，從而得到高聚合度的PET，縮聚過程中的負(fù)壓由真空設(shè)備9形成并維持。
然后，PET熔體10從縮聚反應(yīng)釜8的出口經(jīng)過增壓泵11，將熔體在過濾器12中過濾干凈，到計(jì)量泵13中定量將熔體直接引入到鑄膜頭14，經(jīng)擠壓后形成初生膜，再送至縱向拉伸設(shè)備15和橫向拉伸設(shè)備16進(jìn)行雙向拉伸，形成雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)，最后，經(jīng)過收卷設(shè)備17和薄膜分切設(shè)備18分切，便可獲得BOPET成品。
權(quán)利要求
1.聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，包括以下過程先將聚合單體、催化劑或溶劑、成膜添加劑配制成漿料，然后進(jìn)行聚合反應(yīng)，所得聚合物物料直接送至增壓泵，過濾后進(jìn)行成膜加工，然后再經(jīng)過冷卻、拉伸、卷切工序，便得薄膜產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述成膜添加劑是SiO2、CaCO3或高嶺土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述成膜添加劑預(yù)先配制成漿料，然后直接加入到聚合反應(yīng)體系當(dāng)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述聚合物是聚酯、聚萘、聚乙烯或者聚丙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述聚合物是聚酯，所述聚合過程包括酯化或酯交換以及熔融縮聚反應(yīng)過程，所述成膜添加劑在漿料配制或者酯化或酯交換階段加入到反應(yīng)體系當(dāng)中，熔融縮聚反應(yīng)后形成的聚酯熔體直接送至增壓泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述薄膜產(chǎn)品是拉伸膜、鑄片膜或者流延膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚合物合成與成膜一體化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述薄膜產(chǎn)品是拉伸膜，成膜之后經(jīng)過縱向拉伸和橫向拉伸，制成雙向拉伸薄膜產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚合物從合成到成膜的一體化生產(chǎn)工藝。通過在聚合物合成階段的配料設(shè)備或者預(yù)聚合反應(yīng)設(shè)備上設(shè)置成膜添加劑的引入口，并且將聚合反應(yīng)后獲得的聚合物料直接用于成膜，省卻了冷卻造粒、再用螺桿擠出機(jī)將聚合物切片擠出的過程，既簡化了聚合物薄膜的生產(chǎn)工序、降低了加工成本，又使成膜添加劑在聚合物中的分布更為均勻，提高了聚合物薄膜的產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)B29D7/01GK1923497SQ20051009416
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者束志順, 束成 申請(qǐng)人:束志順, 束成