聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋技术探讨 8页

聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋技术探讨?38?河南化工HENANCHEMICALINDUSTRY2009年第26卷聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋技术探讨张世鸣,张国胜(洛阳金达石化有限责任公司,河南洛阳471012)摘要:介绍了聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋的X-艺技术,讨论了原料和助剂对涂覆质量和生产过程的影响.结果表明:通过选择合适的混配料配方和适当的工艺条件,可以实现复合塑料编织袋的稳定生产,产品的涂覆质量符合国标要求.关键词:聚丙烯;粉料;助剂;涂覆;编织袋中图分类号:TQ322文献标识码:A文章编号:1003—3467(2009)09—0038—03ProductionofComplexPlasticWovenBagsfromP0lyprOpylenePowderbyDirectPastingMethodZHANGShi—ming,ZHANGGuo—sheng(LuoyangJindaPetrochemistryIndustryCo.Ltd.,Luoyang471012,China)Abstract:Theprocessofcomplexplasticwovenbagsfrompolypropybenepowderbydirectpastingmethodisintroduced,theeffectofrawmaterialandadditiveagainstcoatingqualityandproductionprocessarediscussed.Theresultshows,stableproductionofcomplexplasticwovenbagscanimplementationbyselee— tingsuitablemixedburdenformulaandprocessconditions,thecoatingqualityofproductsaccordwithFin—tionalstandardrequirements.Keywords:polypropylene;powder;additive;coating;wovenbags1前言聚丙烯复合塑料编织袋因其防潮,可回收,价格便宜而被广泛应用于化工,矿山,水泥等多种行业.据统计,2008年全国塑编制品已达到415万t,仅水泥生产消耗的复合塑料编织袋就达220亿条.2009年一季度,塑编制品行业更是逆市而动,市场形势向好,价格攀升,需求增长明显.有专家估计,包括化肥,粮食,饲料,化工等行业在内的复合塑料编织袋的使用量,预计每年增幅将在6%以上,到2015年可达600亿条.目前,国内复合塑料编织袋的涂覆生产,普遍使用的是共聚涂覆专用料或将均聚聚丙烯粉料改性后生产的涂覆专用料,价格比聚丙烯粉料高1500～3000t,成本高,能耗高¨J.而且从我厂多年使用情况看,这些涂覆专用料,往往因生产厂家不同,生产批次不同而出现质量不稳定的情况,使得复合塑料编织袋生产过程中涂覆工艺波动较大,生产工况不稳,次品率较高,影响了企业的平稳生产和经济效益.为此,我们研究开发了聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋的工艺技术:以聚丙烯粉料为基础树脂,通过加入降温母料,涂覆级聚乙烯,改性树脂及其它助剂,经高速混合后直接用于编织袋的涂覆与复合生产.聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋工艺,不仅减少了生产涂覆料专用料时的改性,造粒,烘干,包装和运输过程,能够节约能源,降低生产成本,而且生产的稳定性也大大提高. 在我厂近一年的实际生产中,用此法生产出的复合塑料编织袋,不仅各项指标均达到国家标准,生产工况平稳,而且取得了良好的经济效益.2实验部分2.1原材料试验中使用的主要化工原辅材料为:均聚聚丙烯PP1,F401,洛阳石化聚丙烯有限责任公司;均聚聚丙烯PP2,045,洛阳石化宏力化工厂;复合抗老化收稿13期:2009—07—20作者简介:张世鸣(1966一),男,工程师,从事于塑料加工工作,电话:(0379)66992646.第9期张世鸣等:聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋技术探讨?39?母料,自制;降温母料,自制;聚乙烯A,市售;改性树脂A,市售;改性树脂B,市售;其它助剂,自制.2.2仪器及设备复合机,SJ—FMFg0/1000B型,浙江雁峰塑料机器总厂;高速混炼机,自制;熔体流动速率仪,XNR一400型,承德市金建检测仪器有限公司;电子试验机,LDT—X型,承德试验机有限责任公司;电子台秤,T1000(G),苏州量器厂.2.3工艺技术路线2.3.1预混合将聚丙烯粉料,降温母料,改性树脂及其它助剂,按一定配比,称重,计量,经高速混炼机混合后制得混配料,加入到复合机组挤出机料斗中待用.2.3.2涂覆与复合涂覆与复合的工艺流程:混配料—_÷加热一挤出—涂覆膜复合—一复合编织布—一裁剪—一缝制—一复合塑料编织袋 3结果与讨论3.1聚丙烯粉料的选择作为基础树脂,我们选择了两种扁丝级均聚聚丙烯粉料PP1和PP2进行考察,结果表明两个厂家生产的聚丙烯粉料均可以使用,但聚丙烯粉料PP1较聚丙烯粉料PP2的熔融指数相对稳定,价格也相对较低.聚丙烯粉料PP1采用日本三井油化液相本体法生产工艺,质量稳定;而聚丙烯粉料PP2则是小本体生产工艺,质量稳定性稍差.综合考虑,选择使用聚丙烯粉料PP1作为基础树脂.3.2降温母料的选择涂覆生产时,为保证涂覆膜平整均匀,涂覆料的流延性能要好,这就要求涂覆料要有良好的流动性.一般地,涂覆料的MFI(熔融指数)应该控制在23～3510min之间.普通均聚聚丙烯粉料都在1.5～3g/l0min,不能满足涂覆工艺的要求,需通过控制降解来增加其流动性,提高熔融指数l2J.聚丙烯树脂的降解可通过加入分子量调节剂来实现.分子量调节剂在一定温度下对高分子量的聚丙烯进行热化学降解,进行热化学降解时,聚丙烯中高分子量级别分解的幅度远大于低分子量级别I4,因而使高分子聚合物在分子量降低的同时,分子量分布明显变窄,熔体流动性提高,涂覆时成膜性变好,与基材的粘结性提高.过氧化物类分子量调节剂,对均聚聚丙烯的熔体流动性具有较好的调节能力.由于分子量调节剂的加入量很少,为保证聚丙烯粉料降解的均匀性和使用方便,我们将选择好的 分子量调节剂制成了降温母料.图1是自制的降温母料对聚丙烯粉料PP1降解效果的曲线图.从图1可以看出,熔融指数为2.5g/10min的聚丙烯粉料PP1,通过加入一定比例的降温母料调节分子量后,其熔融指数能够满足涂覆流动性能的要求.降温母料添加量/%图l降温母料的加入量与熔融指数MFI的关系图1表明,随着降温母料加入比例的增加,混配料的熔融指数增大,说明随着降温母料用量的增加,物料的流动性变好.由于适于涂覆的聚丙烯的一般在23～35g/10rain之间,通过试验,我们选择降温母料在混配料的中比例为0.42%.3.3聚乙烯的选择经过降温母料调节后的聚丙烯混合物的熔体,虽然流动性符合涂覆要求,但熔体的强度较低,韧性较差,在涂覆时会出现挤出膜缩边,粘结不好等现象,因此我们在混配料中加入了涂覆级聚乙烯,以提高涂覆膜的韧性,改善涂覆效果.试验中,我们选择了多种不同牌号的涂覆级低密度聚乙烯,考察了不同牌号聚乙烯及其添加量对涂覆膜剥离力等产品和加工性能的影响,结果表明聚乙烯A的效果较好.其添加量与剥离力和挤出膜单侧收缩量的关系如表1所示.表1聚乙烯A的添加量与剥离力的关系聚乙烯A添加量/%7.09.011131517剥离力/N?(30ram)～2.83.33.84.24.74.9挤出膜单侧收缩量/cm3.02.31.51.31.11.0由表1可知,随着聚乙烯A的用量增加,涂覆 膜与基布的剥离力逐渐增大,剥离力,挤出膜单侧收缩量指标相应提高.但聚乙烯A价格较聚丙烯粉料PP1相对要高,聚乙烯A的加入量越大,涂覆的成本就约高.考虑到国标中对剥离力要求是≥河南化工?40?HENANCHEMICALINDUSTRY2009年第26卷3N?(30mm)～,而工艺上对涂覆过的坯布还要有10m的裁边,所以聚乙烯A的添加量选择为11%.3.4改性树脂的选择试验中发现,聚乙烯A的加入虽然有效地增加了涂覆膜与基布的剥离力,减小了挤出膜单侧收缩量,但由于聚丙烯和聚乙烯的相容性不够好,涂覆膜与基布的粘合还不稳定,生产的平稳性也较差.添加改性树脂可以有效地改善聚丙烯与聚乙烯的相容性,消除生产中出现的破洞,涂覆膜横向不均匀等现象,而且添加适当比例的改性树脂对产品剥离力的提高还有增加作用,每吨混配料的成本也可以降低300元左右.试验中选择了改性树脂A,改性树脂B两种改性树脂,通过对涂覆膜剥离力和生产工况的考察,最终选定了改性树脂B,改性树脂B的加入量与剥离力的关系如表2所示.表2改性树脂B添加量与剥离力的关系改性树脂B添加量/%3.05.07.09.01113剥离力/N?(30mm)～3.83.94.14.14.03.9由表2可以看出,随着改性树脂B添加量的增加,剥离力在添加量小于9%之前呈上升趋势;当改性树脂B添加量大于9%时,随着添加量增加,剥离 力则稍有下降.但试验中当改性树脂B添加量在13%时,成膜性最好,连续生产没有出现破洞漏涂现象,缩边与横向均匀性均较好,综合考虑确定改性树脂B的用量为13%.3.5生产工艺的优化在涂覆料配方确定之后,我们又对聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋的工艺进行了优化,确定出的工艺参数如表3所示.在该参数下,涂覆膜各项指标均较好,可以实现连续稳定生产.根据不同产品和用户的要求,通过调整挤出转速或收卷速度,能够方便地实现对涂覆膜涂层厚度的调节:挤出转速低时,涂层厚;收卷转速高时,涂层变薄.表3生产工艺参数项目一区2.K三区四区上三通下三通模头4应用效果4.1混配料配方通过大量试验,最终确定作为涂覆料的混配料配方如下:均聚聚丙烯PP1,70%;聚乙烯A,11%;改性树脂B,13%;降温母料,0.42%;复合抗老化母料,适量;其它助剂,适量.4.2复合编织布性能指标与应用效果根据上述混配料配方和工艺条件,采用聚丙烯粉料直接涂覆法生产的复合塑料编织袋,能够满足国标GB/T8947—1998复合塑料编织袋质量指标的要求,其主要性能指标如表4所示.一年来的生产实践表明,产品的涂覆膜与基布粘合牢固,生产过程中涂覆膜的成膜均匀平稳,没有出现幅宽不够,膜边波动,粘辊,破膜断膜等不良现象,在窄幅(600mm)双膜和宽幅(110mm)单膜机组均能使用正常,具有 良好的适用性.表4复合塑料编织袋性能指标值得一提的是,采用聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋工艺,可以减少能耗物耗,较大幅度地降低生产成本.据测算,采用聚丙烯粉料直接涂覆法生产复合塑料编织袋工艺可以比使用聚丙烯涂覆专用料每吨成本降低2000元左右,具有推广价值.5结论①使用聚丙烯粉料,通过添加降温母料,涂覆级聚乙烯和改性树脂等助剂,混合后可以直接作为聚丙烯复合塑料编织袋的涂覆原料使用,降低了生产成本,提高了效益.②随着涂覆级聚乙烯用量的增加,涂覆膜的剥离力增加,挤出膜缩边情况得到改善.③添加改性树脂可以有效地改善聚丙烯与聚乙烯的相容性,提高产品性能,稳定生产工况.④经过适当的工艺控制,采用聚丙烯粉料直接涂覆法生产出的复合塑料编织袋,其性能指标能够达到国标要求,满足生产需要.参考文献:[1]黄松,何维华,李秀杰.涂覆级聚乙烯聚丙烯树脂开发现状及应用[J].塑料科技,2007,(3):90[2][英]Ns艾伦等.聚烯烃的降解与稳定[M].张培尧等译.北京:轻工出版社,1988.[3]摩维三,张舜喜.控制降解法在改性聚丙烯中的应用[J].塑料科技,1991,(1):5～7[4]李秀洁,李学军,黄松.聚丙烯高浓缩降解母料生产控制[J].辽宁4Co_r_,2002,(5):195