雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)涂覆級聚丙烯的工藝優(yōu)化改進(jìn)

孟范悅

（大慶石化公司開發(fā)公司，黑龍江 大慶 163714）

工業(yè)技術(shù)

雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)涂覆級聚丙烯的工藝優(yōu)化改進(jìn)

孟范悅

（大慶石化公司開發(fā)公司，黑龍江 大慶 163714）

對雙螺桿擠出機(jī)實施喂料系統(tǒng)改造，將單喂料系統(tǒng)改為雙喂料系統(tǒng)。結(jié)果表明，對喂料系統(tǒng)改造后能夠滿足實際生產(chǎn)需要，所生產(chǎn)涂覆級聚丙烯質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)異。在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，不但優(yōu)化了涂覆級聚丙烯生產(chǎn)工藝流程，簡化了生產(chǎn)過程控制，而且減少了能源消耗，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

雙喂料系統(tǒng)；擠出機(jī)；涂覆級；熔融指數(shù)

某企業(yè)的原料車間主要生產(chǎn)涂覆級聚丙烯，原料預(yù)混過程中由于引發(fā)劑為過氧化物，在高速混合過程中極易因靜電而發(fā)生閃爆，同時原料中又含有粉料（聚丙烯等）、液體物料（引發(fā)劑），在混合時易出現(xiàn)混合不均勻的現(xiàn)象，造成引發(fā)劑在擠出機(jī)內(nèi)分布不均勻，使產(chǎn)品涂膜料熔融指數(shù)控制不穩(wěn)，造成涂膜料質(zhì)量波動。成品涂覆級聚丙烯熔體流動速率在20～41 g/10 min波動范圍較大，而涂覆級聚丙烯熔體流動速率為37～40 g/10 min，涂膜料產(chǎn)品合格率僅為90.2%。

1 生產(chǎn)工藝流程

原料車間的涂覆級聚丙烯生產(chǎn)采用兩步法工藝，由雙螺桿擠出機(jī)分2次造粒后生產(chǎn)合格涂膜料。主要流程為［1］:（1）降解母料制備。將原料聚丙烯T30S與引發(fā)劑通過高速混合機(jī)進(jìn)行預(yù)混，時間大約3～5 min，之后投入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融、連續(xù)塑化、再由擠出機(jī)膜板孔擠出條狀熔融物料，通過冷卻水槽、風(fēng)干機(jī)進(jìn)入切粒機(jī)，高速旋轉(zhuǎn)的切刀切成Φ3×3合格顆粒，然后進(jìn)入振動篩中進(jìn)行篩選，成品作為降解母料。（2）涂覆級聚丙烯制備。將降解母料與聚丙烯原料充分摻混后，然后投入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融、連續(xù)塑化、再由擠出機(jī)膜板孔擠出條狀熔融物料，通過冷卻水槽、風(fēng)干機(jī)進(jìn)入切粒機(jī)中，由高速旋轉(zhuǎn)的切刀切成Φ3×3合格顆粒，然后進(jìn)入振動篩中進(jìn)行篩選，生產(chǎn)出成品涂膜料，工藝流程見圖1。

圖1 涂膜料生產(chǎn)工藝流程

2 實驗過程

原料車間為解決涂覆級聚丙烯生產(chǎn)過程中原料預(yù)混不均勻、成品涂膜料熔體流動速率波動較大的問題，擬在擠出機(jī)上增加1個小型喂料器，將涂膜料的原料T30S與輔料降解劑分成2部分加入擠出機(jī)，主原料聚丙烯粉通過主喂料器進(jìn)行喂料，輔助原料降解劑通過輔助喂料器進(jìn)行喂料，這樣可以解決原料混合不均勻的問題。

將原有單喂料模式改造成雙料口同時進(jìn)料模式:將1#雙螺桿擠出機(jī)喂料系統(tǒng)（喂料電機(jī)、喂料螺桿及相應(yīng)部分）拆下，安裝到2#雙螺桿擠出機(jī)上，與2#機(jī)原喂料系統(tǒng)組成“雙喂料系統(tǒng)”，在第1次改造完成后的試驗過程中，發(fā)現(xiàn)喂料系統(tǒng)下方墊片由于震動而發(fā)生位移，而后進(jìn)行了第2次改造，增加了固定支架，解決了震動位移問題。改造的雙喂料系統(tǒng)由主喂料器、輔喂料器、機(jī)筒等組成。生產(chǎn)原料通過主、輔喂料器進(jìn)行喂料，主要原料聚丙烯粉料等經(jīng)主喂料器進(jìn)入機(jī)筒，輔料降解劑經(jīng)輔喂料器進(jìn)入機(jī)筒，主要原料和輔料進(jìn)入機(jī)筒后，在一定的溫度下，經(jīng)螺桿剪切、混合、反應(yīng)、擠出，生產(chǎn)出涂膜料產(chǎn)品，雙喂料系統(tǒng)流程［2］見圖2。

圖2 雙喂料系統(tǒng)流程

3 實際運行情況

（1）首先混合母粉，其中主料T30S從主喂料口加入，降解劑從輔喂料加入，將母粉與基料T30S通過雙喂料系統(tǒng)進(jìn)行喂料混合。通過檢測成品涂覆級聚丙烯指數(shù)波動范圍:MI±5 g/10 min，判斷雙喂料系統(tǒng)改造是否適用于涂膜料生產(chǎn)［3，4］。

（2）方案一:用大慶華科股份有限公司生產(chǎn)的粉料（MI值為8 g/10min）與引發(fā)劑混合制成降解母粉（配比100:1.2），而后將降解母粉與T30S通過雙喂料系統(tǒng)進(jìn)行喂料，聚丙烯T30S從主喂料口進(jìn)料，輔料降解母粉從小喂料口進(jìn)行喂料，生產(chǎn)時間從上午10:00至下午13:30結(jié)束，結(jié)果見圖3。

（3）方案二:同一方法用大慶華科股份有限公司生產(chǎn)的降解母粒與T30S雙喂料系統(tǒng)進(jìn)行喂料，生產(chǎn)時間從下午13:45至17:00結(jié)束，結(jié)果見圖4。

圖4 方案二的實驗結(jié)果

從圖3，4可看出，采用降解母粉+T30S雙喂料試驗過程中指數(shù)波動范圍較大（22～35 g/10min），11:10以后數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，數(shù)據(jù)均在23～30 g/10min之間；而采用降解母粒+T30S雙喂料試驗，整個過程指數(shù)波動平穩(wěn)（38～40 g/10min）之間［5］。

4 結(jié)束語

雙螺桿擠出機(jī)的雙喂料系統(tǒng)實施技術(shù)改造后，涂覆級聚丙烯生產(chǎn)過程中不同原料加料均勻性得到保證，且可以根據(jù)產(chǎn)品涂膜料熔融指數(shù)檢測結(jié)果及時進(jìn)行降解劑添加比例調(diào)整。產(chǎn)品熔體流動速率在37～40 g/10 min之間，產(chǎn)品一級品率由94.1%提高到98.7%，提升了涂膜料產(chǎn)品市場競爭力，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果，達(dá)到節(jié)能減排的要求，具有推廣應(yīng)用價值。

［1］趙國春.聚丙烯涂覆專用料的研制與應(yīng)用［J］.現(xiàn)代塑料加工與應(yīng)用，1986（6）:38-41.

［2］黃松.涂覆級基乙烯聚丙烯樹脂開發(fā)現(xiàn)狀與應(yīng)用［J］.塑料科技，2007（3）:43-45.

［3］羅磊.PP涂覆專用料的制備［J］.塑料加工應(yīng)用，1998（3）:20-23.

［4］羅國榮.涂覆級PP綜述［J］.塑料科技，1997（4）:51-53.

［5］李鵬，耿孝正.同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)捏合塊流道三維流場分析［J］.中國塑料，2000（3）:75-82.

Optimization and improvement of process for coating grade PP production using twin-screw extruder

Meng Fanyue
（Development Company of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

Improvement was made to the feeding system of the twin-screw extruder,which changed the single feeding system into the double feeding system.The result showed that,the improved feeding system can meet the requirement of practical production, the quality of the coating grade PP produced is stable,and the performance of it is excellent.Under the premise of meeting the production process requirement,the improvement not only optimized the production process flow of the coating grade PP,simplified production process control,but also reduced energy consumption,had better economic benefit.

double feeding system;extruder;coating grade;melt index

TQ320.5

：B

：1671-4962（2017）03-0018-02

2017-02-12

孟范悅，女，工程師，2007年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作。