CN100569498C - 聚合物合成与成膜一体化生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及聚合物从合成到成膜的一体化生产工艺。通过在聚合物合成阶段的配料设备或者预聚合反应设备上设置成膜添加剂的引入口，并且将聚合反应后获得的聚合物料直接用于成膜，省却了冷却造粒、再用螺杆挤出机将聚合物切片挤出的过程，既简化了聚合物薄膜的生产工序、降低了加工成本，又使成膜添加剂在聚合物中的分布更为均匀，提高了聚合物薄膜的产品质量。

Description

聚合物合成与成膜一体化生产工艺

技术领域

本发明涉及聚合物合成及其后加工，尤其涉及聚合物从合成到成膜的一体化生产工艺，适应各种聚合物成膜体系，属于聚合与成膜加工生产工艺技术领域。

背景技术

现有成膜技术中，其工艺流程是将聚合物熔体经铸带冷却切粒获得聚合物切片，再将切片烘干、熔融，用螺杆挤压成膜。目前，已有专门用于生产膜级切片的技术和装置，然而，聚合物合成和拉膜，各自从自身的产品生产工艺来考虑，上下工艺路线形成独立体系，两者相互脱节。前一阶段是“聚合铸带切粒”阶段，聚合物单体、催化剂及溶剂先配置成浆料，然后经过聚合生成高分子聚合物，再经过铸带切粒工序形成聚合物切片，最后经粒子包装供后道生产使用。后一阶段是“成膜拉伸”阶段，以普通粒子和膜粒子为原料，膜粒子中含有CaCO₃或SiO₂或高岭土成分，两种粒子混合起来经过结晶干燥，用螺杆挤出机加热挤出，经过过滤、成膜，从而制得薄膜产品。

从大的流程角度分析，上述生产方法不够科学，加工成本偏高。突出表现在：在聚合物生成的末期，需要将熔体冷却成型、切断造粒(多为水下造粒)，而在拉膜之前，又要对聚合物切片进行干燥、加热、熔融，既增加了生产工序和设备，又过多消耗了能源。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种聚合物合成与成膜一体化生产工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

聚合物合成与成膜一体化生产工艺，包括以下过程：先将聚合单体、催化剂或溶剂、成膜添加剂配制成浆料，然后进行聚合反应，所得聚合物物料直接送至增压泵，过滤后进行成膜加工，然后再经过冷却、拉伸、卷切工序，便得薄膜产品。

进一步地，上述的聚合物合成与成膜一体化生产工艺，其中，所述成膜添加剂是SiO₂、CaCO₃或高岭土。

更进一步地，上述的聚合物合成与成膜一体化生产工艺，其中，所述成膜添加剂预先配制成浆料，然后直接加入到聚合反应体系当中。

更进一步地，上述的聚合物合成与成膜一体化生产工艺，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，其聚合过程包括酯化或酯交换以及熔融缩聚反应过程，所述成膜添加剂在浆料配制或者酯化或酯交换阶段加入到反应体系当中，熔融缩聚反应后形成的聚酯熔体直接送至增压泵。

再进一步地，上述的聚合物合成与成膜一体化生产工艺，其中，所述薄膜产品是拉伸膜、铸片膜或者流延膜；尤其是拉伸膜，所述成膜工序包括纵向拉伸和横向拉伸，从而制成双向拉伸薄膜产品。

利用本发明技术方案，聚合反应后获得的聚合物熔体等物料直接用于成膜，省去了熔体冷却造粒后干燥、再用螺杆挤出机将切片熔融挤出等过程，既简化了生产工序、降低了加工成本，又使成膜添加剂在聚合物熔体中的分布更为均匀，提高了聚酯薄膜产品的质量。该方案适用于各种聚合物生产路线，也不受成膜阶段限制，不仅适合于聚酯薄膜、聚丙烯薄膜等拉膜生产工艺，同样适用于铸片膜、流延膜等其它薄膜生产工艺，具有很强的推广使用价值。

附图说明

图1是本发明工艺流程示意图。

图2是本发明一种实施方式的示意图

具体实施方式

本发明针对现有技术中聚合物聚合与成膜加工两段工艺相互脱节的现状，通过在聚合物浆料配置槽上增设一个开口，将成膜所需添加剂按工艺计算后的摩尔配比均匀加入浆料配置槽，并且，将聚合后的物料输送泵改成增压泵，直接将聚合物物料送至过滤器，过滤后直接进行成膜加工。其工艺过程如图1所示，即：先将聚合单体、催化剂或溶剂、成膜添加剂配制成浆料，然后进行聚合反应，所得聚合物物料直接送至增压泵，过滤后进行成膜加工，然后再经过冷却、拉伸、卷切工序，便得薄膜产品。

该工艺过程中，加入的成膜添加剂主要是SiO₂、CaCO₃或高岭土，成膜添加剂可以预先配制成浆料，然后直接加入到聚合反应体系当中。聚合物可以是聚酯、聚萘、聚乙烯或者聚丙烯，是聚酯时，聚合过程包括酯化或酯交换以及熔融缩聚反应过程，成膜添加剂既可以在浆料配制阶段加入配料体系，也可以在酯化或者酯交换阶段加入到反应体系，熔融缩聚反应之后形成聚酯熔体，直接送至增压泵增压，进而进行成膜加工。

本发明的主要特征是将聚合与成膜两个独立的生产工艺流程连成一个整体，形成聚合物从聚合到成膜一体化生产工艺，该工艺适用于任何聚合物成膜过程，最终所得薄膜产品既可以是拉伸膜，也可以是铸片膜或者流延膜。

该工艺流程的关键在于保持聚合阶段以及薄膜加工阶段的生产稳定性，无论哪道阶段工序出现波动，都会前后互相影响，使生产消耗增加，达不到降低成本的目的。

下面以聚酯(PET)聚合与拉膜为例，对本发明技术方案作进一步说明。这仅仅是一个应用范例，不能理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

如图2所示，对苯二甲酸、乙二醇(EG)等反应原料1，与SiO₂或高岭土等成膜添加剂2，按比例一起加入到配料槽3，搅拌均匀后形成混合料4，再用浆料输送泵送入酯化反应釜5，在230～250℃下进行酯化反应。酯化反应生成对苯二甲酸乙二醇酯、低聚合度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚酯，PET)以及大量的水，这些水与部分EG在酯化反应釜5内部蒸发，从顶部排出，进入脱水塔6分离脱水，废水从塔顶排出，塔底液相中EG含量较高，可以部分回流进入酯化反应釜5继续参加反应。酯化反应主产物7从酯化反应釜5的出口送到缩聚反应釜8，在275～285℃、最低绝对压力低于150Pa条件下进行熔融缩聚反应，从而得到高聚合度的PET，缩聚过程中的负压由真空设备9形成并维持。

然后，PET熔体10从缩聚反应釜8的出口经过增压泵11，将熔体在过滤器12中过滤干净，到计量泵13中定量将熔体直接引入到铸膜头14，经挤压后形成初生膜，再送至纵向拉伸设备15和横向拉伸设备16进行双向拉伸，形成双向拉伸聚酯薄膜(BOPET)，最后，经过收卷设备17和薄膜分切设备18分切，便可获得BOPET成品。

Claims (5)

1.聚合物合成与成膜一体化生产工艺，包括以下过程：将制备聚酯、聚萘或者聚丙烯的聚合单体、催化剂或溶剂、成膜添加剂先配制成浆料，然后进行聚合反应，所得聚合物物料直接送至增压泵，过滤后进行成膜加工，然后再经过冷却、拉伸、卷切工序，便得薄膜产品；其中，所述成膜添加剂是SiO₂、CaCO₃或高岭土。

2.根据权利要求1所述的聚合物合成与成膜一体化生产工艺，其特征在于：所述成膜添加剂预先配制成浆料，然后直接加入到聚合反应体系当中。

3.根据权利要求1所述的聚合物合成与成膜一体化生产工艺，其特征在于：所述聚合物是聚酯，所述聚合过程包括酯化或酯交换以及熔融缩聚反应过程，所述成膜添加剂在浆料配制或者酯化或酯交换阶段加入到反应体系当中，熔融缩聚反应后形成的聚酯熔体直接送至增压泵。

4.根据权利要求1或2或3所述的聚合物合成与成膜一体化生产工艺，其特征在于：所述薄膜产品是拉伸膜、铸片膜或者流延膜。

5.根据权利要求4所述的聚合物合成与成膜一体化生产工艺，其特征在于：所述薄膜产品是拉伸膜，成膜之后经过纵向拉伸和横向拉伸，制成双向拉伸薄膜产品。

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