CN104231293A - 一步法生产热塑性聚氨酯防水卷材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一步法生产热塑性聚氨酯防水卷材的方法，其工艺步骤包括：（1）加热固体原料成液体，并按照配比计量液体原料，混合均匀，（2）将液体原料输送至螺杆挤出机中进行化学反应及熔融，（3）在薄膜成型机中制出Tpu薄膜，本发明与已有技术相比，完全改变了Tpu薄膜的固有加工模式及工序，耗能小，其节约资源、节约能源、减少碳排的节能降耗作用是非常可观的，无论改进上还是从节能减排的积极效果上讲，本发明都具有十分突出的特点和显著的进步。

Description

一步法生产热塑性聚氨酯防水卷材的方法

技术领域

本发明涉及防水材料的制作工艺，具体地说是一种一步法生产热塑性聚氨酯防水卷材的方法。

背景技术

聚氨酯（Pu）薄膜用于做防水卷材（如本发明人的ZL201120326904.5耐用型聚氨酯防水卷材专利），其优越性、可靠性及耐用性，目前业内人士都已认可，而主要担心的是造价可能很高的问题，比如原料贵、加工费高等等。

首先，聚氨酯(Pu)已不是“贵族”产品。以最贵的聚醚型Tpu（热塑性聚氨酯）为例，它用的主要原料是四氢呋喃均聚醚（PTMEG）及纯MDI（MT）。过去这两种原料每吨都在4万元以上，现在PTMEG约为3万元/吨，MT约为2.3万元/吨。过去聚醚型Tpu颗粒曾在5.8万元/吨以上，现在是4.5万元/吨。过去引进的MDI产能只有1万吨/年，2011年底已达到144万吨/年，到2016年时可能还要达到368万吨/年。过去的PTMEG产能较低，现在产能已过剩约25％左右。所以，单从生产原料上看，目前的情况是原料充足，且价格呈下降趋势，比较便宜。

其次，关于加工费的问题。现在Tpu薄膜的一般生产过程示意如下：（1）固体原料加热成液体，液体原料按配比准确计量，然后均匀混合；（2）在螺杆挤出机中进行化学反应；（3）制造Tpu颗粒；（4）干燥Tpu颗粒；（5）在螺杆挤出机中加热熔融；（6）在薄膜成型机上制出Tpu薄膜。

过去是将上述过程分为两个工厂生产。一个工厂完成：液体原料自动计量混合→在螺杆挤出机中反应→Tpu颗粒；另一个工厂完成：Tpu颗粒→在螺杆挤出机中熔融→Tpu薄膜。

上述工艺中，如果制作Tpu颗粒是自动加料的，冷热过程如下：（a）加热有关的固体料至一定的温度，经自动计量混合后进入螺杆挤出机；（b）在螺杆挤出机中进行放热反应，依据工艺条件调控其各段温度；（c）降温造粒，冷至室温储存；（d）在制作Tpu薄膜之前，再将冷颗粒加热干燥，进入螺杆挤出机后再加热熔融；（e）制成薄膜再降至室温收卷。升温需要能耗，降温也需能耗，上述过程需要两次升降四次耗能。如果不是自动加料，则耗能更高：（a）固体料加热及计量混匀；（b）初步反应成固态半成品，然后降温切割粉碎；（c）固态半成品加热干燥后进入螺杆挤出机，在其中再进行加热反应及调控温度；（d）降温造粒；（e）颗粒加热干燥及在螺杆挤出机中加热熔融；（f）制成薄膜后再降温收卷；上述过程至少需要三次升降六次耗能。

很显然，复杂的生产工艺大大增加了生产成本，使最终产品Tpu薄膜的售价居高不下。如，目前Tpu薄膜的原料成本约3万元/吨，加工成Tpu颗粒至少是4万元/吨，再将Tpu颗粒加工成Tpu薄膜至少是5万元/吨，中间的加工费约占总造价的40%。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述已有技术中存在的缺陷，提供一种工艺简单、节能降耗的一步法生产热塑性聚氨酯防水卷材的方法。

本发明的技术方案如下：

一种一步法生产热塑性聚氨酯（Tpu）防水卷材的方法，其工艺步骤包括：

（1）加热固体原料成液体，并按照配比计量液体原料，混合均匀；

（2）将液体原料输送至螺杆挤出机中进行化学反应及熔融；

（3）在薄膜成型机中制出Tpu薄膜。

本发明与已有工艺相比，原来的生产工序中的6个单元操作，现在改进成了3个，去掉了Tpu颗粒的加工工序和使用颗粒的工序，省掉了一次进出螺杆挤出机的工序。省去的“将原料加工成颗粒状→然后入库贮存→再买入加工”这一中间环节，从生产成本上计算，至少能够降低20-30%左右。另外，在本发明的生产工艺中，只有一次升降两次耗能，而且在螺杆挤出机中原料的放热反应与加热熔融相结合，耗能很小，因而其节约资源、节约能源、减少碳排的节能降耗作用也是非常可观的。

本发明所称的“一步法”，不是那种在聚氨酯反应过程中不做预聚体的“一步法”，而是指在制作Tpu防水卷材的过程中，不用Tpu颗粒，而直接用生产Tpu颗粒的原料“一步法”生产出Tpu薄膜。

本发明是利用生产Tpu的原料直接加工生产，因此将固体原料加热成液体并按配比混匀是非常重要的。在本发明工序中，步骤（1）是先将固体原料加热成液体状并按配比计量混匀，然后进入步骤（2），液态原料在螺杆挤出机中进行化学反应及熔融。

本发明完全改变了Tpu薄膜的固有加工模式及工序，无论改进上还是从节能减排的积极效果上讲，本发明都具有十分突出的特点和显著的进步。

下面结合实施例对本发明做详细地描述。

具体实施方式

本发明的一步法生产热塑性聚氨酯防水卷材的方法，其工艺步骤包括：

（1）加热固体原料成液体，并按照配比计量液体原料，混合均匀；

（2）将液体原料输送至螺杆挤出机中进行化学反应及熔融；

（3）在薄膜成型机中制出聚氨酯薄膜——Tpu防水卷材。

例如，制作聚醚型Tpu薄膜所用的主要原料是四氢呋喃均聚醚（PTMEG）及纯MDI（MT），利用本发明工艺方法，直接将PTMEG与加热熔融的纯MDI等，按照配比准确计量，混合均匀，输送至螺杆挤出机中进行化学反应及熔融，然后在薄膜成型机上制出Tpu防水卷材，省去了传统工艺中的制作Tpu颗粒环节。

采用本发明的一步法工艺生产Tpu薄膜，不但可以节约能源更可以降低造价。仍以最贵的聚醚型Tpu薄膜为例，如果大批量使用时，目前的Tpu颗粒可以降到40元/公斤，但如果不用Tpu颗粒，而直接用制其颗粒的原料，每公斤又可降低10元，这是因为生产此颗粒的原料主要是PTMEG，约占75％，现在市场售价约为30元/公斤，另一原料为MT，约占22％，售价为23元/公斤，即便是全按PTMEG计算原料成本，也不过是30元/公斤，与聚醚型Tpu颗粒的优惠价40元/公斤相比，降低了10元/公斤，即每吨节省了近1万元。不但生产设备简化了，而且还省去了运输、贮存（颗粒）用的相关设备及仓库场地等，节约了能源，减少碳排，大大降低了生产成本。

Claims (1)

1.一种一步法生产热塑性聚氨酯防水卷材的方法，其工艺步骤包括：

（1）加热固体原料成液体，并按照配比计量液体原料，混合均匀；

（2）将液体原料输送至螺杆挤出机中进行化学反应及熔融；

（3）在薄膜成型机中制出热塑性聚氨酯薄膜。