專利名稱：超細滑石粉聚丙烯填充母粒及其制備方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超細滑石粉聚丙烯填充母粒制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超細滑石粉聚丙烯填充母粒及其生產(chǎn)方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
滑石粉是塑料工業(yè)中常用的廉價無機填料，它可以有效地提高材料的剛性、模量及其制品的尺寸穩(wěn)定性，并使其成本大幅降低；因此，滑石粉在塑料改性行業(yè)中廣泛被采用。但是，由于滑石粉尤其是超細滑石粉的堆密度?。辉谒芰细男陨a(chǎn)過程中極易產(chǎn)生粉塵，污染生產(chǎn)車間，嚴重影響生產(chǎn)員工的身體健康。另外，由于滑石粉的堆密度小，改性塑料采用螺桿擠出機的加工方式加入滑石粉時，物料較難喂入，嚴重影響生產(chǎn)效率。因此，如何制備超細滑石粉高填充聚丙烯母粒，對于解決粉塵污染、提高生產(chǎn)效率來說顯得非常關(guān)鍵。在生產(chǎn)滑石粉填充PP母粒時，目前行業(yè)內(nèi)通常采用以下兩種方法一、先在密煉機中混煉；再加螺桿擠出機擠出；最后通過模面熱切造粒方式而成；二、先通過高速混合機將原物料混合至100°c以上，使得物料成小團塊狀；再通過雙螺桿擠出機擠出；最終通過水環(huán)模面熱切造粒而成。
公開日為2011. 1.26、公開號為0附01955604 A的中國發(fā)明專利公開了“一種聚烯烴基納米級滑石粉功能母粒及其制造方法和設(shè)備”。文中提到方法即目前的典型制備方法 先采用密煉機混煉；再加螺桿擠出機擠出；最后通過模面熱切造粒方式而成的制備方法。 密煉機的工作特點是往密煉腔中加入一定量的物料，物料在密煉腔內(nèi)混煉一段較長的時間，然后全部輸送至螺桿擠出機進行造粒；接著，再往密煉腔倒入一定物料，如此依次循環(huán)。 在混煉、輸送的過程中，物料處在一種不連續(xù)的狀態(tài)；另外，由于物料處在封閉的混煉腔中混煉，物料的塑化狀態(tài)、塑化時間難以準確把握。因此，整個生產(chǎn)線的自動化程度低，員工的勞動強度大，生產(chǎn)效率低。
公開日為2011. 5. 4、公開號為CN102040774A的中國發(fā)明專利公開了“一種聚丙烯填充母粒及其制備方法”，文中提到高速混合機加雙螺桿擠出機制備聚丙烯填充母粒功能粉體主要為重質(zhì)碳酸鈣與沉淀硫酸鋇，其堆積密度超過1.0g/cm3 (超細滑石粉的堆積密度小于0.3g/ cm3),且重質(zhì)碳酸鈣含量不超過70%;因此，在超細滑石粉高填充PP的生產(chǎn)過程中，粉體難以被基體樹脂包覆；另外，采用高速混合機對原材料預(yù)混合時間超過15min， 大大降低了高速混合機的混料效率。CN 1966562A的中國發(fā)明專利。文中采用高速混合機加雙螺桿擠出機的制備方法碳酸鈣含量25 50份、超細滑石粉5 30份的混合功能粉體母粒；由于碳酸鈣的堆積密度是超細滑石粉的堆積密度的三倍；因此，該類粉體的包覆問題基本可以通過雙螺桿的混煉解決。但是，在進入雙螺桿擠出機之前，該原材需要通過高速混合機將預(yù)混物高速攪拌至 IOO0C 130°C。這樣的加工工藝存在兩個缺陷1)混料溫度達到100°c以上需要的混料時間長(或需要加熱);2)由于高速混合機的溫度較難控制，而該類產(chǎn)品的原材料當(dāng)中有部分物料熔點在100°C左右；因此，物料存在結(jié)塊成團的危險，對高速混合機的正常卸料有嚴重影響。公告日為2011. 10. 12、公告號為CN101792536 A的中國專利公開了 “一種無載體滑石粉母粒的制備方法”。文中采用易揮發(fā)的醇或酮類稀釋劑，首先將粘接劑稀釋到10倍以上；再將稀釋后的粘接劑與滑石粉按一定比例預(yù)混合；最后在常溫下通過擠出機擠出造粒。此方法存在以下缺陷1)稀釋劑難以回收，易造成環(huán)境污染與物質(zhì)浪費，而且由于所加稀釋劑的比例高達159Γ35%，后續(xù)的烘干工藝較為困難，增加制造成本；2)采用此加工方法所得到得粒子的硬度非常低，在后續(xù)的運輸及使用過程中容易造成二次粉塵污染；3)使用該擠出機設(shè)備切粒，使得所切的產(chǎn)品長短不一，整個粒子的外觀非常難看，客戶難以接受。綜上所述，目前聚丙烯填充母粒的制備方法和設(shè)備存在上述種種不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利所要解決的技術(shù)問題是提供一種制備簡單且改善性能的超細滑石粉填充聚丙烯母粒。進一步地，本發(fā)明提供一種降低能耗提高效率的超細滑石粉填充聚丙烯母粒的制造設(shè)備。進一步地，本發(fā)明提供一種產(chǎn)品顆粒均勻的超細滑石粉填充聚丙烯母粒的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種滑石粉聚丙烯填充母粒， 其成分及重量百分含量為滑石粉含量為7515% ;聚丙烯材料含量為1(Γ15% ;抗氧劑為
O.5 O. 7% ;加工助劑為I 5%。優(yōu)選地，所述助劑為硬脂酸和白蠟；其重量百分含量為硬脂酸為廣3%，白蠟為
I 2%。優(yōu)選地，所述滑石粉平均粒徑為2飛微米。優(yōu)選地，所述聚丙烯材料為聚丙烯或聚丙烯、聚烯烴彈性體的混合材料。一種滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)設(shè)備，包括高速混合機、喂料機、雙螺桿擠出機、履帶輸送及冷卻設(shè)備與滾刀切粒機；所述高速混合機設(shè)于喂料機的上方，所述喂料機的出料口與雙螺桿擠出機的進料口相連接，所述雙螺桿擠出機的出料口與履帶輸送及冷卻設(shè)備的進料口相連接，所述履帶輸送及冷卻設(shè)備的出料口與滾刀切粒機的進料口相連接。優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機的螺桿的外徑與內(nèi)徑比為I. 8^1. 9 ;所述雙螺桿擠出機的長徑比為40 48。優(yōu)選地，所述履帶輸送及冷卻設(shè)備包括履帶與設(shè)在其上的驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)用于驅(qū)動該履帶，所述履帶采用條狀金屬材料編織而成；所述驅(qū)動系統(tǒng)為可調(diào)速的電機帶動，該電機的線速度在O. lm/iT5m/S，且可無級調(diào)速；所述履帶上方設(shè)有強制冷卻風(fēng)機， 所述強制冷卻風(fēng)機等距排列；所述履帶上方還設(shè)有若干水霧噴灑器，所述水霧噴灑器等距排列在強制冷卻風(fēng)機之間。優(yōu)選地，所述喂料機包括臥式喂料機與垂直喂料機，所述垂直喂料機的進料口與臥式喂料機的出料口相連接。一種滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)方法，包括以下步驟
步驟1)，將原材料分配好后，按照PP粉、白蠟、硬脂酸、抗氧劑、超細滑石粉的投料順序,全部投入到低速啟動的高速混合機內(nèi)混合；
步驟2 ),將混合后的物料輸入喂料機內(nèi)；
步驟3)，物料通過喂料機被喂入預(yù)熱好的雙螺桿擠出機的螺筒內(nèi)，物料在快速旋轉(zhuǎn)的雙螺桿連續(xù)不斷剪切擠壓與混煉，混煉均勻后，通過定型的口模擠出；
步驟4)，擠出的料條自然垂落在履帶輸送及冷卻設(shè)備上，通過履帶的往前輸送與冷卻設(shè)備的冷卻，物料最后被帶至滾刀切粒機中進行切粒。 優(yōu)選地，步驟I)中，物料在高速混合機內(nèi)首先低速混合O. 5 lmin ;接著以 600 1200rpm的高速混合5 lOmin。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果
I)與密煉機生產(chǎn)超細滑石粉母粒技術(shù)相比，本發(fā)明通過采用合適的原料配方、強制喂料機、深螺槽雙螺桿擠出機、履帶輸送與冷卻切粒方式，使得低堆積密度的粉體高效喂入雙螺桿擠出機中；又因為該產(chǎn)品中含有的無機粉體含量高，而本發(fā)明采用的螺槽深則便于該產(chǎn)品的輸送；使得該產(chǎn)品塑化分散效率高；且使得該產(chǎn)品采用水冷拉條切粒時不易斷；保證其正常進行切粒。2)與采用高速混合機加常規(guī)螺槽深(螺桿外徑與螺桿內(nèi)徑比為I. 55)的雙螺桿擠出機設(shè)備相比，本發(fā)明公布了超細滑石粉含量高于70%時雙螺桿擠出機須具備的特性參數(shù)，保證超細滑石粉易于包覆，而超細滑石粉的填充含量可以高于70%，保證堆密度低的超細滑石粉也可高效喂入雙螺桿擠出機內(nèi)，本發(fā)明使得超細滑石粉的填充含量高達85%。3 )與經(jīng)稀釋的粘合劑處理后的超細滑石粉和通過常溫的擠出機造粒相比，本發(fā)明不需回收稀釋劑從而不會給環(huán)境造成二次污染，而防止超細滑石粉母粒在運輸、使用過程中造成二次粉塵污染，且制備的產(chǎn)品顆粒均勻、外觀滿足客戶需求。


圖I是本發(fā)明超細滑石粉聚丙烯填充母粒的制造設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明超細滑石粉聚丙烯填充母粒的履帶輸送設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但發(fā)明的實施方式不限于此。實施例I
如圖I和2所示，一種用于生產(chǎn)超細滑石粉聚丙烯填充母粒的設(shè)備，包括高速混合機I、 喂料機、雙螺桿擠出機4、履帶輸送及冷卻設(shè)備5與滾刀切粒機7 ;高速混合機設(shè)于喂料機的上方，喂料機的出料口與雙螺桿擠出機4的進料口相連接，雙螺桿擠出機4的出料口與履帶輸送及冷卻設(shè)備5的進料口相連接，履帶輸送及冷卻設(shè)備5的出料口與滾刀切粒機7的進料口相連接。雙螺桿擠出機4的螺桿的外徑與內(nèi)徑比為I. 8 1. 9 ;雙螺桿擠出機(4)的長徑比為4(Γ48。履帶輸送及冷卻設(shè)備包括履帶與設(shè)在其上的驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)用于驅(qū)動該履帶。履帶采用條狀金屬材料編織而成。驅(qū)動系統(tǒng)為可調(diào)速的電機帶動，該電機的線速度在O. lm/slm/s，且可無級調(diào)速。履帶上方設(shè)有強制冷卻風(fēng)機7，所述強制冷卻風(fēng)機7等距排列。履帶上方還設(shè)有若干水霧噴灑器6，所述水霧噴灑器6等距排列在強制冷卻風(fēng)機7之間?；旌蠙C包括傾斜式出料嘴，所述傾斜式出料嘴置于喂料倉2的上方。喂料機包括喂料倉9，喂料倉9為漏斗狀。喂料機還包括臥式喂料機2與垂直喂料機3，臥式喂料機2的進料口與喂料倉9的出料口相連接，臥式喂料機2的出料口與垂直喂料機3的進料口相連接。一種滑石粉聚丙烯填充母粒，其成分及重量百分含量為滑石粉含量為7515% ； 聚丙烯材料含量為1(Γ15% ;抗氧劑為O. 5^0. 7% ;加工助劑為f 5%。該加工助劑為硬脂酸和白蠟；其重量百分含量為硬脂酸為廣3%，白蠟為廣2%。該滑石粉平均粒徑為2飛微米。該聚丙烯材料為聚丙烯或聚丙烯、聚烯烴彈性體的混合材料。一種滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)方法，包括以下步驟
步驟1)，將原材料分配好后，按照PP粉、白蠟、硬脂酸、抗氧劑、超細滑石粉的投料順序，全部投入到低速啟動的高速混合機I內(nèi)混合；
步驟2 ),將混合后的物料輸入喂料機內(nèi)；
步驟3)，物料通過喂料機被喂入預(yù)熱好的雙螺桿擠出機4的螺筒內(nèi)，物料在快速旋轉(zhuǎn)的雙螺桿連續(xù)不斷剪切擠壓與混煉，混煉均勻后，通過定型的口模擠出；
步驟4)，擠出的料條自然垂落在履帶輸送及冷卻設(shè)備上，通過履帶的往前輸送與冷卻設(shè)備的冷卻，物料最后被帶至滾刀切粒機7中進行切粒。步驟I)中，物料在高速混合機I內(nèi)首先低速混合O. 5 Imin ;接著以60(Tl200rpm 的高速混合5 IOmin。取粉料聚丙烯(PP樹脂)9份，白蠟2. 5份、硬脂酸3份、抗氧劑O. 5份、超細滑石粉75份,投入混合機內(nèi)，低速混合Imin后轉(zhuǎn)至高速1000RPM混合8min ;將混合后的物料卸至喂料機的喂料倉內(nèi)，物料連續(xù)的被送至雙螺桿擠出機4內(nèi)(擠出機的溫度設(shè)定一區(qū) 1200C，2區(qū) 機頭20(T240°C);物料經(jīng)過雙螺桿擠出機4連續(xù)不斷混煉、塑化均勻的通過定型模孔擠出成料條，料條通過履帶以相匹配的牽引速度往滾刀切粒機7方向輸送，并可適當(dāng)?shù)恼{(diào)整噴曬在履帶上的水量與風(fēng)量，從而冷卻料條；最后將料條輸入滾到滾刀切粒機 7中進彳丁造粒。實施例2
本實施例除下述特征外，其他均與實施例I相同取粉料聚丙烯(PP樹脂)14份，白蠟 2. O份、硬脂酸2. 5份、抗氧劑O. 5份、超細滑石粉80份一起混合，其他設(shè)備、工藝與案例I 相同。實施例3
本實施例除下述特征外，其他均與實施例I相同取粉料聚丙烯(PP樹脂)10份，白蠟
2.O份、硬脂酸2. 5份、抗氧劑O. 5份、超細滑石粉85份一起混合，其他設(shè)備、工藝與案例I 相同。實施例4
本實施例除下述特征外，其他均與實施例I相同取粉料聚丙烯(PP樹脂)10份、聚烯烴彈性體(POE)4份，，白蠟2. O份、硬脂酸2. 5份、抗氧劑O. 5份、超細滑石粉80份一起混合，其他設(shè)備、工藝與案例I相同。上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種超細滑石粉聚丙烯填充母粒，其特征在于其成分及重量百分含量為滑石粉含量為75 85% ;聚丙烯材料含量為10 15% ;抗氧劑為O. 5 O. 7% ;加工助劑為I 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超細滑石粉聚丙烯填充母粒，其特征在于所述加工助劑為硬脂酸和白蠟；其重量百分含量為硬脂酸為廣3%，白蠟為廣2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑石粉聚丙烯填充母粒，其特征在于所述滑石粉平均粒徑為2 5微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超細滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述聚丙烯材料為聚丙烯或聚丙烯、聚烯烴彈性體的混合材料。
5.一種如權(quán)利要求I所述的超細滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于包括高速混合機(I)、喂料機、雙螺桿擠出機(4)、履帶輸送及冷卻設(shè)備(5)與滾刀切粒機(7)； 所述高速混合機設(shè)于喂料機的上方，所述喂料機的出料口與雙螺桿擠出機(4)的進料口相連接，所述雙螺桿擠出機(4)的出料口與履帶輸送及冷卻設(shè)備(5)的進料口相連接，所述履帶輸送及冷卻設(shè)備(5)的出料口與滾刀切粒機(7)的進料口相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超細滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述雙螺桿擠出機(4)的螺桿的外徑與內(nèi)徑比為I. Cl. 9 ;所述雙螺桿擠出機(4)的長徑比為 40 48。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超細滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述履帶輸送及冷卻設(shè)備包括履帶與設(shè)在其上的驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)用于驅(qū)動該履帶，所述履帶采用條狀金屬材料編織而成；所述驅(qū)動系統(tǒng)為可調(diào)速的電機帶動，該電機的線速度在O. lm/iT5m/S，且可無級調(diào)速；所述履帶上方設(shè)有強制冷卻風(fēng)機(7)，所述強制冷卻風(fēng)機(7)等距排列；所述履帶上方還設(shè)有若干水霧噴灑器(6)，所述水霧噴灑器(6)等距排列在強制冷卻風(fēng)機(7)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超細滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述喂料機包括臥式喂料機(2)與垂直喂料機(3)，所述垂直喂料機(3)的進料口與臥式喂料機(2)的出料口相連接。
9.一種如權(quán)利要求5-8任一項所述的超細滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟1)，將原材料分配好后，按照PP粉、白蠟、硬脂酸、抗氧劑、超細滑石粉的投料順序，全部投入到低速啟動的高速混合機(I)內(nèi)混合；步驟2 ),將混合后的物料輸入喂料機內(nèi)；步驟3)，物料通過喂料機被喂入預(yù)熱好的雙螺桿擠出機(4)的螺筒內(nèi)，物料在快速旋轉(zhuǎn)的雙螺桿連續(xù)不斷剪切擠壓與混煉，混煉均勻后，通過定型的口模擠出；步驟4)，擠出的料條自然垂落在履帶輸送及冷卻設(shè)備上，通過履帶的往前輸送與冷卻設(shè)備的冷卻，物料最后被帶至滾刀切粒機(7)中進行切粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超細滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟 O中，物料在高速混合機(I)內(nèi)首先低速混合O. 5 Imin ;接著以60(Tl200rpm的高速混合 5 IOmin0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種滑石粉聚丙烯填充母粒，其成分及重量百分含量為滑石粉含量為75~85%；聚丙烯材料含量為10~15%；抗氧劑為0.5~0.7%；加工助劑為1~5%。一種滑石粉聚丙烯填充母粒的生產(chǎn)設(shè)備，包括高速混合機、喂料機、雙螺桿擠出機、履帶輸送及冷卻設(shè)備與滾刀切粒機；所述高速混合機設(shè)于喂料機的上方，所述喂料機的出料口與雙螺桿擠出機的進料口相連接，所述雙螺桿擠出機的出料口與履帶輸送及冷卻設(shè)備的進料口相連接，所述履帶輸送及冷卻設(shè)備的出料口與滾刀切粒機的進料口相連接。與密煉機生產(chǎn)超細滑石粉母粒技術(shù)相比，本發(fā)明通過采用合適的原料配方、強制喂料機、深螺槽雙螺桿擠出機、履帶輸送與冷卻切粒方式，使得低堆積密度的粉體高效喂入雙螺桿擠出機中；又因為該產(chǎn)品中含有的無機粉體含量高，而本發(fā)明采用的螺槽深則便于該產(chǎn)品的輸送；使得該產(chǎn)品塑化分散效率高；且使得該產(chǎn)品采用水冷拉條切粒時不易斷；保證其正常進行切粒。
文檔編號C08L23/12GK102604206SQ20121002556
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者劉奇祥, 葉南飚, 唐宇航, 寧凱軍, 王大中, 蔡彤旻, 錢永紅, 黃方元 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司