SAP聚丙烯酸鹽高吸水性樹脂全套生產(chǎn)線設(shè)備及其工藝（研究新的高點(diǎn)）

一、生產(chǎn)線背景

目前，聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺的應(yīng)用日趨廣泛。

高吸水性樹脂(SAP Super-absorbent polymers)是新型的功能高分子材料。1975年，美國(guó)谷物加工公司研制淀粉接枝丙烯腈共聚皂水解得到高吸水性樹脂，并用于農(nóng)業(yè)土壤改良劑。近年來(lái)，又開發(fā)了新型的SAP高吸水性樹脂，SAP應(yīng)用主要是在個(gè)人生活消費(fèi)品，如尿布、婦女用衛(wèi)生巾、農(nóng)業(yè)土壤改良劑、電線電纜阻水帶、冰涼墊等方面的應(yīng)用，尤其是一次性嬰兒尿布等應(yīng)用需求增長(zhǎng)最快。

世界發(fā)達(dá)國(guó)家已相繼開發(fā)出了高分子量、性能優(yōu)良的聚丙烯酰胺的聚合物及其共聚合物和衍生物。普遍應(yīng)用于石油、造紙、冶金等行業(yè)。聚丙烯酰胺作為當(dāng)前最有效的三次采油驅(qū)油劑，在世界石油工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)石油工業(yè)發(fā)展至今，東部油區(qū)已逐步進(jìn)入采油中后期，對(duì)聚丙烯酰胺的產(chǎn)量、質(zhì)量將會(huì)有更高的要求。

    隨著國(guó)家對(duì)西部大開發(fā)的投入，對(duì)自然環(huán)境的治理，在干旱少雨地區(qū)種樹，種草將會(huì)對(duì)保水劑的需求也越來(lái)越多。

我公司著重對(duì)國(guó)內(nèi)外處理聚丙烯酸鹽SAP類膠狀體物料的工藝與方法進(jìn)行開發(fā)與研究，以及我公司多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了SAP全套處理工藝。

目前我公司已經(jīng)開始生產(chǎn)、銷售SAP全套生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線全自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，人力虛耗少，產(chǎn)品穩(wěn)定。

二、SAP生產(chǎn)線流程

整個(gè)工藝流程包含多個(gè)階段的步驟，其中有好幾個(gè)步驟都是很難操作。要完整的以流水線的方式生產(chǎn)出質(zhì)量高的產(chǎn)品，必須嚴(yán)格控制住生產(chǎn)過(guò)程中的每一個(gè)步驟。

工藝流程包含：原料配備、凝膠聚合、凝膠解碎、干燥、表面處理、二次干燥、篩分、成品包裝。

三、設(shè)備描述

1、原料配備（準(zhǔn)備工藝）

工藝包含設(shè)備有：丙烯酸稀釋儲(chǔ)罐、NAOH配置釜。需要保證原料有足夠的冷卻，嚴(yán)格控制原料的溫度。

2、凝膠聚合（85kw）

該工藝是生產(chǎn)SAP關(guān)鍵性的步驟之一，經(jīng)過(guò)我公司的多年研究與實(shí)踐，將該步驟實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)量大，產(chǎn)品質(zhì)量高，產(chǎn)品質(zhì)量均勻。該部分包含聚合機(jī)及其所有輔助設(shè)備，引進(jìn)國(guó)外技術(shù)并進(jìn)行了改良，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。本設(shè)備將大所有需要的液體全部加入聚合機(jī)，出料基本上為均勻的粒狀SAP。解決了聚合反應(yīng)、解碎的難題，并且與國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的聚合聚合、解碎設(shè)備相比：其有很大的優(yōu)越性，占地面積小，不影響產(chǎn)品性能，連續(xù)自動(dòng)化程度高。還有一個(gè)至關(guān)重要的改進(jìn)是，節(jié)省了龐大的中和釜：使用連續(xù)化中和作業(yè)。

3、造粒(只有少部分)

    經(jīng)過(guò)我公司的聚合機(jī)出來(lái)后，大部分為大小均勻的，可以直接進(jìn)入干燥機(jī)，但是也有少部分較大的塊狀，這些需要解碎一下，不然影響產(chǎn)品烘干效率。

目前市面上的擠壓造粒機(jī)的缺陷為：將SAP絞爛了，影響產(chǎn)品的吸水性能，尤其是使SAP在壓力下吸鹽水的能力大大降低。

我公司經(jīng)過(guò)多年的論證，開發(fā)了新的切碎方式。

4、干燥

SAP濕膠體經(jīng)造粒后的干燥可采用箱式、連續(xù)帶式、回轉(zhuǎn)窯、遠(yuǎn)紅外線、微波等干燥方式。由于干燥的時(shí)間和溫度是影響分子量的重要因素，箱式干燥需用專門的膠粒盛裝器，不適用于連續(xù)性生產(chǎn)，而且干燥過(guò)程由外而內(nèi)，表層發(fā)干變硬，內(nèi)在水分不易蒸發(fā)，干燥速度慢，生產(chǎn)效率低，用煤等燃料，存在煙氣排放等環(huán)境問(wèn)題，用電干燥則熱效率低；回轉(zhuǎn)窯設(shè)備占地面積大，需用煤等燃料，存在煙氣排放等環(huán)境污染問(wèn)題，且對(duì)具有一定粘性的SAP膠粒不適宜采用這種干燥方式；紅外線、微波都是非常先進(jìn)的干燥手段。微波干燥具有干燥速度快的特點(diǎn)，但是存在溫度控制困難、影響產(chǎn)品性能、對(duì)被干燥物的形狀大小要求均勻、投資大、維修成本高等缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到限制。遠(yuǎn)紅外線干燥法近年來(lái)在食品、農(nóng)副產(chǎn)品、煤、陶瓷、木材，化工產(chǎn)品等干燥方面都有著廣泛的應(yīng)用。流態(tài)化干燥法干燥時(shí)間短，效率高，近年來(lái)在化工產(chǎn)品（如硅膠、無(wú)機(jī)鹽、聚丙烯酰胺）等干燥方面都有著廣泛的應(yīng)用，但是對(duì)凝膠類物質(zhì)的干燥，由于物料初期會(huì)形成粘連，不能形成流態(tài)化，無(wú)疑達(dá)不到干燥的目的。

該工藝也是SAP生產(chǎn)關(guān)鍵性的步驟，經(jīng)過(guò)我公司多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了一種生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的干燥機(jī)。

5、粉碎

該一步工藝在整個(gè)生產(chǎn)線中也起到了關(guān)鍵性的作用，由于對(duì)產(chǎn)品的粒度要求很高，所以該步驟的成品成為了關(guān)鍵。在以往的粉碎中，成品率也只有60%左右，很大程度的造成了浪費(fèi)。經(jīng)過(guò)我公司多年的實(shí)踐以及研究，對(duì)粉碎設(shè)備進(jìn)行了該進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了成品率的大幅度提高，目前為止基本上可以達(dá)到90%以上的成品率，并且基本上不會(huì)產(chǎn)生細(xì)粉狀。

傳統(tǒng)的30B等萬(wàn)能粉碎設(shè)備已經(jīng)滿足不了如今的生產(chǎn)工藝，產(chǎn)生太多的廢粉狀SAP。

6、表面處理（混合機(jī)）

     該工藝步驟也是不可缺少的一部分，需要講配方（液體形式）均勻的混合到粉碎好的粒子中去。我們采用邊混合邊講配方噴進(jìn)物料中，并且充分?jǐn)嚢琛?SPAN lang=EN-US>

7、表面處理后干燥

     將表面處理后的物料，放入烘干即可。采用最普通的烘箱即可。連續(xù)的可采用盤式干燥機(jī)。

8、篩粉（振動(dòng)篩）

民用sap案例：小孩尿不濕：30~40目

               婦女衛(wèi)生用品：60目

9、分類包裝即可。

四、深入研究與討論

研究一：

     關(guān)于SAP高吸水性樹脂的耐簧性能的解決（SAP在潮濕、常規(guī)、惡劣等環(huán)境下，會(huì)發(fā)生黃變，使白度大大降低，影響產(chǎn)品的性能、外觀），目前市場(chǎng)上的SAP，一般3個(gè)月，絕大部分都有這種現(xiàn)狀，包括三大雅和住友等世界頂級(jí)的SAP，就目前而言臺(tái)塑的耐黃性能比較好！不過(guò)現(xiàn)在我們已經(jīng)解決這個(gè)難題，有意者可以與我公司專家詳談合作方案?？梢栽谌魏苇h(huán)境下都不發(fā)生所述情況。

研究二：

關(guān)于SAP高吸水性樹脂的保水性能，目前市面的SAP對(duì)可降解有一定的誤解，認(rèn)為化水即為降解。（SAP可降解的含義：利用淀粉、纖維素等對(duì)SAP等進(jìn)行嫁接，使SAP在水中，能使分子量變?yōu)?SPAN lang=EN-US>600，能夠作為微生物的食物，則為可降解）目前市面上的很多SAP，吸水后，靜置一段時(shí)間（或放陽(yáng)光下），會(huì)變成濃稠狀液體，很多人解釋為降解了！實(shí)際上這是一個(gè)誤區(qū)，這是保水性能的欠缺，可叫作“化水”。這種SAP用于尿不濕等，會(huì)使屁股黏糊糊的。

這個(gè)難題我公司也已經(jīng)解決了，有意者可與我公司專家詳談合作方案。

研究三：

關(guān)于我公司的我公司對(duì)SAP的設(shè)想以及深入研究：我們研究發(fā)現(xiàn)，粒子越小，吸水速率越快，但是粒子越小，其吸水后韌性和強(qiáng)度也隨之變小。由于民用sap對(duì)于吸水速率有要求，所以我公司猜想是否可以先將sap粉碎成很小的粒子，然后在尋找一種強(qiáng)有力的粘合劑，通過(guò)造粒設(shè)備將其造成規(guī)定的目數(shù)。粉碎成很小的粒子，在粉碎時(shí)的快速吸濕是麻煩，但是我們已經(jīng)攻克了避免吸濕的粉碎機(jī)，造粒也不是問(wèn)題。關(guān)鍵在于如何尋找到一種粘合劑，這種粘合劑要求保證不影響sap吸水性的同時(shí)，保證吸水后不分離，保證sap的韌性和強(qiáng)度。（如今已經(jīng)完成了粘合劑的配方）