差速纳米材料用双螺杆挤出的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及塑料挤出领域，尤其涉及一种纳米改性塑料用挤出机。本实用新型一种差速纳米材料用双螺杆挤出机，双螺杆由多段拼合而成，顺次为加料段、固体输送段、熔融塑化段、混合段、计量段；所述双螺杆由低速级螺杆和高速级螺杆两根相互啮合的螺杆构成；以推动物料前进的螺纹为正向，所述加料段、固体输送段、混合段为正向螺纹，所述熔融塑化段为反向螺纹，所述计量段为正向或反向螺纹，混合段的螺距小于熔融塑化段的螺距，所述熔融塑化段上设置有捏合盘，所述捏合盘的正面设置有径向的导流槽。本实用新型实现对不同粘度熔体的混合或微粉体的均一分散，避免出现架桥并起到初步混合的作用,特别适用于向树脂中添加纳米级粉体的熔融挤出工作。
【专利说明】差速纳米材料用双螺杆挤出机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及塑料挤出领域，尤其涉及一种纳米改性塑料用挤出机。
【背景技术】
[0002]双螺杆挤出机为目前应用最广泛的配混设备，现有的双螺杆挤出机一般结构为包括电机驱动的双螺杆、机筒、口模和加料斗，料斗通过加料机构与机筒的进料口连通，所述双螺杆设置在机筒中，机筒上设置有加热装置；电机通过减速箱和传动机构驱动双螺杆，口模设置在机筒的出料口，双螺杆由两根相互啮合的螺杆构成，两个螺杆的旋转方向相同或相反，机筒通常为⑴形筒体，所述⑴形筒体的两个型腔连通，所述的两根相互啮合的螺杆分别设置在⑴形筒体的两个型腔内。纳米级的无机粉体作为添加剂可以提高塑料的热变形温度、硬度、韧性、刚度和注模收缩等性能。聚合物经填充改性后得到的复合材料的力学及其他性能主要取决于填充粒子的形状、粒子尺寸、聚集尺寸、表面特性以及分散程度；用纳米材料配混时，对各段螺杆的构型组合有其特殊的要求。
[0003]聚合物经填充改性后得到的复合材料的力学及其他性能主要取决于填充粒子的形状、粒子尺寸、聚集尺寸、表面特性以及分散程度等。现有的普通双螺杆挤出机在用于纳米级的粉体填充如塑料进行共挤时因为纳米级粒子本身的团聚会影响到改性后的效果。目前通过对纳米粒子进行表面改性以降低纳米粒子的团聚力是一个可行的办法。但如果要进行大规模的工业化生产，通过熔融混合工艺使未改性的纳米粒子直接在聚合物基体中分散无疑是更为简单和经济的手段，所以需要对现有的双螺杆挤出机的结构进行改进。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种差速纳米材料用双螺杆挤出机，通过双螺杆间的回转数差而产生相对周向速度差，使得螺杆间的熔体得到高的混炼效果，捏合盘的正面设置了导流槽，避免出现架桥并起到初步混合的作用，特别适用于向树脂中添加纳米级粉体的熔融挤出工作。
[0005]本实用新型是这样实现的:一种差速纳米材料用双螺杆挤出机，包括，
[0006]用于进料的加料机构；
[0007]进料口与加料机构相连通的机筒；
[0008]设置在机筒内的双螺杆，所述双螺杆由挤出电机驱动；
[0009]设置在机筒出料口上的口模；
[0010]所述双螺杆由多段拼合而成，双螺杆沿物料走向顺次为加料段、固体输送段、熔融塑化段、混合段、计量段；
[0011 ] 所述双螺杆由低速级螺杆和高速级螺杆两根相互啮合的螺杆构成，所述低速级螺杆与高速级螺杆的回转比为1:1.5?1:4 ;
[0012]以推动物料前进的螺纹为正向，所述加料段、固体输送段、混合段为正向螺纹，所述熔融塑化段为反向螺纹，所述计量段为正向或反向螺纹，所述混合段的螺距小于熔融塑化段的螺距，所述熔融塑化段上设置有捏合盘，所述捏合盘的正面设置有径向的导流槽。
[0013]所述的加料机构为螺杆输送装置，包括料斗、输料螺杆、导料管和输料电机，所述输料螺杆设置在导料管内，所述料斗设置在导料管的进口，导料管的出口与机筒的进料口连通，所述输料电机驱动连接输料螺杆。
[0014]所述的机筒上还设置有排气口，所述排气口位于混合段的正上方。
[0015]所述固体输送段的螺距沿物料前进方向逐渐变小。
[0016]所述熔融塑化段所在的机筒的区域内设置有加热装置。
[0017]所述计量段所在区域沿物料前进方向机筒的横截面积逐渐缩小。
[0018]所述双螺杆的外缘与机筒内壁之间的间隙为0.3?2mm。
[0019]所述口模的进料端设置有滤网。
[0020]本实用新型差速纳米材料用双螺杆挤出机的双螺杆由低速级螺杆和高速级螺杆两根相互啮合的螺杆构成，由回转数差而产生相对周向速度差，使得螺杆间的熔体得到高的混炼效果，实现对不同粘度熔体的混合或微粉体的均一分散；熔融塑化段设置了反向螺纹以便于建立压力提高破碎熔炼的效果，捏合盘的正面设置了导流槽，避免出现架桥并起到初步混合的作用；并设置了渐缩的计量段来建立压力、确保充满度，提升产品质量；本实用新型特别适用于向树脂中添加纳米级粉体的熔融挤出工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型差速纳米材料用双螺杆挤出机的结构示意图。
[0022]图中:I加料机构、2机筒、3双螺杆、4挤出电机、5 口模、6捏合盘、7排气口、8加热装置、9滤网、11料斗、12输料螺杆、13导料管、14输料电机、31加料段、32固体输送段、33熔融塑化段、34混合段、35计量段。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型表述的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，一种差速纳米材料用双螺杆挤出机，包括，
[0026]用于进料的加料机构I ;双螺杆挤出机的加料装置为了能够确保加料的稳定均匀并能够对物料进行初步预热通常采用螺杆输送装置作为加料机构1，在本实施例中，所述的加料机构I包括料斗11、输料螺杆12、导料管13和输料电机14,所述输料螺杆12设置在导料管13内，所述料斗11设置在导料管13的进口，导料管13的出口与机筒2的进料口连通，所述输料电机14驱动连接输料螺杆12,输料电机14 一般固定安装在双螺杆挤出机的外壳上，可以采用步进电机以便于对加料速度的控制；本实用新型中也可以使用其他形式进行加料并不局限与螺杆输送装置。
[0027]机筒2为双螺杆挤出机的主要部件，机筒2通常为一个柱形的筒体，机筒2的截面为心形、桃形或°°形，机筒2的进料口与加料机构I相连通，机筒2的出料口上设置口模5 ；双螺杆3设置在机筒2内的，本实施例中为了能够确保挤出的效果，所述双螺杆3的外缘与机筒2内壁之间的间隙为0.3?2_，所述双螺杆3由挤出电机4驱动，另外在口模5的进料端可以设置一个滤网9过滤熔体中的杂质进一步提高挤出产品的质量。
[0028]本实用新型中的，所述双螺杆3由低速级螺杆和高速级螺杆两根相互啮合的螺杆构成，所述低速级螺杆与高速级螺杆的回转比为1:1.5?1:4;为了实现不同的转动速度，低速级螺杆和高速级螺杆各自独立设置一个减速器，挤出电机4可以是I台电机通过皮带同时带动两个减速器，也可以由两台挤出电机4分别带动低速级螺杆和高速级螺杆。
[0029]另外在本实用新型中，所述双螺杆3由多段拼合而成，双螺杆3沿物料走向顺次为加料段31、固体输送段32、熔融塑化段33、混合段34、计量段35 ;拼合而成的双螺杆具有极大灵活性，通过应用已有的各种混合元件，进行合理的螺杆组合，可以大大提高挤出机的混合能力，并适应不同的混合目的。
[0030]以推动物料前进的螺纹为正向，所述加料段31、固体输送段32、混合段34为正向螺纹，所述熔融塑化段33为反向螺纹，所述计量段35为正向或反向螺纹，所述混合段34的螺距小于熔融塑化段33的螺距；
[0031]加料段31要求是能顺利地、多适应性地加入各种物料，这一段一般采用大导程，对于填充纳米粉体的物料而言，需要避免架桥和粉体过多的粘附在机筒2上。
[0032]固体输送段32的功能就是把加入的固体物料沿螺杆向口模5方向输送，同时为了能在这一输送过程中将松散的粉状低松密度物料压实或提高粒状物料在螺槽中的充满度，以促进物料在下游的熔融塑化，本实施例中，所述固体输送段32的螺距沿物料前进方向逐渐变小，螺距减小会减低物料的前行速度，这样就提高了压力把物料压实。
[0033]熔融塑化段33负责在设定的温度下将物料均匀、快速地熔融，而又不给物料输入过多的能量。使物料熔融的热源有两个:一个是由机筒2在熔融塑化段33所在的区域设置的加热装置8提供的外热，另一个是由双螺杆3导入的剪切热，后者是主要的。为导入剪切热，在本实用新型中熔融塑化段33设置了捏合盘6，所述捏合盘6的正面即朝向加料口的一面上设置有径向的导流槽；由于此段熔体粘度很高，聚合物熔体能够提供给纳米粒子聚集体很大的作用力。本实施例中采用电热丝作为加热装置8，电热丝缠绕在机筒2上，但是也不排除使用其他加热装置8作为补充热源。
[0034]另外在本实施例中，所述的机筒2上还设置有排气口 7，所述排气口 7位于混合段34的正上方，以便把物料中的湿气、夹带的空气及可挥发的组分除去；本实用新型中不另外设置排气段，当熔融挤出需要排气的物料时直接利用排气口 7排气。
[0035]计量段35 —般采用正向螺纹，但有时在螺杆熔体输送区要建立压力，确保100%的充满度，也会采用反向螺纹；计量段35所在机筒2可以通过沿物料前进方向机筒2的横截面积逐渐缩小的方式来建立压力和确保100%的充满度。
【权利要求】
1.一种差速纳米材料用双螺杆挤出机，包括， 用于进料的加料机构(I); 进料口与加料机构⑴相连通的机筒⑵； 设置在机筒⑵内的双螺杆(3)，所述双螺杆(3)由挤出电机⑷驱动； 设置在机筒⑵出料口上的口模(5)； 所述双螺杆(3)由多段拼合而成，双螺杆(3)沿物料走向顺次为加料段(31)、固体输送段(32)、熔融塑化段(33)、混合段(34)、计量段(35)； 其特征是: 所述双螺杆(3)由低速级螺杆和高速级螺杆两根相互啮合的螺杆构成，所述低速级螺杆与高速级螺杆的回转比为1:1.5?1:4 ; 以推动物料前进的螺纹为正向，所述加料段(31)、固体输送段(32)、混合段(34)为正向螺纹，所述熔融塑化段(33)为反向螺纹，所述计量段(35)为正向或反向螺纹，所述混合段(34)的螺距小于熔融塑化段(33)的螺距，所述熔融塑化段(33)上设置有捏合盘(6)，所述捏合盘出)的正面设置有径向的导流槽。
2.如权利要求1所述的差速纳米材料用双螺杆挤出机，其特征是:所述的加料机构(I)为螺杆输送装置，包括料斗(11)、输料螺杆(12)、导料管(13)和输料电机(14)，所述输料螺杆(12)设置在导料管(13)内，所述料斗(11)设置在导料管(13)的进口，导料管(13)的出口与机筒(2)的进料口连通，所述输料电机(14)驱动连接输料螺杆(12)。
3.如权利要求1或2所述的差速纳米材料用双螺杆挤出机，其特征是:所述的机筒(2)上还设置有排气口(7)，所述排气口(7)位于混合段(34)的正上方。
4.如权利要求1或2所述的差速纳米材料用双螺杆挤出机，其特征是:所述固体输送段(32)的螺距沿物料前进方向逐渐变小。
5.如权利要求1或2所述的差速纳米材料用双螺杆挤出机，其特征是:所述熔融塑化段(33)所在的机筒(2)的区域内设置有加热装置(8)。
6.如权利要求1或2所述的差速纳米材料用双螺杆挤出机，其特征是:所述计量段(35)所在区域沿物料前进方向机筒(2)的横截面积逐渐缩小。
7.如权利要求1或2所述的差速纳米材料用双螺杆挤出机，其特征是:所述双螺杆(3)的外缘与机筒⑵内壁之间的间隙为0.3?2mm。
8.如权利要求1或2所述的差速纳米材料用双螺杆挤出机，其特征是:所述口模(5)的进料端设置有滤网(9)。
【文档编号】B29C47/60GK203580087SQ201320710479
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】林峰, 徐浩 申请人:上海冠旗电子新材料股份有限公司