一种用于制备硅烷交联绝缘料的挤出机机头结构的制作方法

本实用新型涉及硅烷交联绝缘料挤出设备领域，尤其涉及一种用于制备硅烷交联绝缘料的挤出机机头结构。

背景技术：

目前，广泛采用四段式挤出机完成一步法制备硅烷交联聚乙烯绝缘料。四段式挤出机机头包括加料段、熔融段、均化段和反应段，在加料段投入所有生产所需的物料进行混合，随后通过螺杆的螺槽深度变化调控物料熔融、均化和接枝反应时间，以期延长物料熔融和均化时间，提高物料混合均一度和混炼时间，从而提高接枝率、改善产品质量。

但现有四段式挤出机机头采用连续螺杆结构，螺杆和机筒长度由多因素限定，因而很难保证物料通过各工艺段时具有充足的加工、反应时间。例如，现有挤出机中，物料的熔融处理时间较短，常导致物料内部未完全熔融，而影响产品质量；均化处理时间不足，使物料交联不充分，导致物料产出比较低。而且，现有四段式挤出机采用固、液两相物料同时投入的方式，依靠螺杆很难实现均匀混合，导致硅烷和引发剂等液相物料在树脂等固相物料中局部聚集，硅烷在固相物料残留水分的作用下发生水解，进而在引发剂的作用下树脂基料产生局部预交联反应，影响产品质量。

技术实现要素：

本实用新型提供一种用于制备硅烷交联绝缘料的挤出机机头结构，以解决上述现有技术不足。通过两段式螺杆结构代替原有连续式螺杆结构，有利于延长物料反应时间，保证物料各阶段充分反应，从而提高接枝效率、改善产品质量。通过向熔融态的固相物料中投入雾化的液相物料，以提高两相物料的分散均匀度，一方面有利于避免预交联反应，从而保证产品质量；另一方面，有利于提高物料的交联和接枝率，从而提高物料产出比。

为了实现本实用新型的目的，拟采用以下技术：

一种用于制备硅烷交联绝缘料的挤出机机头结构，其特征在于，包括平行叠放的单螺杆工段和双螺杆工段，所述单螺杆工段包括单螺杆机筒和单螺杆，所述单螺杆机筒前端顶部设有固相物料调控入口，所述双螺杆工段包括双螺杆机筒和双螺杆，所述双螺杆 机筒前端顶部通过下料口与所述单螺杆机筒后端底部相连通，所述双螺杆机筒前端侧壁对设有液相物料调控入口，后端设有挤出模具。

进一步，所述固相物料调控入口处设有粉体流量计和粉体流量阀，所述液相物料调控入口处设有增压泵和流量调节阀，所述粉体流量计、所述粉体流量阀和所述流量调节阀分别与PLC控制器相连接。

进一步，所述粉体流量阀和所述流量调节阀选用气动阀门。

进一步，所述单螺杆由前向后分为加料段和熔融段，加料段的螺槽深度大于熔融段的螺槽深度，加料段与熔融段的长度之比为1:3～1:5。

进一步，所述双螺杆选用平行异向双螺杆，所述双螺杆由前向后分为雾化投料段、均化段和反应段，雾化投料段的螺槽深度小于均化段的螺槽深度，均化段的螺槽深度大于反应段的螺槽深度，雾化投料段、均化段和反应段的长度之比为1：(3～5)：3。

进一步，所述双螺杆在雾化投料段和反应段为非啮合结构，在均化段为啮合结构。

进一步，所述液相物料调控入口设置于所述双螺杆雾化投料段所对应的所述双螺杆机筒处，所述液相物料调控入口与所述双螺杆机筒接合处设有耐高温喷头。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用两段式螺杆结构代替原有的连续式螺杆，有利于延长物料反应时间，保证物料各阶段充分反应，从而提高接枝效率、改善产品质量。

2、本实用新型通过两段式螺杆结构分别对固相物料进行混合、熔融处理，对液相物料进行分散投料、交联和接枝处理，有利于避免预交联的发生，从而保证产品质量。

3、本实用新型通过增压泵和喷头对硅烷和引发剂进行雾化处理，有利于提高其在固相物料体系内分散效率，以便提高交联效率，提升物料产出比。

附图说明

图1示出了本实用新型机头内部结构示意图。

图2示出了本实用新型调控结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种用于制备硅烷交联绝缘料的挤出机机头结构，包括平行叠放的单螺杆工段1和双螺杆工段2。固相物料在所述单螺杆工段1内进行混合、熔融后，进入所述双螺杆工段2内与硅烷和引发剂等液相物料混合，有利于避免熔融阶段发生预 交联而影响生产效率和产品质量。同时，采用两段式螺杆结构代替原有的连续式螺杆，有利于进一步延长物料反应时间，保证物料各阶段充分反应，从而提高接枝效率、改善产品质量。

所述单螺杆工段1包括单螺杆机筒11和单螺杆12。所述单螺杆12具有较小的剪切力，有利于物料和熔融热量的平稳传输，保证固相物料充分熔融。

所述双螺杆工段2包括双螺杆机筒21和双螺杆22。所述双螺杆22具有较大的剪切力，有利于两相物料的分散，促进交联反应，提高接枝率。

所述单螺杆机筒11前端顶部设有固相物料调控入口3。所述固相物料调控入口3处设有与PLC控制器7相连接的粉体流量计31和粉体流量阀32。所述双螺杆机筒21前端侧壁对设有液相物料调控入口5。所述液相物料调控入口5处设有增压泵51和与PLC控制器7相连的所述流量调节阀52。所述PLC控制器7接收所述粉体流量计31的数据用于调控所述粉体流量阀32的开合程度，以稳定固相物料的投入流速，从而推算出物料通过所述单螺杆机筒11的时间，精确调控所述流量调节阀52开启以投放液相物料，实现自动化调控。

所述液相物料调控入口5与所述双螺杆机筒21接合处设有耐高温喷头。投入的液相物料在所述增压泵51的作用下高速通过耐高温喷头形成喷雾。雾化的液相物料有利于提高其与熔融态固相物料的混合效率。且对设喷雾硅烷和引发剂有利于避免两者同时与固相物料接触而过快引发局部的交联反应，有利于改善产品质量。

所述双螺杆机筒21前端顶部通过下料口4与所述单螺杆机筒11后端底部相连通。通过所述下料口4连通结构上分离的所述单螺杆工段1和所述双螺杆工段2形成一个连续的物料挤出生产流。

所述双螺杆机筒21后端设有挤出模具6。便于挤出形成颗粒料。

所述粉体流量阀32和所述流量调节阀52选用气动阀门。有利于提高调控精度。

所述单螺杆12由前向后分为加料段和熔融段，加料段的螺槽深度大于熔融段的螺槽深度，加料段与熔融段的长度之比为1:3～1:5。加料段采用较深的螺槽，以适应固相物料投入流量变化，并有利于避免物料发生堆积溢料。熔融段采用较浅的螺槽，有利于提高呢熔体热量传递效率，保证熔体传输平稳流畅。所述单螺杆12螺槽深度沿送料方向由深变浅，将松散的固相物料进行压缩，有利于提高物料混合效率和物料间热传递，保证固相物料充分熔融。延长熔融段长度以使物料充分熔融，从而保证产品质量。

所述双螺杆22选用平行异向双螺杆，所述双螺杆22由前向后分为雾化投料段、均化段和反应段，雾化投料段的螺槽深度小于均化段的螺槽深度，均化段的螺槽深度大于反应段的螺槽深度，雾化投料段、均化段和反应段的长度之比为1：3～5：3。雾化投料段的所述双螺杆22采用非啮合结构，分散效率较高，有利于促进硅烷和引发剂在熔融态固相物料体系内的分散，以提高交联效率。均化段的所述双螺杆22采用啮合结构，剪切力强，有利于提高交联效率，改善产品质量。反应段的所述双螺杆22采用非啮合结构，剪切力较小，有利于促进接枝反应，提高接枝率，提高物料产出比。通过雾化投料段、均化段和反应段长度调节物料在各阶段的反应时间，保证充分的分散、交联和接枝时间，有利于提高进一步提高接枝率，改善物料产出比。

结合实施例阐述本实用新型具体实施方法如下：

物料传输系统与机头的对接组装

按照配方分别配置复合硅烷(液态)、DCP(过氧化二异丙苯)丙醇溶液和其他固相物料，将上述物料分别置于密闭容器中进行干燥，并通过真空传输管路进行计量和传输。

将固相物料传输管路与所述固相物料调控入口3相连通，将复合硅烷传输管路和DCP丙醇溶液分别与对设的所述液相物料调控入口5相连通。

设备预热

启动加热装置对所述单螺杆机筒11和所述双螺杆机筒21进行加热升温，同时，启动所述单螺杆12和所述双螺杆22。

数控

所述PLC控制器7调控开启所述粉体流量阀32，并监测所述粉体流量计31的数据，调整所述粉体流量阀32使固相物料流量达到预设值。

所述PLC控制器7根据所述单螺杆机筒11长度、所述单螺杆12转速和所述粉体流量计31的数据监控时间推算物料自所述下料口4通过所述单螺杆工段1的时间，从而调控所述增压泵51和所述流量调节阀52的启动时间。

粉料投料

固相物料通过所述固相物料调控入口3进入所述单螺杆机筒11内，在所述单螺杆12的加料段进行预热和进一步混合后。

粉料熔融

由于所述单螺杆12的螺槽由深变浅，压缩固相物料进入较长的熔融段。在此处所述 单螺杆机筒11内壁高温和所述单螺杆12的剪切热作用下，固相物料发生熔融。

液料投料

熔融后的固相物料通过所述下料口4进入所述双螺杆工段2内。复合硅烷和DCP丙醇溶液分别通过对设的所述液相物料调控入口5进入于所述双螺杆机筒内，并在所述增压泵51的作用下，快速通过耐高温喷头形成喷雾，有利于提高复合硅烷、DCP丙醇溶液与熔融的固相物料的混合效率以及复合硅烷和DCP丙醇溶液之间的接触效率。

均化变性

液相物料与熔融态固相物料混合后，被带入具有啮合结构且螺槽深度较浅的所述双螺杆22匀化段进行高强度的混炼，促进均化变性。

接枝出模

均化物料在非啮合结构且螺槽较深的所述双螺杆22反应段，以较小的剪切力继续混合一段时间，以进一步提高接枝率。随后在所述双螺杆22的带动下，通过所述挤出模具6挤出造粒。