聚合物复合改性粒子的生产设备及其制备方法与流程

本发明涉及聚合物复合改性粒子技术领域，特别是涉及一种聚合物复合改性粒子的生产设备及其制备方法。

背景技术：

聚合物复合改性粒子在现代化工业中应用极其广泛，针对不同聚合物优缺点进行改性优化，已经成为化工工业的重要课题。目前聚合物复合改性粒子的生产设备较为复杂、占地面积大、一体化程度低，存在造粒效率低、物料容易堵塞造粒模头等问题，因此需要加以改进。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供了一种聚合物复合改性粒子的生产设备及其制备方法，其设备结构紧凑，能够实现造粒喂料、加压、胶团杂质过滤后进入模头的一体化生产，整套生产线操作简单，生产效率高，适于推广应用。

一种聚合物复合改性粒子的生产设备，其特征在于：包括顺序连接的原料称重计量装置、混合密炼机、提升装置、造粒一体机、振动筛选装置、若干搅拌槽和称重分装装置，所述混合密炼机设置第一加压系统，造粒一体机设有第二加压系统、造粒螺杆挤出机、模头和切粒机，振动筛选装置与造粒一体机之间设有第一冷却装置，振动筛选装置和搅拌槽之间设有第二冷却装置。

作为优选，所述造粒螺杆挤出机的顶部设置喂料斗，所述第二加压系统设置于喂料斗的正上方，第二加压系统用于对喂料斗内的物料施加压力，模头连接造粒螺杆挤出机的出料口，切粒机连接模头的出料口。

作为优选，所述造粒一体机设有温度控制系统，温度控制系统包括用于调节温度的加热系统、冷却水循环系统和温度控制器，加热系统包括若干设置于喂料斗和造粒螺杆挤出机侧壁的加热模块，冷却水循环系统包括若干设置于喂料斗和造粒螺杆挤出机侧壁上的冷却模块，加热系统和冷却水循环系统的运行情况均由温度控制器集中监测和控制。

作为优选，所述温度控制器采用双pid控制器，当检测到的当前温度距离理想温度超出预设上限或低于预设下限时，双pid控制器控制加热系统开启快速加热模式或冷却水循环系统开启快速降温模式；在检测到的当前温度处于理想温度的上限和下限之间的波动范围内时，双pid控制器控制加热系统开启缓慢加热模式或冷却水循环系统开启缓慢降温模式。

作为优选，所述模头与造粒螺杆挤出机及切粒机的连接处均设置加热模块和冷却装置。

作为优选，所述第一冷却装置和第二冷却装置均由若干依次相连接的冷却桶组成，切粒机、第一冷却装置、第二冷却装置和振动筛选装置分别设置独立的鼓风机。

作为优选，所述模头与造粒螺杆挤出机的挤出端相连接的一侧设置过滤网。

本发明还公开了上述的聚合物复合改性粒子的生产设备的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

步骤一、将用于制备聚合物复合改性粒子的原料称重计量后送入混合密炼机中进行混合，混合密炼机内的压力和温度均保持在预设范围内，密炼10-15分钟后，制成初步聚合物复合改性胶团；

步骤二、将聚合物复合改性胶团由提升装置送入造粒一体机中，聚合物复合改性胶团在造粒一体机中搅拌、挤出、过滤和再次挤出，制成质地更均匀的复合胶条，然后由切粒机切割成聚合物复合改性粒子；

步骤三、将聚合物复合改性粒子送入第一冷却装置进行初次冷却；

步骤四、将初次冷却后的聚合物复合改性粒子进行振动筛选，得到细度均匀的合格的聚合物复合改性粒子；

步骤五、将振动筛选后的合格的聚合物复合改性粒子通过第二冷却装置进行再次冷却；

步骤六、将步骤五中冷却后的合格后的聚合物复合改性粒子加入隔离剂进行充分搅拌，搅拌均匀后称重分装。

作为优选，所述步骤一中混合密炼机中的温度保持在120-150℃。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下技术效果：本发明的设备结构紧凑，能够实现造粒喂料、加压、胶团杂质过滤后进入模头的一体化生产，整套生产线操作简单，生产效率高，具有较高的推广应用价值。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中的第二加压系统的一个优选实施例的结构示意图；

图3是本发明中造粒一体机的温度控制系统的结构示意图；

图4本发明中的造粒一体机的模头与造粒螺杆挤出机、切粒机连接的结构示意图；

图5是图4中模头与过滤网的结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示为本发明的一个优选实施例，即一种聚合物复合改性粒子的生产设备，包括顺序连接的原料称重计量装置1、混合密炼机2、提升装置3、造粒一体机4、振动筛选装置5、搅拌槽6和称重分装装置7，其中，混合密炼机2设置第一加压系统8，造粒一体机4设有第二加压系统9、造粒螺杆挤出机41、模头42和切粒机43。

如图3所示，本实施例中，造粒一体机4设有温度控制系统，温度控制系统包括用于调节温度的加热系统、冷却水循环系统和温度控制器，加热系统包括若干设置于喂料斗411和造粒螺杆挤出机41外壁的加热模块44，冷却水循环系统包括若干设置于喂料斗411和造粒螺杆挤出机41侧壁上的冷却模块45，加热系统和冷却水循环系统的运行情况均由温度控制器集中监测和控制。加热模块可以在造粒一体机造粒工作之前启动，对机器进行预热。在造粒进行过程中，由于螺杆挤压和摩擦产生热量，温度调节温度控制器输出信号启动冷却模块，使造粒一体机内的温度保持在预设范围内。本发明中，温度控制器优选双pid控制器，即采用比例、积分、微分的pid控制方法，对温度控制系统进行精确的控制，具体运行时，当检测到的当前温度距离理想温度超出预设上限或低于预设下限时，双pid控制器控制加热系统开启快速加热模式或冷却水循环系统开启快速降温模式；在检测到的当前温度处于理想温度的上限和下限之间的波动范围内时，双pid控制器控制加热系统开启缓慢加热模式或冷却水循环系统开启缓慢降温模式。

如图1所示，本实施例中，振动筛选装置5与造粒一体机4之间设有第一冷却装置100，振动筛选装置5和搅拌槽6之间设有第二冷却装置200，第一冷却装置100和第二冷却装置200均由若干依次相连接的冷却桶组成，冷却桶的桶壁上也可以增加冷却水系统模块，进一步提高冷却效果，切粒机43、第一冷却装置100、第二冷却装置200和振动筛选装置5分别设置独立的鼓风机10，聚合物复合改性粒子在鼓风机10的风力作用下，输料速度快、冷却效率高。

如图1和图2所示，本实施例中，造粒螺杆挤出机41的顶部设置喂料斗411，第二加压系统9设置于喂料斗411的正上方，第二加压系统9用于对喂料斗411内的物料施加压力，模头42连接造粒螺杆挤出机41的出料口，切粒机43连接模头42的出料口，第二加压系统9采用电动葫芦加压系统，电动葫芦加压装置包括电动葫芦小车91、电动葫芦92、加压配重铁块93和控制器94，电动葫芦92安装在电动葫芦小车91上，由电动葫芦小车91带动电动葫芦92运动，电动葫芦92包括用于钩住加压配重铁块93的吊钩和连接吊钩的绳索，控制器94用于控制电动葫芦小车91和电动葫芦92的运行。本实施例中，电动葫芦加压装置还包括支架95、若干支腿96、支腿固定底座97和横梁导轨98，支腿96均匀设置于支架95的底部，各支腿96的底端设有支腿固定座97，横梁导轨98水平设置于支架95上，电动葫芦小车91可移动地安装于横梁导轨98上。

如图3至图5所示为本发明的模头42的一个优选实施例，模头42还包括模头壳体422、过滤网423、出料孔424和模头卡扣425组成，模头42上均匀设置若干模孔4211，造粒螺杆挤出机41包括造粒机螺杆,模头3与造粒机螺杆的挤出端相连接的一侧设置过滤网423，模头42的外部设有模头壳体422，模头卡扣425设置于模头壳体422的外壁上、用于向模头壳体422施加向内的压紧力，模头壳体422与模头42之间在模头42的出料方向上形成容纳空间426，模头壳体422上设置若干出料孔424，复合胶团在造粒螺杆挤压和摩擦的作用下散发热量，由温度控制系统进行自动调节，造粒螺杆挤出机内保持定的温度范围，复合胶团经过滤网、模头进入到容纳空间内，胶团中的杂质被滤除，在容纳空间内再次通过出料孔挤出后行成复合胶条，同时使各种物料均匀的分布在复合胶条中，不易成团，调节螺杆速度和切刀速度，可以调节复合粒子的长度。如图5所示，模头42设有供放置过滤网423的凹槽4212，凹槽4212高出模孔4211的表面，过滤网423扣合在凹槽4212内。优选过滤网423的孔径小于模头42上的模孔孔径。模头卡扣425设置于模头壳体422的外壁上、用于向模头壳体422施加径向向内的压紧力。

如图4所示，本实施例中，造粒一体机4还包括底座46，切粒机43的底部设置支座431和滑杆导轨432，支座431通过螺栓结构等可拆卸的结构固定于滑杆导轨432上，即将切粒机43可拆卸地安装于底座46上，滑杆导轨432和造粒螺杆挤出机41均设置于底座46上。本发明中的造粒一体机具有独特的加压设计和自带滤网的模头设计，实现了造粒喂粒加压、胶团杂质过滤后进入模头的一体化，能够有效提高造粒机的喂料速度并防止造粒机的模头堵塞，有助于提高生产效率。此外，本发明中，造粒一体机、冷却桶、振动筛选装置、搅拌槽的进料、出料管路上均设置可调节的阀门，方便调节物料输送速度。

采用前述的聚合物复合改性粒子的生产设备来制备聚合物复合改性粒子的制备方法，包括如下制备步骤：

步骤一、将用于制备聚合物复合改性粒子的原料称重计量后送入混合密炼机2中进行混合，混合密炼机2内的压力和温度均保持在预设范围内，优选混合密炼机2中的温度保持在120-150℃，密炼10-15分钟后，制成初步聚合物复合改性胶团；

步骤二、将聚合物复合改性胶团由提升装置3送入造粒一体机4中，聚合物复合改性胶团在造粒一体机4中搅拌、挤出、过滤和再次挤出，制成质地更均匀的复合胶条，然后由切粒机43切割成聚合物复合改性粒子；

步骤三、将聚合物复合改性粒子送入第一冷却装置100进行初次冷却；

步骤四、将初次冷却后的聚合物复合改性粒子进行振动筛选，得到细度均匀的合格的聚合物复合改性粒子；

步骤五、将振动筛选后的合格的聚合物复合改性粒子通过第二冷却装置200进行再次冷却；

步骤六、将步骤五中冷却后的合格后的聚合物复合改性粒子加入隔离剂进行充分搅拌，搅拌均匀后称重分装，隔离剂起分散、隔离的作用，粒子之间不易凝结成团，多个搅拌槽和称重分装设置能够极大地提高分装效率。

本发明中制备聚合物复合改性粒子的生产设备结构紧凑，占地面积小，自动化程度高，且具有独特的一体化结构的密炼造粒机，造粒效率高、防堵塞效果好，采用该套设备制备聚合物复合改性粒子的方法操作简单，产品合格率高，有利于缩减企业或科研单位等的设备使用成本、提高经济效益，具有较高的推广应用价值。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。