一种纳米弹性粒子分散系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种纳米弹性粒子分散系统，利用该系统通过一步化学与三步物理分散方法，将纳米材料所含的弹性粒子彻底分散，达到纳米效应，从而制备出纳米级塑料助剂，使制品实现高性能多用途。
【背景技术】
[0002]影响塑料制品质量的三大要素是:树脂、助剂、加工。没有添加助剂而改性的塑料，实际上是不能应用的，可见塑料助剂在塑料工业中所占有的重要地位。塑料助剂是指那些为改善其加工特性和使用性能而分布于树脂聚合物中，对聚合物分子结构无明显影响的物质。虽然我国塑料助剂行业起步较晚，但是，近年来却以良好的市场表现成为塑料业界引以为重的一个产业。一批以塑料助剂为主导产品的企业正在迅速崛起，市场竞争也越趋激烈。然而，目前国内一些助剂企业所生产的中低档产品多、规格品种也较少，影响了其拓展速度。在国外塑料助剂新产品层出不穷，功能越来越完善，产品越来越细化的同时，国产助剂却鲜见高端产品问世，全行业水平远远落后于发达国家。要尽快改变这种状况，使全国塑料助剂行业步入健康可持续发展的轨道，要把产品创新放在首位，关键在于创新技术，开发高性能的新型助剂强化塑料改性，提高塑料等级标准，这是塑料助剂行业发展的一项重要课题，也是石化行业“十二五”期间重大攻关项目之一。
[0003]在实践中我们认识到一种助剂在高分子聚合物中的改性效果如何，很大程度上取决于助剂本身所使用的原材料性能如何。在塑料助剂产品中，纳米材料(又称超细微粒，超细粉末)是处于原则簇和实现物体交界过渡区的一种典型系统，其结构不同于体块材料，也不同于单个原子，特殊的结构使它具有表明效应，体积效应，量子隧道效应等，拥有一系列的物理与化学特性。但是采用的纳米丁晴橡胶，纳米硅橡胶在使用中发现，由于纳米粒子粒径(平均为100-150nm)，比表面积大，极易团聚。若使其均匀地分散到物料中，达到纳米级分散效果一直是重大难题；若纳米粒子掺合到物料中不能解决好分散问题，不仅不能达到预期的性能效果，反而会适得其反，使助剂的性能大幅降低。
【发明内容】
[0004]本实用新型就针对纳米弹性粒子不易分散的难题，提供一种纳米弹性粒子分散系统通过一步化学与三步物理分散方法解决了上述难题。
[0005]本实用新型纳米弹性粒子分散系统是通过以下方式实现的:
[0006]—种纳米弹性粒子分散系统，该分散系统包括锥体双螺旋搅拌机、梨刀飞刀卧式搅拌机、双螺杆挤出造粒机，锥体双螺旋搅拌机的出口连接梨刀飞刀卧式搅拌机的入口，梨刀飞刀卧式搅拌机的出口连接双螺杆挤出造粒机。
[0007]所述的锥体双螺旋搅拌机的入口可设置配料系统。双螺杆挤出造粒机的出口连接包装设备。
[0008]在锥体双螺旋搅拌机和梨刀飞刀卧式搅拌机之间设置蛟龙式推进器，还可在梨刀飞刀卧式搅拌机和双螺杆挤出造粒机之间设置蛟龙式推进器。
[0009]所述的锥体双螺旋搅拌机转速60-80r/min，容量1100_1300kg，优选1200kg。锥体双螺旋搅拌机搅拌部件为两条不对称悬臂(转臂)。他们环绕锥形容器的中心轴线转动的同时，还借助转臂下方的两根螺旋做自转运动，该设备通过悬臂与螺旋的公、自转使物料反复提升、对流、剪切、扩散等复合运动，能够糅合地混合物料从而达到最佳的混合效果。
[0010]所述的梨刀飞刀卧式搅拌机容量1100-1300kg，优选1200kg，转速65-75r/min。梨刀飞刀卧式搅拌机包含传动机构，卧式筒体和梨刀飞刀。物料在梨刀作用下沿筒壁作对流运动，与物料流经飞刀时被高速旋转的飞刀抛洒，相比常规的卧式球磨机，能在较短时间内更均匀混合，完全满足物料的充分混合分散，特别是针对不易分散的纳米弹性粒子物料，分散效果更加显著。
[0011]所述的双螺杆挤出造粒机的产量可为1100-1300kg/h，优选1200kg/h。
[0012]本实用新型系统在使用时，物料经过锥体双螺旋搅拌机的加料口，在锥体双螺旋搅拌机的旋转螺杆作用下，被搓成团状并沿螺槽滚动前进，因螺杆的剪切、压缩与搅拌作用，物料受到进一步的混炼和塑化，强度和压力逐步升高，呈现出粘流状态，并从出料口出料。物料通过传动机构，进入梨刀飞刀卧式搅拌机，在梨刀作用下沿筒壁作对流运动，与物料流经飞刀时被高速旋转的飞刀抛洒，从而在较短时间内达到更均匀混合。混合后的物料通过传动装置，进入双螺杆挤出造粒机，在旋转螺杆作用下，被搓成团状并沿螺槽滚动前进，因螺杆的剪切、压缩与搅拌作用，物料受到进一步的混炼和塑化，呈现出粘流状态，并通过双螺杆挤出造粒机的机头，得到最后制品。本实用新型系统使纳米材料均匀地分散到物料中，达到了优异的纳米级分散效果。
[0013]与现有技术比较本实用新型的有益效果:本实用新型通过该系统，解决了纳米材料所含的弹性粒子不易分散的难题，使添加的纳米弹性粒子达到完全分散，实现了纳米效应，制成的含纳米材料的助剂对塑料改性后，使其刚性、韧性、热变形温度等主要性能同步提高，实现了聚烯烃塑料的高性能、多用途。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型纳米弹性粒子分散系统示意图。
[0015]图2为实施例2纳米全硫化丁晴粉末橡胶VP-101 (100-150nm)投放物料中其弹性粒子原始形态扫描电镜SM图。
[0016]图中可见纳米弹性粒子处于团聚状态。
[0017]图3为实施例3纳米全硫化粉末硅橡胶VP-601 (100-150nm)投放物料中其弹性粒子原始形态扫描电镜SEM图。
[0018]图中可见纳米弹性粒子处于团聚状态。
[0019]图4为实施例经锥体双螺旋搅拌机分散后，纳米弹性粒子均达到分散效果的扫描电镜SEM图。
[0020]图中可见纳米VP-101 (100-150nm)、VP-601 (100-150nm)改性粒子团聚现象已基本消失，形成了单个粒子。
[0021]图5为实施例2经梨刀飞刀卧式搅拌机分散后，纳米全硫化丁晴粉末橡胶VP-101纳米弹性粒子达到分散效果的扫描电镜SEM图。
[0022]图中可见纳米单个弹性粒子已经分散，达到荷叶分散形态。
[0023]图6为实施例3经梨刀飞刀卧式搅拌机分散后，纳米全硫化粉末硅橡胶纳米弹性粒子达到分散效果的扫描电镜SEM图。
[0024]图中可见纳米单个弹性粒子已经分散，达到荷叶分散形。
[0025]图7为实施例经双螺杆挤出造粒机分散后，两种纳米弹性粒子均达到下分散效果扫描电镜SEM图。
[0026]图中可见，纳米弹性粒子已经完全分散，达到断口荷叶形态。
【具体实施方式】
[0027]实施例1:
[0028]如图1所示，一种纳米弹性粒子分散系统，该分散系统包括锥体双螺旋搅拌机2、梨刀飞刀卧式搅拌机3、双螺杆挤出造粒机4，锥体双螺旋搅拌机2的出口连接梨刀飞刀卧式搅拌机3的入口，梨刀飞刀卧式搅拌机3的出口连接双螺杆挤出造粒机4。该锥体双螺旋搅拌机2的入口设置配料系统I，双螺杆挤出造粒机4的出口连接包装设备5。在锥体双螺旋搅拌机2和梨刀飞刀卧式搅拌机3之间设置蛟龙式推进器，在梨刀飞刀卧式搅拌机3和双螺杆挤出造粒机4之间设置蛟龙式推进器。
[0029]锥体双螺旋搅拌机2搅拌部件为两条不对称悬臂(转臂)，它们环绕锥形容器的中心轴线转动的同时，