增强热塑性树脂的制造装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种增强热塑性树脂的制造装置和方法，装置包括挤出机、树脂输送机、添加剂输送机、纤维材料输送机；纤维材料输送机用于将纤维材料输送至挤出机，纤维材料输送机包括：喂料机和振动式送料机；喂料机包括喂料机本体，喂料机本体设置有与挤出机的纤维材料进料口连通的喂料槽；振动式送料机包括水平的送料槽，送料槽一端上方连通一进料漏斗，另一端下方与喂料槽连通；送料槽长度为10-100厘米、宽度为5-30厘米、高度为2-15厘米；长度与宽度比值范围为2-6。本发明所提供的制造装置和方法，降低了纤维材料集束的分解量，防止了输送通道中纤维材料形成毛絮状团块，保持输送通道畅通，保证了增强热塑性树脂的产品质量。
【专利说明】增强热塑性树脂的制造装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热塑性树脂【技术领域】，尤其是涉及一种增强热塑性树脂的制造装置和方法。
【背景技术】
[0002]热塑性树脂是一种现代工业制造中被广泛应用的树脂。其中纤维类增强热塑性树脂由于比原有的一般性树脂具有更高的机械强度、耐热性能等特性，因此其性能较原树脂更加优越、应用更为广泛。
[0003]用于树脂增强改性的纤维包括有:有玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、金属氧化物纤维(如氧化锌晶须、氧化铝晶须)、硅酸铝纤维、钛酸钾晶须、碳化硅纤维、石棉纤维、石膏纤维、硼纤维等。为了便于将纤维材料添加到树脂中，在制造改性树脂过程中一般需要对纤维进行表面处理，如在纤维材料中添加偶联剂以使纤维与树脂更好地结合、在纤维材料中添加集束剂以使纤维材料形成多纤维集束的状态从而使纤维材料更易输送。但集束剂和偶联剂的添加品种以及添加量对复合改性树脂性能有极大的影响。因此，现有的复合改性树脂制备工艺中为了保证复合改性树脂的性能会严格控制偶联剂、集束剂的品种和添加量。
[0004]通常情况下，若要保证改性树脂产品质量，纤维材料的进料流量精度最好控制在目标流量的±2%以内，进料流量精度控制在目标流量的±1%以内则可以制造出更高品质的改性树脂产品。
[0005]现有技术中的复合改性树脂的制备过程中，首先通过各自的输送机将纤维材料和热塑性树脂输送到塑料挤出机内，然后通过塑料挤出机将纤维材料与热塑性树脂共混，然后挤出成为复合改性树脂。其中，纤维材料的输送机一般是螺杆式、皮带式以及振动式输送机。其中由于集束剂的品种和添加量受到严格的限制，输送机向挤出机连续输送纤维材料的过程中纤维材料容易出现解纤的问题，玻璃纤维和碳纤维表现的很明显，其中尤以碳纤维集束体在输送过程中更加容易出现解纤的问题。即在输送过程中纤维材料容易脱离集束剂的束缚，由较大的集束体分解成为较小的集束体，甚至分解为独立的纤维个体，而小体积的纤维材料集束体和独立的纤维材料个体因为重量极轻，在输送通道中容易飞散，然而散纤维在输送通道内会随着数量的增多逐渐聚集成毛絮团并附着在通道内壁，因此在连续不断输送纤维材料过程中会有小的毛絮团块随机散落进入挤出机，进而产生纤维材料浓度瞬时增高的现象，导致纤维材料比例升高，使得产品配方比例误差增大，影响纤维材料的进料精度，最终导致产品品质下降。而大的毛絮状团块则会导致通道的堵塞，进而影响到纤维材料的供给流量甚至导致输送通道完全封堵而无法进料。当毛絮状团块大到一定程度，在某一瞬间突然脱落进入挤出机内，造成复合改性树脂的原材料的配比严重错误甚至使挤出机损坏而停机，给生产厂家带来巨大的产品质量事故和设备损失。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于提供一种增强热塑性树脂的制造装置和方法，在制造增强热塑性树脂过程，防止因纤维材料集束体分解后集结形成大的毛絮状团块，堵塞输送通道现象的发生，保持纤维材料输送通道的畅通。
[0007]本发明提出一种增强热塑性树脂的制造装置，包括挤出机、树脂输送机、添加剂输送机、以及纤维材料输送机；所述纤维材料输送机用于将纤维材料输送至挤出机内；
[0008]所述纤维材料输送机包括:喂料机和振动式送料机；
[0009]所述喂料机包括喂料机本体，该喂料机本体的一侧设置有一与挤出机的纤维材料进料口连通的喂料槽；
[0010]所述振动式送料机包括一水平设置的送料槽，该送料槽的一端上方连通一进料漏斗，另一端下方通过一连接箱体与所述喂料槽连通；
[0011]所述送料槽的长度为10-100厘米、宽度为5-30厘米、高度为2-15厘米；长度与宽度的比值范围为2-6 ；
[0012]所述连接箱体的内侧壁表面向内与水平方向成60度至120度设置。
[0013]优选地，所述送料槽长度为58厘米、宽度为15厘米、高度为7厘米。
[0014]优选地，所述连接箱体的内侧壁表面向内与水平方向成90度设置。
[0015]优选地，所述连接箱体为长方体设置；所述连接箱体的长度为10-30厘米、宽度为5-15厘米、高度为2-20厘米；长度与宽度的比值范围为1-3。
[0016]优选地，所述连接箱体的长度为15厘米、宽度为9厘米、高度为7厘米。
[0017]优选地，所述振动式送料机安装高度高于挤出机的安装高度，二者安装高度的距离小于3米。
[0018]优选地，所述振动式送料机包括振动频率和幅度可调的振动器，用于带动送料槽振动，使送料槽内的纤维材料向喂料槽移动；
[0019]所述振动式送料机还包括失重计量称，用于称量加入挤出机内的纤维材料。
[0020]优选地，所述振动式送料机安装高度高于挤出机的安装高度，二者安装高度的距离小于3米。
[0021]本发明另提出一种增强热塑性树脂的制造方法，基于所述的制造装置，包括:
[0022]按设定的含量称取以下各组:热塑性树脂、纤维材料、添加剂；
[0023]将所称的热塑性树脂、纤维材料、添加剂依次加入到树脂输送机、纤维材料输送机、添加剂输送机内；
[0024]启动树脂输送机、纤维材料输送机、以及添加剂输送机的输送功能，将对应的热塑性树脂、纤维材料、添加剂输送到挤出机，由挤出机将热塑性树脂、纤维材料、添加剂共混并挤出，获得增强热塑性树脂；
[0025]所述纤维材料包括以下组分的一种或两种:短切玻璃纤维、短切碳纤维；
[0026]所述纤维材料输送机在输送纤维材料过程中，所述送料槽内的纤维材料厚度小于I厘米。
[0027]优选地，所述纤维材料输送机在输送纤维材料过程中，开启所述振动器的振动功能，并控制振动器的振动频率在40-60HZ范围内，振动幅度在1.5-2.5毫米范围内。
[0028]优选地，所述振动频率为50Hz ;所述振动幅度为2.0毫米。
[0029]本发明所提供的一种增强热塑性树脂的制造装置和方法，由于所述制造装置的送料槽设置成:长度为10-100厘米、宽度为5-30厘米、高度为2-15厘米，长度与宽度的比值范围为2-6 ;相对现有技术所述送料槽的送料空间更大，在送料过程使送料槽1421内的纤维材料在各个方向(如垂直方向和水平方向)的交互运动少，摩擦作用少；输送纤维材料过程中在不影响输送速度的情况下，可减少纤维材料之间的摩擦力，降低纤维材料集束的分解量，可有效地防止输送通道中纤维材料形成毛絮状团块，保持输送通道畅通，使增强热塑性树脂生产过程能够稳定地进行；还可有效控制纤维材料的进料流量精度，确保进入挤出机内的配方比例正确，以保证增强热塑性树脂的产品质量，同时还降低了制造装置的损失风险，进而可延长制造装置的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本发明的增强热塑性树脂的制造装置实施例的结构示意图；
[0031]图2是本发明的送料槽与连接箱体的装配图；
[0032]图3是本发明的送料槽的结构示意图；
[0033]图4是本发明的增强热塑性树脂的制造方法实施例的流程图。
[0034]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0035]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0036]参见图1和图2，提出本发明的一种增强热塑性树脂的制造装置100 —实施例，所述制造装置100包括挤出机110、树脂输送机120、添加剂输送机130、以及纤维材料输送机140。所述纤维材料输送机140用于将纤维材料输送至挤出机110内。所述纤维材料输送机140包括:喂料机141和振动式送料机142。所述喂料机141包括喂料机本体1411，该喂料机本体1411的一侧设置有一与挤出机110的纤维材料进料口(图未示出)连通的喂料槽1412。所述振动式送料机142包括一水平设置的送料槽1421，该送料槽1421的一端上方连通一进料漏斗1422，另一端下方与所述喂料槽1412连通。所述送料槽1421的长度A为10-100厘米、宽度B为5-30厘米、高度C为2-15厘米；长度A与宽度B的比值范围为2-6。优选地，所述送料槽1421长度A为58厘米、宽度B为15厘米、高度C为7厘米。相对现有技术本发明的纤维材料输送机140中所述送料槽1421的送料空间更大，因而相对现有技术所述送料槽1421在送料过程使送料槽1421内的纤维材料在各个方向(如垂直方向和水平方向)的交互运动少，摩擦作用少；输送纤维材料过程中在不影响输送速度的情况下，可减少纤维材料之间的摩擦力，降低纤维材料集束的分解量，可有效地防止输送通道中纤维材料形成毛絮状团块，保持输送通道畅通，使增强热塑性树脂生产过程能够稳定地进行；还可有效控制纤维材料的进料流量精度，确保进入挤出机内的配方比例正确，以保证增强热塑性树脂的产品质量，同时降低了制造装置100的损失风险，进而可延长制造装置100的使用寿命。
[0037]进一步地，参见图1和图2，所述的增强热塑性树脂的制造装置100实施例中，所述振动式送料槽1421与所述喂料槽1412之间通过一连接箱体150连通。该连接箱体150的内侧壁表面向内与水平方向成60度至120度设置。较佳地，所述连接箱体150的内侧壁表面向内与水平方向成90度设置。其中，为了使连接箱体150的内侧壁表面向内与水平方向成90度设置，所述连接箱体150为长方体设置；所述连接箱体150的长度D为10-30厘米、宽度E为5-15厘米、高度F为2-20厘米；长度D与宽度E的比值范围为1_3。较佳地，所述连接箱体150的长度D为15厘米、宽度E为9厘米、高度F为7厘米。
[0038]本实施例中，将连接箱体150的内侧壁表面向内与水平方向成60度至120度设置，可以减少物料通道中的无效空间和死角区域，减少分解的集束纤维材料在连接箱体150内附着、集结成团块的可能性，可进一步地保持输送通道的畅通。
[0039]上述增强热塑性树脂的制造装置100实施例中，所述振动式送料机142安装高度高于挤出机110的安装高度，二者安装高度的距离H小于3米。所述振动式送料机142包括振动频率和幅度可调的振动器(图未示出)，用于带动送料槽1421振动，使送料槽1421内的纤维材料向喂料槽1412移动。所述振动式送料机142还包括失重计量称(图未示出)，用于称量加入挤出机110内的纤维材料。所述挤出机100为同向平行双螺杆挤出机100。
[0040]参见图3和图4，提出本发明的增强热塑性树脂的制造方法，该方法所采用的制造装置为以上所述的制造装置100，该方法包括:
[0041]步骤S101、按设定的含量称取以下各组:热塑性树脂、纤维材料、添加剂。
[0042]步骤S102、将所称的热塑性树脂、纤维材料、添加剂依次加入到树脂输送机120、纤维材料输送机140、添加剂输送机130内。
[0043]步骤S103、启动树脂输送机120、纤维材料输送机140、以及添加剂输送机130的输送功能，将对应的热塑性树脂、纤维材料、添加剂输送到挤出机110，由挤出机110将热塑性树脂、纤维材料、添加剂共混并挤出，获得增强热塑性树脂。
[0044]本实施例中，所述纤维材料包括以下组分的一种或两种:短切玻璃纤维、短切碳纤维。所述纤维材料输送机140在输送纤维材料过程中，所述送料槽1421内的纤维材料厚度TH小于I厘米。
[0045]本实施例中，所采用的原料如上所述包括:热塑性树脂、纤维材料、添加剂。其中所述热塑性树脂的重量占总原料的20%-95% ;纤维材料的重量在占总原料的5%-60% ;而其他添加剂的重量占总原料的0%-40%。其生产量200-2000kg/h，而纤维材料的输送量10-1200kg/h。
[0046]另外，本实施例中所述热塑性树脂和添加剂可以采用单独送料的方式进行送料，也可以采用混合送料的方式进行送料。而纤维材料只采用单独送料的方式进行送料。所述热塑性树脂、纤维材料、添加剂按照预设的含量输送到挤出机内后首先进入挤出机100的机筒内，在挤出机100的螺杆作用下共混，然后从挤出机100的口模挤出，则获得增强热塑性树脂。
[0047]进一步地，上述的增强热塑性树脂的制造方法实施例中，所述纤维材料输送机140在输送纤维材料过程中，开启所述振动器的振动功能，并控制振动器的振动频率在40-60HZ范围内，振动幅度在1.5-2.5毫米范围内。优选地，所述振动频率为50Hz ;所述振动幅度为
2.0晕米。
[0048]本发明所提供的增强热塑性树脂的制造方法实施例中，由于采用上述制造装置100，并控制振动器的振动频率在40-60HZ范围内，振动幅度在1.5-2.5毫米范围内，以及控制送料槽1421内的纤维材料厚度TH小于I厘米。因此使得送料过程送料槽1421内的纤维材料在各个方向(如垂直方向和水平方向)的交互运动少、摩擦作用少；输送纤维材料过程中在不影响输送速度的情况下，可减少纤维材料之间的摩擦力，降低纤维材料集束的分解量，可有效地防止输送通道中纤维材料形成毛絮状团块，保持输送通道畅通，使增强热塑性树脂生产过程能够稳定地进行；还可有效控制纤维材料的进料流量精度，确保进入挤出机内的配方比例正确，以保证增强热塑性树脂的产品质量，同时降低了制造装置100的损失风险，进而可延长制造装置100的使用寿命。
[0049]下面通过多个实施例和多个对比例进行比较，以进一步说明本发明相对现有技术所达到的有益效果。
[0050]实施例1
[0051]采用如表I中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表I中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表I。
[0052]实施例2
[0053]采用如表I中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表I中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表I。
[0054]实施例3
[0055]采用如表I中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表I中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表I。
[0056]实施例4
[0057]采用如表I中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表I中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表I。
[0058]实施例5
[0059]采用如表I中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表I中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表I。
[0060]实施例6
[0061]采用如表I中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表I中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表I。
[0062]实施例7
[0063]采用如表I中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表I中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表I。
[0064]实施例8
[0065]采用如表I中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表I中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表I。
[0066]实施例9[0067]采用如表1中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表1中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表1。
[0068]实施例10
[0069]采用如表1中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表1中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表1。
[0070]对比例I
[0071]采用如表1中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表1中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表1。
[0072]对比例2
[0073]采用如表1中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表1中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表1。
[0074]对比例3
[0075]采用如表1中指定的项目参数所对应的制造装置，并根据表1中指定的项目参数执行上述方法中的步骤SlOl至步骤S103，制得增强热塑性树脂。并检测纤维材料输送通道内的毛须量，检测结果参见表1。
[0076]从表1中的数据可知:本发明所提供的增强热塑性树脂的制造装置和方法，相对现有技术能够很好地控制纤维材料输送通道中的毛须量，即可有效地防止输送通道中纤维材料形成毛絮状团块，保持输送通道畅通，使增强热塑性树脂生产过程能够稳定地进行；同时还可有效控制纤维材料的进料流量精度，确保进入挤出机内的配方比例正确，以保证增强热塑性树脂的产品质量，另外还可以降低制造装置100的损失风险，进而可延长制造装置100的使用寿命。
[0077]表1:
[0078]
【权利要求】
1.一种增强热塑性树脂的制造装置，包括挤出机、树脂输送机、添加剂输送机、以及纤维材料输送机；所述纤维材料输送机用于将纤维材料输送至挤出机内，其特征在于，所述纤维材料输送机包括:喂料机和振动式送料机；所述喂料机包括喂料机本体，该喂料机本体的一侧设置有一与挤出机的纤维材料进料口连通的喂料槽；所述振动式送料机包括一水平设置的送料槽，该送料槽的一端上方连通一进料漏斗，另一端下方通过一连接箱体与所述喂料槽连通；所述送料槽的长度为10-100厘米、宽度为5-30厘米、高度为2-15厘米；长度与宽度的比值范围为2-6 ；所述连接箱体的内侧壁表面向内与水平方向成60度至120度设置。
2.根据权利要求1所述的增强热塑性树脂的制造装置，其特征在于，所述送料槽长度为58厘米、宽度为15厘米、高度为7厘米。
3.根据权利要求2所述的增强热塑性树脂的制造装置，其特征在于，所述连接箱体的内侧壁表面向内与水平方向成90度设置。
4.根据权利要求3所述的增强热塑性树脂的制造装置，其特征在于，所述连接箱体为长方体设置；所述连接箱体的长度为10-30厘米、宽度为5-15厘米、高度为2-20厘米；长度与宽度的比值范围为1-3。
5.根据权利要求4所述的增强热塑性树脂的制造装置，其特征在于，所述连接箱体的长度为15厘米、宽度为9厘米、高度为7厘米。`
6.根据权利要求1至5任一项所述的增强热塑性树脂的制造装置，其特征在于，所述振动式送料机安装高度高于挤出机的安装高度，二者安装高度的距离小于3米。
7.根据权利要求1至5任一项所述的增强热塑性树脂的制造装置，其特征在于，所述振动式送料机包括振动频率和幅度可调的振动器，用于带动送料槽振动，使送料槽内的纤维材料向喂料槽移动；所述振动式送料机还包括失重计量称，用于称量加入挤出机内的纤维材料。
8.根据权利要求7所述的增强热塑性树脂的制造装置，其特征在于，所述振动式送料机安装高度高于挤出机的安装高度，二者安装高度的距离小于3米。
9.一种增强热塑性树脂的制造方法，基于权利要求1至8任一项所述的制造装置，其特征在于，包括:按设定的含量称取以下各组:热塑性树脂、纤维材料、添加剂；将所称的热塑性树脂、纤维材料、添加剂依次加入到树脂输送机、纤维材料输送机、添加剂输送机内；启动树脂输送机、纤维材料输送机、以及添加剂输送机的输送功能，将对应的热塑性树脂、纤维材料、添加剂输送到挤出机，由挤出机将热塑性树脂、纤维材料、添加剂共混并挤出，获得增强热塑性树脂；所述纤维材料包括以下组分的一种或两种:短切玻璃纤维、短切碳纤维；所述纤维材料输送机在输送纤维材料过程中，所述送料槽内的纤维材料厚度小于I厘米。
10.根据权利要求9所述的增强热塑性树脂的制造方法，其特征在于，所述纤维材料输送机在输送纤维材料过程中，开启所述振动器的振动功能，并控制振动器的振动频率在40-60HZ范围内，振动幅度在1.5-2.5毫米范围内。
11.根据权利要求10所述的增强热塑性树脂的制造方法，其特征在于，所述振动频率为50Hz ;所述振动幅度为 2.0毫米。
【文档编号】B65G27/00GK103522516SQ201310507749
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】唐云峰, 森田尉史, 小岛彰 申请人:东丽塑料（深圳）有限公司