专利名称：一种生物全降解材料的挤出机和压光机组的制作方法
技术领域：
本发明属于化工机械领域，它涉及一种降解材料的挤出机和压光机，具体地讲是一种生物全降解材料的挤出机和压光机组。
背景技术：
挤出机作为连续反应器国外于二十世纪60年代后逐步用于聚合物的反应挤出。因其能使聚合物性能多样化、功能化、生产连续化，工艺操作简单、经济而越来越受到重视。国内在反应挤出方面的研究工作尚处于起步阶段，目前大多数将挤出机只应用于聚合物共混料的增容等工艺，而未充分发挥挤出机的反应挤出之功能。在制备聚合物片材工艺设备中，以单螺杆挤出机配合三辊压光机为主，单螺杆挤出机在制造片材时，必须将原料先造粒，因此设备多、操作麻烦，三辊压光机压出的片材纵向与横向应力不均衡，因此片材的各项性能指标均不理想。而以双螺杆挤出机配合四辊压光机之工艺设备还未见报道和产品问世。特别是将啮合平行同向旋转双螺杆挤出机作为连续反应器，反应挤出“生物全降解材料”，并配合四辊压光机直接生产“生物全降解材料”片材，国内外均为空白。
发明内容
本发明的发明目的就是针对现有挤出机只能用于增容，不能作为连续反应器直接反应挤出生物全降解片材的缺陷，提供一种能直接反应挤出生物全降解材料片材的一种生物全降解材料的挤出机和压光机组，以弥补现有产品的不足。
本发明的原理如下它是通过啮合平行同向旋转的双螺杆挤出机的反应挤出得到的。螺杆与螺杆元件采用渐开线花键联接，螺杆元件积木式连接方式，根据材料特征，工艺条件，反应类型任意组合螺杆元件。螺杆元件有螺纹元件和捏合元件之分，常用的螺纹元件有单头、双头、三头螺纹元件，而双头螺纹元件是最通常用于反应挤出的因为它提供了最大的反应容积和最小的输入剪切功。而多数的混合、分散混合和分布混合都是通过捏合元件来实现的，捏合元件有相同的子午线截面类似螺纹元件部分，而且是90°的螺旋角。根据轴向的厚度和角度的偏置，捏合元件具有某些螺纹元件的特性。然而，拖曳流可能十分相似，但压力流要敏感得多，因为偏置捏合元件之间的间隙形成了漏流通道。分散混合是通过捏合元件对着料筒壁塑炼作用实现的。啮合平行同向旋转的双螺杆的捏合元件提供了一个独特的压缩/膨胀的混合作用如图5所示。当轴旋转时，月牙形状部分膨胀，接着再压缩，物料被挤压，而且通常是轴向受力，或向上游挤出，或向下游挤压，这取决于下一毗连捏合元件的取向。在两轴上相邻啮合处存在一个附加的混合作用，因为一根螺杆上的元件盘叶把相对的另一轴上的上游和下游的元件盘叶分开如图6所示。当料筒横截面完全填满物料时，混合作用最有效，于是控制填充量将成为一个重要的综合工艺控制的要素，本发明采用双螺杆计量喂料机，喂料准确稳定。
本发明的发明目的是这样实现的它包括螺杆挤出机1、压光机2和收卷机3，其特征是螺杆挤出机1为啮合平行同向旋转双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机1的出料口依次装有齿轮泵4和挤出模头5，挤出模头5直接对准压光机2的进料口；压光机2为四辊压光机，它由斜立阶梯形排列的四辊筒6、托架7和牵引机8组成。在齿轮泵4和挤出模头5之间装有连接器9，连接器9中装有水循环控制器10。挤出模头5为梯形挤出片材模头，它以45°倾斜角悬挂在连接器9上。挤出机1的料筒上设有两个真空排气口11，料筒内装有螺杆元件，螺杆元件由螺杆轴18、螺纹元件19、反螺纹元件20和捏合元件21组成。压光机2的四个辊筒6分两组以45°倾斜角斜立阶梯形排列，第一组辊筒的上辊与第二组辊筒的下辊的轴心在一个水平面上。挤出模头5和压光机辊筒6之间的夹角为90°。压光机2的辊筒6内设有螺旋式内胆12。压光机2上装有四个变频电机13，分别独立驱动四个辊筒6。压光机2装有水循环模温控制器14。压光机2装有调整和维持辊筒间距的液压控制系统15。托架7由两个水平横梁、装在其上的多个缓冷辊16和两个切边刀17组成。
本发明的最大特点是1、充分发挥了挤出机作为连续反应器在本系统中所起的重要作用，在啮合平行同向旋转双螺杆挤出机中实现了“反应型增塑”和“反应型增容”两个反应过程。
2、本发明通过对双螺杆挤出机螺纹元件和捏合元件的合理组合，实现了以淀粉为主要原料的生产工艺，通过对排气口的位置和液体助剂加料口的位置合理设置，使物料反应充分、完全，副反应极少。
3、熔融体计量齿轮泵使挤出压力更稳，出料更均匀，降低了能耗，提高了生产效率。
4、摈弃了先用双螺杆机造粒，再用单螺杆机挤出片材的传统工艺，而直接用啮合平行同向旋转双螺杆挤出机一步挤出片材，减少了设备投资，降低了生产系统的运行费用，生产成本较传统工艺减少约30％。
5、采用四辊压光，是本发明针对生物全降解材料的特点独具匠心的设计，使片材更致密，更有光泽，纵向与横向应力更趋于均衡。
图1为本发明机组的结构示意2为本发明的模头和连接器结构示意3为本发明的辊筒结构剖视4为本发明辊筒的装配5为本发明的双螺杆挤出机的压缩/膨胀作用原理6为本发明的捏合元件系统的剪切混合作用原理7为本发明的料筒和螺杆结构示意8为本发明的双螺杆挤出机的单头螺纹元件图9为本发明的双螺杆挤出机的双头螺纹元件图10为本发明的双螺杆挤出机的三头螺纹元件以下结合附图对本发明做进一步描述如图1至图4所示，本发明由螺杆挤出机1、压光机2和收卷机3组成，螺杆挤出机1为啮合平行同向旋转双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机1的出料口依次装有熔融体齿轮泵4和挤出模头5，挤出模头5直接对准压光机2的进料口；压光机2为四辊压光机，它由斜立阶梯形排列的四辊筒6、托架7和牵引机8组成；在熔融体齿轮泵4和挤压模头5之间装有连接器9，连接器9中装有水循环控制器10；熔融体齿轮泵4可以均匀增压，消除双螺杆挤出机1出料时出现的脉冲现象，增加了挤出机1流动的均匀性，使挤出的片材尺寸均匀，挤出速率波动小于1％；连接器9中装有的水循环控制系统10可以降低挤出模头5的温度，使挤出模头5挤出的片材光亮平滑，不出现焦化现象。挤出模头5为梯形挤出片材模头，它以45°倾斜角悬挂在连接器9上，使挤出的片材能直接进入压光机2；挤出机1的料筒上设有两个真空排气口11，以利反应挤出过程中脱挥，根据生产需要、材料特点和反应类型，这两个真空排气口11可设置于从第二加热段到第十加热段的任两个加热段处，并分别安装控制阀，以利开启，关闭或自然排气等操作；料筒内装有螺杆元件，如图7所示，螺杆元件由螺杆轴18、螺纹元件19、反螺纹元件20和捏合元件21组成；液体助剂加料口设置于从第二加热段到第七加热段的任一个加热段底部，以利通过注射泵将液体助剂准确、均匀地射入料筒内与物料充分混合，参与反应挤出全过程。压光机2的四个辊筒6分两组以45°倾斜角斜立阶梯形排列，第一组辊筒的上辊与第二组辊筒的下辊的轴心在一个水平面上；挤出片材模头5和压光机辊筒6之间的夹角为90°，压光机的辊筒6内设有螺旋式内胆12。压光机2上装有四个变频电机13，分别独立驱动四个辊筒6，使四个辊筒6的线速度保持一致。压光机2装有水循环模温控制器14，以控制四个辊筒6的温度。如图4所示，压光机2装有调整辊筒间距的液压控制系统15，可以对四个辊筒间距进行调整，以生产不同厚度的片材。托架7由两个水平横梁、装在其上的多个缓冷辊16和两个切边刀17组成。缓冷辊16起降温作用，切边刀17可以将压出的片材切成统一规格。托架7尾端装有牵引机8和收卷机3。
本发明可根据材料特征，工艺条件，反应类型，选择图8至图10所示的单头、双头、三头螺纹元件，而双头螺纹元件效果最佳，因为它提供了最大的反应容积和最小的输入剪切功。
权利要求
1.一种生物全降解材料的挤出和压光机组，它包括螺杆挤出机、压光机和收卷机，其特征是螺杆挤出机为双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的出料口依次装有齿轮泵和挤出模头，挤出模头直接对准压光机的进料口；压光机为四辊压光机，其四个辊筒呈斜立阶梯形排列。
2.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是双螺杆挤出机为啮合平行同向旋转双螺杆挤出机。
3.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是在齿轮泵和挤压模头之间装有连接器，连接器中装有水循环控制器。
4.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是挤出模头为梯形挤出片材模头，它以45°倾斜角悬挂在连接器上。
5.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是挤出机的料筒上设有两个真空排气口。
6.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是压光机的四个辊筒分两组以45°倾斜角斜立阶梯形排列，第一组辊筒的上辊与第二组辊筒的下辊的轴心在一个水平面上。
7.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是挤出模头和压光机辊筒之间的夹角为90°。
8.权利要求1或6的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是压光机的辊筒内设有螺旋式内胆。
9.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是压光机上装有四个变频电机，分别独立驱动四个辊筒。
10.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是压光机装有水循环模温控制器。
11.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是压光机装有调整辊筒间距的液压控制系统。
12.权利要求1的一种生物全降解材料的挤出和压光机组，其特征是托架由两个水平横梁、装在其上的多个缓冷辊和两个切边刀组成。
全文摘要
本发明公开了一种生物全降解材料的挤出和压光机组,它包括螺杆挤出机、压光机和收卷机,其特征是:螺杆挤出机为双螺杆挤出机,在双螺杆挤出机的出料口依次装有齿轮泵和挤出模头,挤出模头直接对准压光机的进料口;压光机为四辊压光机,其四个辊筒呈斜立阶梯形排列。利用本发明机组能够实现以淀粉为主要原料,在啮合平行同向旋转双螺杆挤出机中完成“反应型增塑”和“反应型增容”两个反应过程,直接一步挤出生物全降解材料的片材。本发明具有使物料反应充分、完全,副反应极少的优点,本发明还具有出料均匀,能耗低,生产效率高的优点,利用本发明生产的生物全降解材料片材更致密,更有光泽,纵向与横向应力更趋于均衡,材料的各项性能指标均优于国家标准。
文档编号B29C69/02GK1362324SQ0211541
公开日2002年8月7日 申请日期2002年1月10日 优先权日2002年1月10日
发明者王世和, 张先炳 申请人:王世和, 张先炳