本发明涉及含氟聚合物母粒制备技术领域，特别涉及一种用于生产高分散型含氟聚合物母粒的设备。
背景技术
含氟聚合物加工助剂是新的一代加工助剂,它是由氟聚合物弹性体改进而来的,具有优异的改善加工性能的能力,是正在发展中的高效、优质、实用的新的一类助剂。含氟聚合物加工助剂是利用氟化合物具有极低的表面能,在塑料加工中能减少加工树脂分子间的内摩擦,增加熔融速率和熔体的变形性,降低熔体表观粘度,改善总体塑化效果。同时它在加工树脂中溶解度较低、不相容,在加工过程中从熔体中渗出到熔体表面,在金属表面形成一个隔离层,降低熔体与机体、模口金属表面的粘着力,减少熔体在运动过程中与器壁产生的摩擦,改善加工过程中熔体运动不均匀状态。因此,含氟聚合物加工助剂是指一类用于改善树脂加工性能,提高产品质量的含有氟代烯烃共聚物的复配物。
但是，含氟聚合物的堆密度比较低，不足1g/cm3,所以在于基体聚合物共混的时候容易漂浮在共混物表面，影响助剂的分散均匀性。另外，含氟聚合物为白色或淡黄色非流动性粉末，在混合和聚合物改性生产时极易产生粉尘，污染整个生产车间，伤害工人的身体健康。由于粉末聚合物重量轻，在于金属之间容易在静电力的作用下吸附在机筒、漏斗等部位，造成有效成分的流失，影响改性塑料产品的稳定性。
目前，含氟聚合物助剂加工成母料的方案应用较少，且生产方式主要有以下两种；一、先经过密炼机进行混炼，再加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒。二、先经过高速混合机进行混合，再经过双螺杆挤出机进行熔融共混并挤出造粒。这两种方案自动化程度低，工人劳动强度大，间歇性生产生产效率低，且能源耗费大，各批次的母粒质量难以保证一致。同时，双螺杆的混炼强度低，混合效果不强，母粒质量均一性差。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高分散、连续性、低能耗、高集成度、高效率的含氟聚合物母粒的生产设备。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于生产高分散型含氟聚合物母粒的设备，其结构特点为包括混合机、喂料机、双转子连续密炼机、单螺杆挤出机、水环切粒机、筛网、鼓风输送装置、热风干燥仓、异型机筒衬套；所述混合机位于喂料机上方，所述喂料机位于双转子连续密炼机上方，下料搅拌器位于喂料转子上方，且喂料转子的出料口与双转子连续密炼机进料口连接（优选垂直连接），且其出料口与密炼机进料口连接（优选垂直连接），所述双转子连续密炼机的出料口与单螺杆挤出机的进料口连接（优选垂直连接），所述的单螺杆挤出机的出料口直接与水环切粒机连接，所述的水环切粒机的出料口与筛网和鼓风输送装置连接，切出的母粒直接输送到热风干燥仓烘干并储存。
优选地，所述的双转子连续密炼机、包括两个密炼段、螺纹输送段、第二螺纹输送段和异型机筒衬套、出料段，螺纹输送段的一端经变速箱连接电机，双转子连续密炼机的螺纹输送段的另一端与第一密炼段相连，第一密炼段经第二螺纹段连接第二密炼段，第二密炼段与第一密炼段的物料输送方向相同；所述的第二密炼段与双转子连续密炼机的出料段相连接；所述的异型机筒衬套与双转子的第二螺纹输送段相互匹配。
优选地，所述的用于生产高分散型含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：所述的双转子连续密炼机的转子旋转方式为异向、非等速和非啮合。
优选地，所述的用于生产高分散型含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：所述的双转子连续密炼机的两个转子的转速比是固定的，转速比能通过变速箱在1：1-2的范围内进行调节。
优选地，所述的用于生产高分散型含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：所述的双转子连续密炼机的机筒为沿中轴线剖分成可拆卸掀盖式，方便设备清洁、维护和修理和更换机筒衬套。
优选地，所述的用于生产高分散型含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：异型机筒衬套的匹配范围是第二螺纹输送段，其异型凸起可以是圆弧形、梯形、三角形等规则或不规则形状。
优选地，所述的用于生产高分散型含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：第二螺纹段采用大螺距、间断式螺纹以适应异型机筒衬套结构，营造体积变化空间。
优选地，所述的用于生产含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：所述的喂料机为卧式，所述的喂料机的料仓上部为漏斗状底、部为球状。
优选地，所述的用于生产含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：所述的喂料机的料仓底部安装有防架桥的下料搅拌器，其动力来源于喂料机的喂料转子的驱动电机。
优选地，所述的用于生产含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：所述的单螺杆挤出机的进料口为漏斗状，在进料口出安装的有促进进料的压料转子。
优选地，所述的用于生产含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：所述的水环切粒机与单螺杆挤出机的挤出模口直接相连接，连接方式为法兰连接。
优选地，所述的用于生产含氟聚合物母粒的设备，其特征在于：所述的热风干燥仓与鼓风输送装置连接，热风干燥仓安装有温控系统，兼具烘干和储藏作用。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
1）与密炼机加单螺杆挤出的方案相比，本发明采用合适的原料配方、水环切造粒机保证了连续混炼与高效造粒；同时双转子连续密炼及切造粒设备集成度比较高，大大降低了设备体积和重量。该设备具有高分散和摩擦生热能力，大大降低了设备生产能耗；该设备生产自动化程度高、节省劳动力、使用和维护成本较低。
2）本发明采用新型的连续密转子和配套的异型机筒衬套能够营造一种体积变化空间，对物料起到了一定的体积拉伸效应，更加有利于有效成分在母粒中的分散。
3）与采用高速混合机加双螺杆挤出机的方案相比，本发明的连续密炼分为两段，第一密炼段具有很好的高速混合效果，增进分散效果。密炼转子包括方向相反的两段螺纹连接起来，能够使熔融的物料循环往复的进行共混，大大的提高了混合效率。
4）本发明设备的自动化程度高，生产流程结合紧密，连续化程度高，不易产生粉尘污染，且制备的母粒颗粒均匀、外观整洁。
附图说明
图1是本发明含氟聚合物母粒制造设备的结构示意图。
图2是本发明双转子连续密炼机结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
如图1和图2所示，用于生产含氟聚合物母粒的设备，包括混合机1、喂料机2、双转子连续密炼机6、单螺杆挤出机8、水环切粒机9、筛网10、鼓风输送装置11、热风干燥仓12、异型机筒衬套13；混合机1位于喂料机2上方，喂料机2位于双转子连续密炼机6上方,下料搅拌器4位于喂料转子5上方，且喂料转子5的出料口与双转子连续密炼机6进料口连接（优选垂直连接），双转子连续密炼机6的出料口与单螺杆挤出机8的进料口连接（优选垂直连接），单螺杆挤出机8的出料口直接与水环切粒机9连接，水环切粒机9的出料口与筛网10和鼓风输送装置11连接，切出的母粒直接输送到热风烘干仓12烘干并储存。所述的双转子连续密炼机6包括两个密炼段、螺纹输送段a、第二螺纹输送段c和异型机筒衬套13、出料段e，螺纹输送段a的一端经变速箱7连接电机，双转子连续密炼机的螺纹输送段a的另一端与第一密炼段b相连，第一密炼段b经第二螺纹段c连接第二密炼段d，第二密炼段d与第一密炼段b的物料输送方向相同；所述的第二连续密炼段与双转子连续密炼机6的出料段e相连接。所述的异型机筒衬套13与双转子的第二螺纹输送段c相互匹配。所述的双转子连续密炼机的转子旋转方式为异向、非等速和非啮合，其转速比能通过变速箱7在1：1-2的范围内进行调节。双转子连续密炼机的机筒为沿中线轴线剖分成可拆卸掀盖式，方便设备清洁、维护和修理和更换机筒衬套。异型机筒衬套13的匹配范围是第二螺纹输送段c，其异型凸起可以是圆弧形、梯形、三角形等规则或不规则形状。第二螺纹段c采用大螺距、间断式螺纹以适应异型机筒衬套结构，营造体积变化空间。喂料机的料仓上部为漏斗状、底部为球状，在喂料机2的料仓3底部的球状内部安装有防止物料架桥的下料搅拌器4，其动力来源于喂料机的喂料转子5的驱动电机。单螺杆挤出机8的进料口为漏斗状且在漏斗底部与当螺杆配合安装有压料转子。水环切粒机9与单螺杆挤出机8模口直接连接，连接方式为法兰连接。水环切粒机9的出料口与筛网10和鼓风输送装置11连接，切出的母粒直接输送到热风干燥仓12烘干并储存。
该设备制造的含氟聚合物母粒，其成分及重量百分含量为：含氟聚合物为5-35%；聚烯烃材料含量为65-95%；抗氧剂为0.1-0.8%；加工助剂为1-5%。该加工助剂主要为硬脂酸。该聚烯烃材料为聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等聚烯烃单一材料或混合材料。
该含氟聚合物母粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤1），将聚烯烃材料、含氟聚合物、抗氧剂、加工助剂按比例投入到混合机1中进行混合；
步骤2），将混合均匀的物料输入喂料机中；
步骤3），喂料转子均匀的将混合物料输送至连续密炼机的进料口；
步骤4），连续密炼转子的输送段将物料输送至预设好温度的密炼腔内，经过第一、第二密炼腔的塑化和密炼分散物料被不断的输出；
步骤5），步骤4）中输出的物料进入单螺杆挤出机挤出；
步骤6），水环切粒机直接将单螺杆挤出机模口挤出的线材冷却并快速切粒；
步骤7），切好的粒子经过筛网过滤水份并被输送至热风干燥仓。
具体地，取聚丙烯75份，含氟聚合物20份，硬脂酸4.5份，抗氧剂0.5。将上述材料全部投入混合机1中，混合5分钟。将混合好的物料直接卸到喂料机2的料仓3内，喂料机螺杆均匀将物料输送至连续密炼机中。密炼机的温度设置为80℃和180℃，物料在第一密炼段继续混合分散，进入第二密炼段内发生密炼塑化很均匀分散。塑化分散完全的物料以面团状输出连续密炼机，面团状物料进入单螺杆挤出机的喂料口，在压料转子的协助下，物料均匀的进入单螺杆挤出机。物料在挤出机模口均匀的挤出，挤出线材在水环切粒机中水的作用下快速冷却固化，切粒刀片快速将其切成均匀的颗粒。水环切粒输出的母粒经过筛网过滤，在风送装置作用下输送至具有烘干功能的热风干燥仓内，母粒制备完成。