CN108407254A - 双螺杆挤出生产线及其制造pp建筑模板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双螺杆挤出生产线及其制造PP建筑模板的方法，属于塑料挤出技术领域，解决现有技术中的生产线生产PP建筑模板效率不高的技术问题，本发明可直接将PP破碎料和碳酸钙粉末按照比例投入双螺杆挤出机中，无需造粒环节，在节省人力物力和成本的同时也提高了生产效率；此外，在双螺杆挤出过程中通过植入与PP破碎料和碳酸钙粉末配比好的玻璃纤维以增强PP建筑模板的韧性，增加制品后期使用次数，使得产品质量进一步提升。
Description
技术领域
本发明涉及塑料挤出技术领域，特别涉及一种用于制造PP建筑模板的双螺杆挤出生产线及其制造方法。
背景技术
随着我国经济社会的快速发展，木材消费量不断增大，而森林的过度砍伐导致生态环境恶化，大气污染、土地沙化、水土流失等自然灾害频繁。在如此大的木材消耗中尤以建筑模板的比重最大，由此节材代木、以塑代木已成为必然趋势。塑料模板主要是由PP原料（聚丙烯）与碳酸钙粉末等按一定比例混合加工而成，具有平整光洁、轻便易装、脱模简便、稳定耐候、利于养护、可变性强、降低成本、节能环保八大优势。目前我国市场虽然已有很多PP建筑模板的生产加工工艺，但主要是两步法生产PP建筑模板，即两条生产线，一条造粒线和一条单螺杆PP建筑模板生产线，该方法首先是将PP破碎料和碳酸钙粉末按比列混合后进行造粒；其次是将造好的配方料粒子投入单螺杆挤出机生产线，加工生产PP建筑模板。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种生产效率更高的双螺杆挤出生产线制造PP建筑模板的方法。
为了实现上述发明的目的，本发明采用如下第一技术方案：
一种利用PP破碎料制造建筑模板的方法，包括以下步骤：
①原料配比：将PP破碎料、碳酸钙粉末按以下比重进行配比，其中，所述的PP破碎料为原料总重量的72.8～78.3%，所述的碳酸钙粉末为原料总重量的21.7～27.2%；
②搅拌、混合：将所述步骤①中的PP破碎料和碳酸钙粉末在双螺杆挤出机的喂料口内进行搅拌、混合；
③加热：将所述步骤②中的混合物料加入双螺杆挤出机的机筒内进行加热，形成熔融状态的混合物料；
④制品挤出：将所述步骤③中得到的所述的混合物料通过双螺杆挤出机的挤出模具挤出制品，得到PP建筑模板。
上述技术方案中，优选的，将所述步骤③中得到的混合物料在双螺杆挤出机的机筒内分别进行自然排气和真空排气，以排出其内部的水汽和挥发物。
上述技术方案中，优选的，在所述步骤④中制品挤出前进行预冷却，使得熔体温度降低到5～10℃。
为了实现上述发明的目的，本发明采用如下第二技术方案：
一种利用PP破碎料制造建筑模板的方法，包括以下步骤：
①原料配比：将PP破碎料、碳酸钙粉末以及玻璃纤维按以下比重进行配比，其中，所述的PP破碎料为原料总重量的67～72%，所述的碳酸钙粉末为原料总重量的20～25%，所述的玻璃纤维为原料总重量的5～8%；
②搅拌、混合：将所述步骤①中的PP破碎料和碳酸钙粉末在双螺杆挤出机的喂料口内进行搅拌、混合；
③加热：将所述步骤②中的PP破碎料和碳酸钙粉末在双螺杆挤出机的机筒内进行加热，形成熔融状态的混合物料；
④混入玻纤：将所述步骤①中的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的机筒内并与步骤③中的混合物料再次混合、加热；
⑤制品挤出：将所述步骤④中得到的所述混合物料通过双螺杆挤出机的挤出模具挤出制品，得到PP建筑模板。
上述技术方案中，优选的，将所述步骤④中得到的混合物料在双螺杆挤出机的机筒内分别进行自然排气和真空排气，以排出其内部的水汽和挥发物。
上述技术方案中，优选的，在所述步骤⑤中制品挤出前进行预冷却，使得熔体温度降低到5～10℃。
为了实现上述发明的目的，本发明采用如下第三技术方案：
一种用于制造PP建筑模板的双螺杆挤出生产线，包括双螺杆挤出机、第一上料机构、第二上料机构以及搅拌机构，所述的双螺杆挤出机包括一带有喂料口的挤出机筒、与所述的挤出机筒相连的挤出模具、能够转动的设置在所述挤出机筒内的一对挤出螺杆、用于驱动该对所述的挤出螺杆转动的驱动电机，所述的第一上料机构包括设置在所述挤出机筒的喂料口处且用于喂入PP破碎料的第一料斗，所述的第二上料机构包括设置在所述挤出机筒的喂料口处且用于喂入碳酸钙粉末的第二料斗，所述的搅拌机构位于所述的第一料斗和第二料斗通向所述的喂料口的通道上。
上述技术方案中，优选的，所述的第一上料机构还包括转动设置在所述的第一料斗内的第一喂料螺杆、用于驱动所述的第一喂料螺杆转动的第一喂料电机，所述的第二上料机构还包括转动设置在所述的第二料斗内的第二喂料螺杆、用于驱动所述的第二喂料螺杆转动的第二喂料电机。
上述技术方案中，优选的，所述的搅拌机构包括能够转动的设置在所述的喂料口处且位于所述的第一料斗和第二料斗底部的搅拌桨、用于驱动所述的搅拌桨转动的搅拌电机。
上述技术方案中，优选的，所述的双螺杆挤出生产线还包括一内部存储有玻璃纤维的玻纤植入系统，所述的挤出机筒上设置有玻纤入料口，所述的玻纤植入系统与所述的玻纤入料口相接。
本发明与现有技术相比获得如下有益效果：本发明可直接将PP破碎料和碳酸钙粉末按照比例投入双螺杆挤出机中，无需造粒环节，在节省人力物力和成本的同时也提高了生产效率；此外，在双螺杆挤出过程中通过植入与PP破碎料和碳酸钙粉末配比好的玻璃纤维以增强PP建筑模板的韧性，增加制品后期使用次数，使得产品质量进一步提升。
附图说明
附图1为本发明双螺杆挤出生产线的结构示意图；
附图2为本发明双螺杆挤出生产线的左剖视示意图；
附图3为本发明双螺杆挤出生产线上的玻纤入料示意图；
其中：100、双螺杆挤出生产线；1、双螺杆挤出机；11、机架；12、挤出机筒；121、喂料口；122、加热圈；123、玻纤入料口；13、挤出模具；14、挤出螺杆；15、驱动电机；2、第一上料机构；21、第一料斗；22、第一喂料螺杆；23、第一喂料电机；3、第二上料机构；31、第二料斗；32、第二喂料螺杆；33、第二喂料电机；4、搅拌机构；41、搅拌桨；42、搅拌电机；5、玻纤植入系统；S1、第一区；S2、第二区；S3、第三区；S4、第四区；S5、第五区；S6、第六区；S7、第七区；S8、第八区；S9、第九区；S10、第十区。
具体实施方式
为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。其中，本实施例中所述的“PP”是指聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，本实施例中所述的“前”是指附图1中所示的双螺杆挤出机的左侧方向，“后”是指附图1中所示的双螺杆挤出机的右侧方向；PP破碎料为一种回收/再生料，本发明是利用PP回收/再生料制造PP建筑模板，节能减排，提高资源利用率。
根据附图1所示，双螺杆挤出生产线包括双螺杆挤出机1、第一上料机构2、第二上料机构3、搅拌机构4以及玻纤植入系统5。
双螺杆挤出机1整体安装在一机架11上，双螺杆挤出机1包括一位于机架11前端的挤出机筒12、安装在挤出机筒12前端部的挤出模具13，挤出机筒12内设置有能够转动的一对挤出螺杆14，机架11上在位于挤出机筒12的后端部设置有驱动电机15，该驱动电机15与该对挤出螺杆14相传动连接，其用于驱动这对挤出螺杆14转动，进而能够将挤出机筒12内的物料强制输送至挤出模具13内，由于原料中含有碳酸钙、PP破碎料大颗粒，极易对挤出螺杆14造成磨损，这对螺杆结构和材质都有很高的要求，因此，在本例中，挤出螺杆采用双合金材料加工而成，其耐磨程度较标准的双螺杆增加一倍，这样的双合金螺杆，其基材合金为SKD61，表层合金为碳化钨/镍基合金/钴基合金等自熔性合金中的一种或多种；为了使得进入挤出机筒12内部的物料能够快速熔融，在挤出机筒12的外周侧设置有多个加热圈122。挤出机筒12由十段首尾相互串接在一起的筒体构成，每段筒体为一个区，其中，位于挤出机筒12最后侧的那段筒体上设置有与挤出机筒12内部相通的喂料口121，该段筒体为第一区S1，也是喂料区；位于挤出机筒12最前侧的那段筒体为第十区S10，该段筒体与挤出模具13相连；挤出机筒12的各个筒体由后至前依次为第一区S1、第二区S2、第三区S3，…，第十区S10；其中，挤出机筒12的第四段筒体上设置有自然排气口，该段筒体为自然排气区，物料在此处进行自然排气，以排出物料内部的水汽和挥发物等；挤出机筒12的第五段筒体上设置有玻纤入料口123，该段筒体为玻纤入口区，该玻纤入料口123与内部存储有玻璃纤维的玻纤植入系统5相接，通过在此处将玻璃纤维加入到挤出机筒12内；挤出机筒12的第九段筒体上设置有真空排气口，该段筒体为真空排气区，该真空排气口与一真空泵相接，物料在此处进行真空排气，以进一步排出物料内部的水汽和挥发物等。此外，在其他实施例中，为了增大产量考虑，可在挤出机筒的第十段筒体与挤出模具之间增加一段筒体，由第五段筒体作为自然排气区，第六段筒体作为玻纤入口区，第九、十段筒体作为真空排气区；为了降低挤出机筒内部的熔体温度，加快制品挤出，提高生产效率考虑，可在制品挤出前对挤出机筒进行预冷却，通过降低加热圈的温度，并同时提高挤出螺杆的转速来实现，一般情况下，双螺杆挤出机机筒内熔体的温度可降低至5～10℃。
第一上料机构2包括安装在双螺杆挤出机喂料口121上的第一料斗21、转动设置在该第一料斗21内的第一喂料螺杆22、用于驱动此第一喂料螺杆22转动的第一喂料电机23。其中，为了便于上料PP破碎料这种颗粒物料，第一喂料螺杆22采用单螺杆。
第二上料机构3包括安装在双螺杆挤出机喂料口121上的第二料斗31、转动设置在该第二料斗31内的第二喂料螺杆32、用于驱动此第二喂料螺杆32转动的第二喂料电机33。其中，为了便于上料碳酸钙这种粉末状物料，第二喂料螺杆32采用双螺杆。
为了使得PP破碎料和碳酸钙粉末这两种物料在进入双螺杆挤出机的喂料口121处能够混合均匀，搅拌机构4包括设置在双螺杆挤出机喂料口121处且位于第一、二料斗底部的搅拌桨41、用于驱动该搅拌桨41转动的搅拌电机42。在其他实施例中，可以设置一个搅拌料斗，第一、二料斗相通，将第一、二料斗内的物料在两者中的一个内进行混合，然后一起进入搅拌料斗内搅拌，最后进入双螺杆挤出机的喂料口内。
该双螺杆挤出生产线的生产工艺流程如下：
①原料配比：将PP破碎料、碳酸钙粉末按以下比重进行配比，其中，PP破碎料为原料总重量的72.8～78.3%，碳酸钙粉末为原料总重量的21.7～27.2%；
② 上料：通过第一、二上料机构分别将PP破碎料和碳酸钙粉末上料至双螺杆挤出机的喂料口处；
③ 搅拌、混合：经过上料后的PP破碎料和碳酸钙粉末能够在喂料口内进行搅拌并均匀混合；
④加热：进入挤出机筒内部的PP破碎料和碳酸钙粉末能够被加热，形成熔融状态的混合物料；
⑤ 去除水汽：混合物料先后经过挤出机筒的自然排气口和真空排气口，以排出物料内部的水汽和挥发物等杂质；
⑥ 制品挤出：其中，为了增大产量，可在制品挤出前进行预冷却，使得熔体温度降低至5～10℃；混合物料最终通过挤出模具挤出制品，得到PP建筑模板。
为了增强PP建筑模板的韧性，增加制品后期使用次数，使得产品的质量进一步提升，可在制品挤出过程中加入一定重量比的玻璃纤维，其具体工艺流程如下：
①原料配比：将PP破碎料、碳酸钙粉末以及玻璃纤维按以下比重进行配比，其中，PP破碎料为原料总重量的67～72%，碳酸钙粉末为原料总重量的20～25%，玻璃纤维为原料总重量的5～8%；
②上料：通过第一、二上料机构分别将PP破碎料和碳酸钙粉末上料至双螺杆挤出机的喂料口处；
③ 搅拌、混合：经过上料后的PP破碎料和碳酸钙粉末能够在喂料口内进行搅拌并均匀混合；
④ 加热：进入挤出机筒内部的PP破碎料和碳酸钙粉末能够被加热，形成熔融状态的混合物料；
⑤ 混入玻纤：将玻纤通过玻纤植入系统加入到挤出机筒内，与混合物料进行再次混合、加热；
⑥ 去除水汽：加入玻纤后的混合物料先后经过挤出机筒的自然排气口和真空排气口，以排出物料内部的水汽和挥发物等杂质；
⑦ 制品挤出：其中，为了增大产量，可在制品挤出前进行预冷却，使得熔体温度降低至5～10℃；混合物料最终通过挤出模具挤出制品，得到PP建筑模板。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用PP破碎料制造建筑模板的方法，其特征在于：包括以下步骤：
①原料配比：将PP破碎料、碳酸钙粉末按以下比重进行配比，其中，所述的PP破碎料为原料总重量的72.8～78.3%，所述的碳酸钙粉末为原料总重量的21.7～27.2%；
②搅拌、混合：将所述步骤①中的PP破碎料和碳酸钙粉末在双螺杆挤出机的喂料口内进行搅拌、混合；
③加热：将所述步骤②中的混合物料加入双螺杆挤出机的机筒内进行加热，形成熔融状态的混合物料；
④制品挤出：将所述步骤③中得到的所述的混合物料通过双螺杆挤出机的挤出模具挤出制品，得到PP建筑模板。
2.根据权利要求1所述的利用PP破碎料制造建筑模板的方法，其特征在于：将所述步骤③中得到的混合物料在双螺杆挤出机的机筒内分别进行自然排气和真空排气，以排出其内部的水汽和挥发物。
3.根据权利要求1所述的利用PP破碎料制造建筑模板的方法，其特征在于：在所述步骤④中制品挤出前进行预冷却，使得熔体温度降低到5～10℃。
4.一种利用PP破碎料制造建筑模板的方法，其特征在于：包括以下步骤：
①原料配比：将PP破碎料、碳酸钙粉末以及玻璃纤维按以下比重进行配比，其中，所述的PP破碎料为原料总重量的67～72%，所述的碳酸钙粉末为原料总重量的20～25%，所述的玻璃纤维为原料总重量的5～8%；
②搅拌、混合：将所述步骤①中的PP破碎料和碳酸钙粉末在双螺杆挤出机的喂料口内进行搅拌、混合；
③加热：将所述步骤②中的PP破碎料和碳酸钙粉末在双螺杆挤出机的机筒内进行加热，形成熔融状态的混合物料；
④混入玻纤：将所述步骤①中的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的机筒内并与步骤③中的混合物料再次混合、加热；
⑤制品挤出：将所述步骤④中得到的所述混合物料通过双螺杆挤出机的挤出模具挤出制品，得到PP建筑模板。
5.根据权利要求4所述的利用PP破碎料制造建筑模板的方法，其特征在于：将所述步骤④中得到的混合物料在双螺杆挤出机的机筒内分别进行自然排气和真空排气，以排出其内部的水汽和挥发物。
6.根据权利要求4所述的利用PP破碎料制造建筑模板的方法，其特征在于：在所述步骤⑤中制品挤出前进行预冷却，使得熔体温度降低到5～10℃。
7.一种用于制造PP建筑模板的双螺杆挤出生产线，其特征在于：包括双螺杆挤出机（1）、第一上料机构（2）、第二上料机构（3）以及搅拌机构（4），所述的双螺杆挤出机（1）包括一带有喂料口（121）的挤出机筒（12）、与所述的挤出机筒（12）相连的挤出模具（13）、能够转动的设置在所述挤出机筒（12）内的一对挤出螺杆（14）、用于驱动该对所述的挤出螺杆（14）转动的驱动电机，所述的第一上料机构（2）包括设置在所述挤出机筒（12）的喂料口（121）处且用于喂入PP破碎料的第一料斗（21），所述的第二上料机构（3）包括设置在所述挤出机筒（12）的喂料口（121）处且用于喂入碳酸钙粉末的第二料斗（31），所述的搅拌机构（4）位于所述的第一料斗（21）和第二料斗（31）通向所述的喂料口（121）的通道上。
8.根据权利要求7所述的用于制造PP建筑模板的双螺杆挤出生产线，其特征在于：所述的第一上料机构（2）还包括转动设置在所述的第一料斗（21）内的第一喂料螺杆（22）、用于驱动所述的第一喂料螺杆（22）转动的第一喂料电机（23），所述的第二上料机构（3）还包括转动设置在所述的第二料斗（31）内的第二喂料螺杆（32）、用于驱动所述的第二喂料螺杆（32）转动的第二喂料电机（33）。
9.根据权利要求7所述的用于制造PP建筑模板的双螺杆挤出生产线，其特征在于：所述的搅拌机构（4）包括能够转动的设置在所述的喂料口（121）处且位于所述的第一料斗（21）和第二料斗（31）底部的搅拌桨（41）、用于驱动所述的搅拌桨（41）转动的搅拌电机（42）。
10.根据权利要求7所述的用于制造PP建筑模板的双螺杆挤出生产线，其特征在于：所述的双螺杆挤出生产线还包括一内部存储有玻璃纤维的玻纤植入系统（5），所述的挤出机筒（12）上设置有玻纤入料口（123），所述的玻纤植入系统（5）与所述的玻纤入料口（123）相接。
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