CN108891004B - 一种聚丙烯复合材料挤出装置及其使用方法 - Google Patents
一种聚丙烯复合材料挤出装置及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯复合材料挤出装置及其使用方法,属于聚丙烯高分子材料技术领域。本发明包括加料单元、挤出单元和抽真空单元;加料单元设置于挤出单元的固体输送段,实现混合料的准确加入;抽真空单元设置于挤出单元的真空排气段,抽真空单元包括一级抽真空器和二级抽真空器;真空排气段沿混合料运动方向依次包括一级真空段、缓冲段和二级真空段,另外增大真空排气段中螺杆的导程,扩大其可抽气的面积,结合聚丙烯复合材料在生产过程中VOC的产生特性,通过温度配合两级抽真空,有效地降低了生产的聚丙烯复合材料中VOC含量。
Description
技术领域
本发明涉及聚丙烯高分子材料技术领域,更具体地说,涉及一种聚丙烯复合材料挤出装置及其使用方法。
背景技术
聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料,因为其优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的成型加工性能和相对低廉的价格,在工业界有广泛的应用,尤其在汽车内饰件领域使用较多。
目前汽车内饰件多使用的是聚丙烯系列复合材料,用于仪表板、车门护板、装饰面板等大型内饰部件。但是在汽车使用过程中,由于车内温度较高,聚丙烯材料当中的挥发性有机物(VOC)就会释放出来,长时间的释放就会对车内乘员身体造成伤害,并且在车内起雾并产生气味,从而影响驾驶员的视线,VOC可能来自于塑料原料本身在合成时残留的单体,或在加工或使用过程降解产生的小分子,包括烷烃、烯烃、芳烃、甲醛或酮类物质,其沸点在50~260℃范围内。而随着当下客户对汽车内饰件质量要求的越来越严格,如何控制聚丙烯产品中VOC的含量也越来越受到人们的重视,而要降低聚丙烯产品中VOC含量,控制上游聚丙烯复合材料中VOC的含量便是重要的一环。
目前对于降低聚丙烯系列复合材料中VOC含量的主要有源头控制与加工过程控制两种方法。源头控制主要通过选用VOC含量较低、分子量均匀且耐热性较好的基料作为生产原料,但是该类生产原料较少,生产成本较高,而且后续加工过程中这些基料不可避免地会发生分解导致VOC继续产生。经检索,发明创造名称为:一种用于汽车内饰的低气味、低VOC、高性能聚丙烯复合材料(申请号:201010258937.0,申请日:2010.08.20),该申请案中公开的聚丙烯复合材料及其制备方法中提到,其原料中选用低气味树脂原料和添加剂,并采用涉及多组分的有效气味去除体系,该体系由硅铝酸盐气味吸附母粒、低气味马来酸酐接枝聚丙烯相容剂和填料中的组成成分纳米活性沸石协同去除材料气味、降低有机物发散。该申请案在一定程度上可以抑制VOC的挥发,但是通过该方法生产出来的聚丙烯复合材料经过在长时间使用后或高温环境中使用时,依然不能避免聚丙烯复合材料中VOC的挥发。
加工过程控制主要通过对温度、转速以及加料速度等工艺参数进行调节,从而尽量减少生产聚丙烯复合材料过程中混合料的降解或分解,但是该方式在实际操作中实施起来较为困难,难以找到最佳的控制工艺参数;另外,加工过程中可以通过抽真空的方式进行排气,从而将聚丙烯复合材料生产物料中的VOC抽出,进而实现降低聚丙烯复合材料中VOC含量的目的,但是存在的问题是如果抽真空度太低,VOC抽出不完全;如果抽真空度太高,又会导致生产成本的提高。经检索,发明创造名称为:一种双螺杆塑料挤出机(申请号:201120292362.4,申请日:2011.08.12),该申请案包括加料装置、驱动机构、料筒和抽真空装置,抽真空装置包括料筒上的排气口、压力表、气流调节阀和真空泵;其在一定程度上能保证抽真空顺畅,对聚丙烯混合料中的VOC进行排杂,但是排杂不够充分。经检索,发明创造的名称为:一种低气味低散发玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法(申请号:201511016683.0,申请日:2015.12.29),该申请案在挤出机末端设置有多个真空口进行抽真空;其在一定程度上增强了聚丙烯混合料中VOC的抽真空强度,从而可以抽出聚丙烯复合材料中更多的VOC,但是该申请案仅仅通过增加真空口的数量对VOC进行排杂,使用成本较高,且无法实现VOC的有效排出。所以,现亟需一种可以实现聚丙烯复合材料生产过程混合料中VOC高效脱除的生产方式。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于针对现有技术中,生产聚丙烯复合材料时混合料中VOC无法有效脱除的问题,提供一种聚丙烯复合材料挤出装置及其使用方法,通过温度配合两级抽真空,从而实现聚丙烯复合材料中VOC含量的有效降低。
2.技术方案
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
本发明的一种聚丙烯复合材料挤出装置,包括加料单元、挤出单元和抽真空单元;挤出单元包括送料螺杆和料筒,送料螺杆设置于料筒内;挤出单元沿混合料运动方向包括固体输送段和真空排气段;固体输送段的料筒上通过加料孔与加料单元的出料口相连;真空排气段中的送料螺杆包括有排气促进段,排气促进段的导程大于等于送料螺杆其他区域的导程;抽真空单元包括一级抽真空器和二级抽真空器;真空排气段沿混合料运动方向依次包括一级真空段、缓冲段和二级真空段,一级真空段的料筒上设置有一级抽气孔,一级抽气孔通过管道与一级抽真空器相连,二级真空段的料筒上设置有二级抽气孔,二级抽气孔通过管道与二级抽真空器相连。
优选地,送料螺杆在固体输送段沿混合料运动方向包括有加料螺杆段和固体压缩螺杆段,加料螺杆段和固体压缩螺杆段的导程相同,其中加料螺杆段的螺槽截面积为S1,固体压缩螺杆段的螺槽截面积为S2,S1>S2。
优选地,螺槽轴截面的截面线包括截面线底段和截面线侧段,截面线底段和截面线侧段之间通过截面线过渡段,加料螺杆段的螺槽轴截面的形状为凹槽形,固体压缩螺杆段的螺槽轴截面的形状为弧形。
优选地,挤出单元的固体输送段和真空排气段之间沿混合料运动方向依次设置有熔融段和反应段,熔融段上靠近反应段一端的料筒上设置有排气孔。
优选地,一级抽真空器抽真空负压为-0.04~-0.05MPa,二级抽真空器抽真空负压为-0.07~-0.08MPa。
优选地,送料螺杆是由螺纹元件组合而成,螺纹元件沿混合料运动方向的规格依次设置为56/56、96/96×2、96/96、72/72×2、56/56、K45°/56×2、K60°/56、56/56、44/44、K45°/56、K60°/56、K90°/56、56/56、K45°/56、K60°/56、28/28、72/72×2、56/56×2、K45°/56、K60°/56、K90°/56、28/28、96/96×6、72/72×3、56/56×3。
优选地,挤出单元在混合料运动方向上依次设置有10个加热区,其中第7个、第8个和第9个加热区与真空排气段相对应。
优选地,一级真空段上料筒的加热温度为T7,缓冲段上料筒的加热温度为T8,二级真空段上料筒的加热温度为T9,T7>T8且T7>T9。
优选地,一级真空段上料筒的加热温度为225℃~230℃,缓冲段上料筒的加热温度为195~205℃~220℃,二级真空段上料筒的加热温度为195~200℃。
一种聚丙烯复合材料挤出装置的使用方法,混合料在挤出单元中发生熔融并反应,然后进入抽真空单元中先进行高温抽真空,而后通过缓冲段低温过渡,再进行低温抽真空,最后进行出料。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:
(1)本发明的一种聚丙烯复合材料挤出装置,包括加料单元、挤出单元和抽真空单元;加料单元设置于挤出单元的固体输送段,可以实现混合料的准确加入;抽真空单元设置于挤出单元的真空排气段,抽真空单元包括一级抽真空器和二级抽真空器;真空排气段沿混合料运动方向依次包括一级真空段、缓冲段和二级真空段,同时增大真空排气段中螺杆的导程,可以扩大其可抽气的面积,进而结合聚丙烯复合材料在生产过程中VOC的产生特性,通过温度配合两级抽真空,从而有效降低聚丙烯复合材料中VOC含量。
(2)本发明的一种聚丙烯复合材料挤出装置,送料螺杆在固体输送段沿混合料运动方向包括有加料螺杆段和固体压缩螺杆段,加料螺杆段和固体压缩螺杆段的导程相同,其中加料螺杆段的螺槽截面积大于固体压缩螺杆段的螺槽截面积,该设置增加了加料过程中的加料量,从而提高了挤出装置的加工效率;另外,其中加料螺杆段的螺槽截面积为S1,固体压缩螺杆段的螺槽截面积为S2,S1>S2,该设置使得混合料从送料螺杆的加料螺杆段进入固体压缩螺杆段时会受到挤压从而进行排气;加料螺杆段的螺槽轴截面的形状为凹槽形,固体压缩螺杆段的的螺槽轴截面的形状为弧形,该设置有利于混合料的充分排气,从而避免混合料夹带过多的气体进入后续的熔融过程。
(3)本发明的一种聚丙烯复合材料挤出装置,真空排气段中的一级真空段上料筒的加热温度为T7,缓冲段上料筒的加热温度为T8,二级真空段上料筒的加热温度为T9,T7>T8且T7>T9,先将混合料在高温环境中通过一级抽真空器抽真空,对混合料中的VOC进行脱除,而后通过缓冲段低温过渡,最后将混合料在低温环境中通过二级抽真空器抽真空,进一步对混合料中的VOC进行脱除,从而降低了聚丙烯复合材料中VOC含量。
(4)本发明的一种聚丙烯复合材料挤出装置,送料螺杆上的螺纹元件根据混合料在不同阶段的状态和温度进行适应性设置,在提高了混合料的熔融、反应效率的同时提高了混合料在真空排气段的排气效率,而且避免混合料的过分降解,进而降低了聚丙烯复合材料中VOC含量。
(5)本发明的一种聚丙烯复合材料挤出装置的使用方法,混合料在挤出单元中发生熔融并反应,然后进入抽真空单元中先进行高温抽真空,而后通过缓冲段低温过渡,再进行低温抽真空,最后进行出料;结合抽真空过程中聚丙烯复合材料中VOC的排放特性,通过温度与多级抽真空配合使用,实现聚丙烯复合材料中VOC的有效脱除。
附图说明
图1为本发明的一种聚丙烯复合材料挤出装置结构示意图;
图2为本发明的一种聚丙烯复合材料挤出装置的固体输送段的局部放大图。
示意图中的标号说明:
100、加料单元;
200、挤出单元;
201、送料螺杆;202、料筒;203、螺杆电机;204、加料孔;205、排气孔;206、一级抽气孔;207、二级抽气孔;
210、固体输送段;211、加料螺杆段;212、固体压缩螺杆段;213、螺槽;
220、熔融段;230、反应段;
240、真空排气段;241、一级真空段;242、缓冲段;243、二级真空段;244、排气促进段;
250、挤出段;
300、抽真空单元;310、一级抽真空器;320、二级抽真空器。
具体实施方式
下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解,其中本发明的元件和特征由附图标记标识。
实施例1
结合图1~2,本实施例的一种聚丙烯复合材料挤出装置,包括加料单元100、挤出单元200和抽真空单元300;挤出单元200包括送料螺杆201和料筒202,送料螺杆201设置于料筒202内;挤出单元200沿混合料运动方向包括固体输送段210、熔融段220、反应段230和真空排气段240,另外,挤出单元200的料筒202外沿混合料运动方向依次设置有10个加热区,分别为第1~10个加热区,需要说明的是,由于混合料在挤出单元200中各个加工阶段之间为一个逐渐过渡的过程,因此挤出单元200的各个分段与各个加热区之间的对应关系是一个大致的对应,不是空间位置上绝对的对应;其中,该混合料为生产聚丙烯复合材料的原料,包括有聚丙烯、聚烯烃弹性体、滑石粉、抗氧剂;混合料运动方向为混合料加入料筒202后送料螺杆201带动混合料的运动方向。
送料螺杆201的螺纹元件沿混合料运动方向的规格设置如表1所示:
表1送料螺杆螺纹元件规格表
序号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | 9# |
规格 | 56/56 | 96/96 | 96/96 | 96/96 | 72/72 | 72/72 | 56/56 | K45°/56 | K45°/56 |
序号 | 10# | 11# | 12# | 13# | 14# | 15# | 16# | 17# | 18# |
规格 | K60°/56 | 56/56 | 44/44 | K45°/56 | K60°/56 | K90°/56 | 56/56 | K45°/56 | K60°/56 |
序号 | 19# | 20# | 21# | 22# | 23# | 24# | 25# | 26# | 27# |
规格 | 28/28 | 72/72 | 72/72 | 56/56 | 56/56 | K45°/56 | K60°/56 | K90°/56 | 28/28 |
序号 | 28# | 29# | 30# | 31# | 32# | 33# | 34# | 35# | 36# |
规格 | 96/96 | 96/96 | 96/96 | 96/96 | 96/96 | 96/96 | 72/72 | 72/72 | 72/72 |
序号 | 37# | 38# | 39# | ||||||
规格 | 56/56 | 56/56 | 56/56 |
需要说明的是,螺纹元件包括输送块和剪切块,输送块的规格中,“/”前为导程值,“/”后为长度值,如2#为输送块,其导程为96mm,长度为96mm;剪切块的规格中,“/”前为剪切块中交错盘的夹角值,“/”后为长度值,如8#为剪切块,其交错盘的夹角值为45°,长度为56mm。
本实施例中固体输送段210所对应的料筒202上通过加料孔204与加料单元100的加料口相连,生产时,加料单元100内的混合料从加料口通过加料孔204,而后进入料筒202内进行加工。另外,固体输送段210对应料筒202的第1~2个加热区,其中第1加热区的温度为180℃,第2加热区的温度为200℃,该加热区对混合料进行加热,从而有利于后续混合料的进一步熔融以及反应。
固体输送段210中,送料螺杆201在固体输送段210沿混合料运动方向包括有加料螺杆段211和固体压缩螺杆段212,加料螺杆段211设置于加料孔204处,固体压缩螺杆段212设置于固体输送段210沿混合料运动方向的后方,且加料螺杆段211和固体压缩螺杆段212的导程相同;本实施例中,加料螺杆段211的螺纹元件规格对应送料螺杆螺纹元件规格表中的2#~3#的规格,固体压缩螺杆段212的螺纹元件规格对应送料螺杆螺纹元件规格表中的4#的规格。
值得说明的是,加料螺杆段211螺槽213的截面积为S1,固体压缩螺杆段212的螺槽213截面积为S2,S1>S2。在运输过程中,送料螺杆201主要通过螺槽213对混合料进行输送,送料螺杆201在螺杆电机203的驱动下转动,混合料沿螺槽213沿混合料运动方向运动,因此螺槽213的截面积越大,则螺槽213的容积越大,进而螺槽213截面积大的加料螺杆段211可以储放越多的混合料。且加料螺杆段211设置于加料孔204处,加料螺杆段211储放较多的混合料就可以增加加料过程的加料量,进而提高挤出装置的加工效率,而且在一定程度上增加初始混合料的量对于后续混合料的挤压也起到促进作用。
混合料通过加料孔204加入加料螺杆段211后,此时混合料主要为颗粒粉末状,各颗粒之间存在间隙,而间隙内不可避免充满空气,如果不将间隙内的空气排除,就会导致后续的熔融反应过程中空气中的氧气对混合料进行氧化降解,混合料氧化降解后便形成大量的小分子杂质,导致聚丙烯复合材料中VOC含量的上升。
本实施例中,固体输送段210的螺纹元件规格对应送料螺杆螺纹元件规格表中的1#~7#的规格,该段输送块导程在不断减小,从而使得螺槽213的容积也不断减小,螺槽213的容积的减小使得混合料受到挤压,进而促进混合料中空气的排除。
但是如果仅通过缩小螺槽213的容积来实现混合料中空气排除,其效果十分有限,原因在于:对于螺槽213底部区域的混合料,尤其是底部区域拐角处的混合料,该处混合料含有的空气在排除过程的迁移距离较长、受到阻碍较大,导致该区域混合料中空气的排除效果较差。
此处需要对螺槽213轴截面的形状进行说明,加料螺杆段211的螺槽213轴截面的形状为凹槽形,固体压缩螺杆段212的螺槽213轴截面的形状为弧形,加料螺杆段211的螺槽213轴截面的面积固体压缩螺杆段212的大于螺槽213轴截面的面积。固体压缩螺杆段212的螺槽213轴截面的形状为弧形,可以避免螺槽213底部出现较大拐角,使得混合料中空气的排出过程受到阻碍较小;另外,固体压缩螺杆段212的螺槽213轴截面的形状为弧形一定程度上可以使得混合料在固体压缩螺杆段212的螺槽213内平摊,一方面可以减小螺槽213中各区域混合料的空气在排除过程的迁移距离,另一方面增大混合料与外界的接触面积,从而增加混合料的排气面积,两方面都有利于混合料中空气的排除。
熔融段220的螺纹元件规格对应送料螺杆螺纹元件规格表中的8#~13#的规格,其对应料筒202的第3~4个加热区,本实施例中熔融段220的加热温度为220℃;此处需要说明的是,当混合料在熔融段220经过加热熔融运动至熔融段220末端处时,此时混合料基本为熔融状态,先前颗粒状混合料间隙中的空气大部分已经从混合料中脱离出来,如果此处不将脱离出来的气体及时排出,这些气体将随混合料进入剪切作用剧烈的反应段230,而这些气体中的氧气则容易导致混合料氧化降解,从而产生大量的小分子杂质,进而造成聚丙烯复合材料产品中的VOC含量的上升。因此在本实施例中,在熔融段220上靠近反应段230一端的料筒202即第4个加热区上设置有排气孔205,当混合料运动至此处时,前面过程中所排出的气体通过排气孔205排出,从而可以避免气体参与到后续的混合料反应过程中导致混合料发生氧化降解,利于降低聚丙烯复合材料中VOC的含量。
反应段230的螺纹元件规格对应送料螺杆螺纹元件规格表中的14#~26#的规格,其对应料筒202的第5~6个加热区,本实施例中第5个加热区的加热温度为200℃,第6个加热区的加热温度为230℃,第6个加热区的温度达到最高,目的在于使得混合料反应更加充分。
真空排气段240沿混合料运动方向依次包括一级真空段241、缓冲段242和二级真空段243,真空排气段240外部设置有抽真空单元300,抽真空单元300包括一级抽真空器310和二级抽真空器320;一级真空段241的料筒202上设置有一级抽气孔206,一级抽气孔206通过管道与一级抽真空器310相连,二级真空段243的料筒202上设置有二级抽气孔207,二级抽气孔207通过管道与二级抽真空器320相连。
其中,真空排气段240中的送料螺杆201包括有排气促进段244,排气促进段244的导程大于等于送料螺杆201其他区域的导程,其螺纹元件规格对应送料螺杆螺纹元件规格表中的27#~37#的规格,其中需要说明的是,真空排气段240中送料螺杆201上,主要起到促进排气作用的区域位于该段送料螺杆201的中部的排气促进段244,其螺纹元件的导程大于等于送料螺杆201其他区域的导程,规格为96/96,而排气促进段244中送料螺杆201的前端和后端也适当设置有小于该大导程的螺纹元件,起作用在于使得排气促进段244中大导程的送料螺杆201可以更好地与前后送料螺杆201相配合。另外,真空排气段240中送料螺杆201螺槽213轴截面的形状与上述固体压缩螺杆段212的螺槽213轴截面的形状相似,目的也在于增大混合料的排气面积,使得抽真空单元300可以更加充分地将混合料中含小分子物质的气体抽出。
值得说明的是,真空排气段240的一级真空段241、缓冲段242和二级真空段243分别对应第7~9个加热区,一级真空段241上料筒202的第7个加热区加热温度为T7,缓冲段242上料筒202的第8个加热区加热温度为T8,二级真空段243上料筒202的第9个加热区加热温度为T9,T7>T8且T7>T9;更具体地说,一级真空段241上料筒202的加热温度为225℃~230℃,缓冲段242上料筒202的加热温度为190℃~210℃,二级真空段243上料筒202的加热温度为195~200℃。本实施例中,第7个加热区温度为225℃,第8个加热区温度为205℃,第9个加热区温度为200℃。真空排气段240的末端设置有挤出段250,其中挤出段250对应的是第10个加热区,该第10个加热区的温度为210℃;机头温度为205℃。
混合料进入真空排气段240的一级真空段241内,一级真空段241对混合料进行高温加热,使得混合料中的VOC及气体在高温作用下充分挥发出来,再通过一级抽真空器310的抽真空作用,将高温环境中挥发出来VOC及气体等杂质充分抽出,但是混合料在一级真空段241的高温环境下也会分解产生一定量的小分子杂质,进而不利于降低聚丙烯复合材料产品中VOC的含量。
混合料经过一级真空段241的高温抽真空后进入缓冲段242,缓冲段242温度低于一级真空段241的温度,缓冲段242可以对混合料进行一定程度的冷却缓冲。混合料经过缓冲段242的缓冲作用后温度下降,而后进入二级真空段243中,且二级真空段243的温度也低于一级真空段241,通过二级抽真空器320进行抽真空,二级真空段243的作用在于可以抑制混合料继续分解产生小分子杂质,再通过二级抽真空器320对混合料进行二级抽真空,从而将混合料中残余的VOC和气体以及一级真空段241中高温分解出来的小分子杂质继续抽出,从而实现混合料中VOC的充分排除。
一级抽真空器310内因温度较高,所以混合料中的VOC和气体的挥发性较强,此处一级抽真空器310抽真空负压不需要过大,一级抽真空器310抽真空负压可为-0.04~-0.05MPa,从而可以降低生产成本。本实施例中一级抽真空器310抽真空负压为-0.04MPa;二级抽真空器320内温度较低,混合料中的VOC和气体的挥发性较弱,因此需要适当提高二级抽真空器320的抽真空负压,二级抽真空器320的抽真空负压可为-0.07~-0.08MPa,本实施例中二级抽真空器320的抽真空负压为-0.07MPa。
本实施例在真空排气段240根据聚丙烯复合材料在生产过程中VOC的产生及排除特性,通过温度配合两级抽真空,充分有效地降低了生产的聚丙烯复合材料中VOC含量有效降低聚丙烯复合材料产品中的VOC含量,提高聚丙烯复合材料产品质量。
本发明的一种聚丙烯复合材料挤出装置的使用方法,混合料由双螺杆挤出机的加料孔204加入到双螺杆挤出机中挤出单元200中,混合料在挤出单元200中输送挤压、熔融、反应后运动至真空排气段240中,反应后的混合料先在一级真空段241中进行一级抽真空,一级抽真空后进入缓冲段242中进行过渡,混合料过渡后进入二级真空段243进行二级抽真空;混合料抽真空结束后进入挤出段250,在双螺杆挤出机的挤出段250挤出成型,双螺杆挤出机即挤出单元200,主机转速400~450r/min,喂料转速50~100r/min,挤出造粒,干燥切粒。
实施例2
本实施例内容基本同实施例1,不同之处在于:真空排气段240中,本实施例的第7个加热区温度为227℃,第8个加热区温度为197℃,第9个加热区温度为197℃,即第8个加热区和第9个加热区温度相同,使得混合料通过缓冲段242时的温度可以快速平稳降低至与第9个加热区温度相同的温度,使得后续二级抽真空器320抽真空对VOC的排除过程更为稳定。
实施例3
本实施例内容基本同实施例1,不同之处在于:真空排气段240中,本实施例的第7个加热区温度为230℃,第8个加热区温度为195℃,第9个加热区温度为195℃,即第8个加热区和第9个加热区温度相同,使得混合料通过缓冲段242时的温度可以快速降低,迅速抑制混合料中因为高温而分解成小分子,有效降低聚丙烯复合材料产品中VOC的含量。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是,应当理解,可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的,而不是限制性的,如果存在任何这样的修改和变型,那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外,背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义,并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
Claims (8)
1.一种聚丙烯复合材料挤出装置,其特征在于:包括加料单元(100)、挤出单元(200)和抽真空单元(300);
挤出单元(200)包括送料螺杆(201)和料筒(202),送料螺杆(201)设置于料筒(202)内;挤出单元(200)沿混合料运动方向包括固体输送段(210)和真空排气段(240);固体输送段(210)的料筒(202)上通过加料孔(204)与加料单元(100)的加料口相连;真空排气段(240)中的送料螺杆(201)包括有排气促进段(244),排气促进段(244)的导程大于等于送料螺杆(201)其他区域的导程;
抽真空单元(300)包括一级抽真空器(310)和二级抽真空器(320);真空排气段(240)沿混合料运动方向依次包括一级真空段(241)、缓冲段(242)和二级真空段(243),一级真空段(241)的料筒(202)上设置有一级抽气孔(206),一级抽气孔(206)通过管道与一级抽真空器(310)相连,二级真空段(243)的料筒(202)上设置有二级抽气孔(270),二级抽气孔(270)通过管道与二级抽真空器(320)相连;
一级抽真空器(310)抽真空负压为-0.04~-0.05MPa,二级抽真空器(320)抽真空负压为-0.07~-0.08MPa;一级真空段(241)上料筒(202)的加热温度为T7,缓冲段(242)上料筒(202)的加热温度为T8,二级真空段(243)上料筒(202)的加热温度为T9,T7>T8且T7>T9。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯复合材料挤出装置,其特征在于:送料螺杆(201)在固体输送段(210)沿混合料运动方向包括有加料螺杆段(211)和固体压缩螺杆段(212),加料螺杆段(211)和固体压缩螺杆段(212)的导程相同,其中加料螺杆段(211)的螺槽(213)截面积为S1,固体压缩螺杆段(212)的螺槽(213)截面积为S2,S1>S2。
3.根据权利要求2所述的一种聚丙烯复合材料挤出装置,其特征在于:加料螺杆段(211)的螺槽(213)轴截面的形状为凹槽形,固体压缩螺杆段(212)的螺槽(213)轴截面的形状为弧形。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯复合材料挤出装置,其特征在于:挤出单元(200)的固体输送段(210)和真空排气段(240)之间沿混合料运动方向依次设置有熔融段(220)和反应段(230),熔融段(220)上靠近反应段(230)一端的料筒(202)上设置有排气孔(205)。
5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯复合材料挤出装置,其特征在于:送料螺杆(201)是由螺纹元件组合而成,螺纹元件沿混合料运动方向的规格依次设置为56/56、96/96×2、96/96、72/72×2、56/56、K45°/56×2、K60°/56、56/56、44/44、K45°/56、K60°/56、K90°/56、56/56、K45°/56、K60°/56、28/28、72/72×2、56/56×2、K45°/56、K60°/56、K90°/56、28/28、96/96×6、72/72×3、56/56×3。
6.根据权利要求1所述的一种聚丙烯复合材料挤出装置,其特征在于:挤出单元(200)在混合料运动方向上依次设置有10个加热区,其中第7个、第8个和第9个加热区与真空排气段(240)相对应。
7.根据权利要求1~6任一项所述的一种聚丙烯复合材料挤出装置,其特征在于:一级真空段(241)上料筒(202)的加热温度为225℃~230℃,缓冲段(242)上料筒(202)的加热温度为190℃~210℃,二级真空段(243)上料筒(202)的加热温度为195~200℃。
8.一种聚丙烯复合材料挤出装置的使用方法,其特征在于:所使用的挤出装置为权利要求1~7任一项所述的挤出装置,混合料由双螺杆挤出机的加料孔(204)加入到双螺杆挤出机中挤出单元(200)中,混合料在挤出单元(200)中输送挤压、熔融、反应后运动至真空排气段(240)中,反应后的混合料先在一级真空段(241)中进行一级抽真空,一级抽真空后进入缓冲段(242)中进行过渡,混合料过渡后进入二级真空段(243)进行二级抽真空;混合料抽真空结束后进入挤出段(250),在双螺杆挤出机的挤出段(250)挤出成型。
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