CN109760333A - 挤出发泡装置用螺杆以及挤出发泡装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤出发泡装置用螺杆以及挤出发泡装置，属于微孔聚合物泡沫材料的挤出发泡装置领域，针对现有的微孔聚合物泡沫材料挤出发泡装置所存在的问题，提供一种确保挤出设备有效注气的螺杆，以及采用该螺杆所组成的挤出发泡装置，可确保发泡剂的有效注入，以及发泡剂与材料的均匀混合，保证成型材料的质量。本发明在进行发泡剂的注气过程中，通过在螺杆上所设置的注气段与注气装置上所设置的注气口的配合，在螺杆转动过程中实现有规律地间隔注气，可使得注气口的注气压力呈规律性的波动变化，可增加注气口每次注气时的压力，并可避免物料熔体堵住注气口，确保注气效果以及防止物料熔体从注气口反向溢出。

Description

挤出发泡装置用螺杆以及挤出发泡装置

技术领域

本发明涉及高分子材料加工领域，具体属于微孔聚合物泡沫材料的挤出发泡装置领域，尤其是一种挤出发泡装置用螺杆以及采用该螺杆组成的挤出发泡装置。

背景技术

自20世纪80年代微孔聚合物泡沫材料概念提出以来，由于其特殊的结构和性能得到越来越多的关注。微孔聚合物泡沫材料的制备方法主要有间歇发泡法、注塑发泡法和挤出发泡法。使用的发泡剂主要为超临界二氧化碳和氮气等。间歇发泡法是一种适用于小尺寸样品的不连续加工方法，不适用于工业生产。注塑发泡技术以MIT开发的Mucell技术为代表，已有较广泛的商业应用，但是由于其实际是一种半连续加工方法，对于加工连续的聚合物泡沫产品并不适用。20世纪90年代初，开发了挤出发泡制备微孔聚合物泡沫材料的技术。初期是使用单台挤出机实现聚合物塑化、发泡剂注入、混合以及降温发泡等功能，但是存在加工过程不易控制、聚合物和发泡剂混合不均匀等问题，因此发展出了通过两台挤出机串联挤出发泡的技术，把聚合物塑化、发泡剂注入同聚合物/发泡剂混合、体系降温等功能分开，能够更稳定加工微孔聚合物泡沫材料。但是在发泡剂稳定注入、发泡剂和聚合物均匀混合以及聚合物/发泡剂均相体系稳定性保持等方面还存在一定的缺点。

中国专利文献CN 104325615设计了一种超临界CO₂制备PET泡沫塑料的双螺杆挤出发泡装置，采用单台双螺杆和静态混合器结合，其缺点是不能保证发泡剂有效稳定注入以及聚合物/发泡剂均匀混合。中国专利文献CN 103273659 A设计了一种通过两台串联的挤出机制备二氧化碳发泡挤塑板设备，每台挤出机都连接了一个静态混合器以实现聚合物和发泡剂的混合，但是其缺点是不能保证发泡剂有效稳定注入。中国专利文献CN103895146 A设计了一种聚合物微孔发泡制品连续成型装置，是将挤出机和两套模压连接而成的一种改进的注塑成型装置，不能加工连续状的泡沫材料。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对微孔聚合物泡沫材料挤出发泡装置所存在的问题，本发明提供一种确保挤出设备均匀稳定注气的螺杆，以及采用该螺杆所组成的挤出发泡装置，可确保发泡剂的有效注入，以及发泡剂与材料的均匀混合，保证成型材料的质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：挤出发泡装置用螺杆，沿螺杆的挤出方向在螺杆上设有进料端和出料端，在进料端和出料端之间设有与挤出发泡装置上的注气口对应的注气段；在注气段内的螺杆的周向间隔地设置有多个螺棱；沿螺杆的周向，在相邻两个螺棱之间形成过料槽。

进一步的是：沿螺杆的周向，所述螺棱被间隔均匀地设置；每个螺棱所占范围与每个过料槽所占范围之比为0.5-2倍。

进一步的是：沿螺杆的径向，所述螺棱呈矩形或平行四边形。

进一步的是：沿螺杆的挤出方向，所述螺杆依次包括加料段、屏蔽输送段和螺棱混合段；所述注气段设置于螺棱混合段内靠近屏蔽输送段一端的第一段螺棱位置。

另外，本发明还提供一种挤出发泡装置，包括第一挤出机和注气设备，所述第一挤出机包括第一机筒，在第一机筒内具有第一挤出通道，在第一挤出通道内设置有第一螺杆，在第一机筒上设置有分别与第一挤出通道连通的第一进料口、第一挤出口和注气口，其特征在于：其中所述第一螺杆采用上述本发明所述的挤出发泡装置用螺杆，并且所述第一进料口与第一螺杆上进料端对应，所述第一挤出口与第一螺杆的出料端对应，所述注气口与第一螺杆上的注气段对应；所述注气设备通过注气管路与注气口相连。

进一步的是：所述注气口设置有多个，多个注气口在第一机筒上沿第一螺杆的周向间隔分布。

进一步的是：在第一机筒上设置有循环冷却段，在循环冷却段内设置有冷却液流道，所述循环冷却段与第一螺杆上的加料段对应。

进一步的是：还包括第二挤出机，所述第二挤出机包括第二机筒，在第二机筒内具有第二挤出通道，在第二挤出通道内设置有第二螺杆，在第二机筒上设置有分别与第二挤出通道连通的第二进料口和第二挤出口；所述第二挤出机与第一挤出机串联，第一挤出机上的第一挤出口与第二挤出机上的第二进料口对应连通；在第二挤出机上的第二挤出口处设置有发泡口模。

进一步的是：所述第二螺杆包括有分散混合段，在分散混合段部分的第二螺杆上沿其轴向依次设置有非等距分段的分散螺纹段；相邻两段分散螺纹段之间位于后一段分散螺纹段内的螺纹起始于前一段分散螺纹段内的两条螺纹之间。

进一步的是：所述发泡口模为毛细管口模、发泡平缝口模或发泡环形口模；在发泡口模内具有出料通道，沿出料通道的出料方向，在出料通道末端设有出口夹角θ以使出料通道收缩后形成出料缝口，所述出口夹角θ的范围为90°～150°；所述出料缝口的缝隙宽度可调；所述第一螺杆和第二螺杆的螺杆直径比为1:1.25～1:3；第一螺杆的转速范围为10～150转/分钟，第二螺杆的转速范围为1～30转/分钟，并且第一螺杆与第二螺杆的转速比范围为1:5～1:50。

本发明的有益效果是：本发明所述的螺杆，在进行发泡剂的注气过程中，通过在螺杆上特别设置的注气段与注气装置上所设置的注气口的配合，利用注气段内的螺棱和过料槽结构，在螺杆转动过程中实现有规律地间隔注气，可使得注气口的注气压力呈规律性的波动变化，可增加注气口每次注气时的压力，并可避免物料熔体堵住注气口，确保注气效果以及防止物料熔体从注气口反向溢出；另一方面可实现气体有规律地注入，保证注气效果，提高发泡成型后的产品质量。另外，本发明所述的发泡装置，通过采用本发明所述螺杆，可确保发泡剂的有效注入；并且通过进一步采用两台挤出机串联的结构形式，进一步确保了发泡剂与物料熔体的充分混合。另外，通过设置相应的循环冷却段，可通过加入循环介质控制加料段的物料温度，对于含有易挥发成分的物料，可有效防止挥发成分的挥发。另外，通过在第二螺杆上设置分散混合段结构，可使物料熔体和发泡剂充分混合，提高产品成品质量，并可保持温度和压力稳定，防止温度和压力出现较大的波动。另外，通过将发泡口模内的出口夹角θ采用较大的角度(90°～150°)，可有效地提高发泡口模内外的压差，进而提高发泡成核数量，提高产品成品质量。

附图说明

图1为本发明所述的挤出发泡装置的结构示意图；

图2为本发明所述的挤出发泡装置中除注气设备外的主视图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2的侧视图；

图5为图4中局部区域P的放大示意图，即发泡口模局部的剖视图；

图6为第一挤出机的主视图；

图7为图6的俯视图；

图8为第二挤出机的主视图；

图9为图8的俯视图；

图10为第一挤出机中第一机筒与第一螺杆配合后的结构示意图；

图11为图10中A-A截面的剖视图；

图12为第一机筒的结构示意图；

图13为图12中B-B截面的剖视图；

图14为本发明所述的挤出发泡装置用螺的示意图，即第一螺杆的示意图；

图15为图14中局部区域I的放大示意图；

图16为图15中C-C截面的剖视图；

图17、图18为两中不同结构时，注气段部分沿周向展开后的示意图；

图19为第二螺杆的结构示意图；

图20为图19中局部区域Q的放大示意图；

图21为注气压力随时间的波动变化示意图；

图22为发泡平缝口模的结构示意图；

图23为发泡环形口模的结构示意图；

图中标记为：注气口1、注气段2、螺棱3、过料槽4、加料段5、屏蔽输送段6、螺棱混合段7、第一挤出机8、注气设备9、第一机筒10、第一挤出通道11、第一螺杆12、第一进料口13、第一挤出口14、注气管路15、循环冷却段16、冷却液流道17、第二挤出机18、第二机筒19、第二挤出通道20、第二螺杆21、第二进料口22、第二挤出口23、分散螺纹段24、螺纹25、发泡口模26、出料通道27、出口夹角θ、出料缝口28、第一电机29、第一齿轮箱30、第一机架31、第二电机32、第二齿轮箱33、第二机架34、螺棱混合段35、分散混合段36。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明所述的挤出发泡装置用螺杆，其是用于发泡装置上的螺杆；由于发泡装置需要注入发泡剂，因此在发泡装置上需要设置有相应的注气口1结构，如附图11中所示在第一机筒10上设置的注气口1。注气口1是用于向挤出通道内注入发泡剂以使发泡剂与挤出通道内的物料熔体充分混合后挤出成型发泡产品。其中的物料熔体通常为热塑性高分子聚合物材料；另外还可根据需要加入相应的成核剂、增塑剂或者其它材料组分；而发泡剂则通常可采用为超临界二氧化碳、氮气、水、丁烷、戊烷中的一种或几种，具体根据产品所需而定，并没有严格限制。

本发明所述的螺杆，其沿螺杆的挤出方向在螺杆上设有进料端和出料端，在进料端和出料端之间设有与挤出发泡装置上的注气口1对应的注气段2；在注气段2内的螺杆的周向间隔地设置有多个螺棱3；沿螺杆的周向，在相邻两个螺棱3之间形成过料槽4。具体可参照附图14至附图16中所示，其中本发明所述的螺杆在安装后其注气段2应当与发泡装置上的注气口1对应，如可参照附图10和附图11中所示，这样当螺杆在转动过程中，其注气口1将间隔地分别与螺棱3和过料槽4对应配合，进而注气口1可实现间断地与过料槽4连通；而过料槽4则是物料熔体经过的通道，因此当相应的过料槽4转动至与注气口1对应连通时，即可实现向过料槽4内的物料熔体内注入发泡剂；而当相应的螺棱3转动至与注气口1对应时，则可通过螺棱3实现对注气口1的临时封堵。另外，为了确保对注气口1具有较好的封堵效果，螺棱3上与注气口1配合部位的尺寸应当不小于注气口1的口部尺寸；并根据螺棱3与注气口1上相对配合部位的尺寸关系，可结合螺杆的转速确定每个螺棱3对注气口1的封堵时间长度。通过螺棱3对注气口1的临时封堵，则可起到如下作用：通过间隔地封堵注气口1，可实现有规律地间隔注气，并可使得注气口1的注气压力呈规律性的波动变化，可增加注气口1每次注气时的压力，进而可缓解物料熔体堵住注气口1，确保注气效果以及防止物料熔体从注气口反向溢出。具体可参照附图21中所示的注气口1的注气压力随时间的波动变化情况一种示意图。

另外，不失一般性，为了确保螺杆在挤出机的机筒内有效转动，螺杆在装配后与机筒之间理论上应当具有一定的间隙，因此上述螺棱3在随螺杆转动的过程中，其转动至与注气口1对应配合时，理论上可能会存在有一定的间隙，但是可通过设置螺棱3与注气口1之间为接近零间隙配合以确保螺棱3对注气口1的封堵效果。

更优选的，本发明中沿螺杆的周向，所设置的螺棱3可为间隔均匀地设置，此时所形成的过料槽4也为间隔均匀的分布，这样当螺杆在匀速转动过程中，其注气口1处的压力波动以及注气的频率将呈现为均匀的变动，使得注气过程更加均匀、平稳；如附图21中所示情况。并且理论上，本发明在沿螺杆周向间隔设置的螺棱3的数量并没有严格的限制，理论上可设置至少一个螺棱3，相应的将形成一个过料槽4；或者也可设置有多个螺棱3，相应的将会形成多个过料槽4；例如可设置为4-8个螺棱3，或者优选设置为6个螺棱3。

另外，可进一步设置在沿螺杆的周向，每个螺棱3所占范围与每个过料槽4所占范围之比为0.5-2倍。即通过调节螺棱3和过料槽4的大小实现调节注气口1的注气时长与封堵时长之间的比例，进而达到调节注气效果的目的。

另外，对于每个螺棱3的形状，理论上只要其转动时与注气口1配合时可满足对注气口1的有效临时封堵并在随着螺杆的进一步转动过程中可保持一定的封堵时长即可。如参照附图17和附图18中所示，可在沿螺杆的径向方向观察时，所述螺棱3呈矩形、平行四边形；当然，不失一般性，螺棱3也可呈其它满足上述要求的形状。为了便于理解，附图17和附图18中为将注气段2部分沿周向展开后的示意图，其附图17为呈平行四边形状的螺棱3，而附图18则为矩形状的螺棱3。

另外，通常情况下，用于挤出发泡装置的螺杆在沿挤出方向通常分段设置，且一般依次设置有加料段5、屏蔽输送段6和螺棱混合段7；此时本发明中设置的注气段2可优选设置于螺棱混合段7内靠近屏蔽输送段6一端的第一段螺棱位置；即本发明中的注气段2实际为螺棱混合段7上最靠近屏蔽输送段6的一段的其中一部分。这样设置的好处有：一方面可在注气过程中，通过屏蔽输送段6可有效地避免注入的发泡剂向加料段5方向流动，另一方面也可使得在注入发泡剂后，再通过后续的螺棱混合段7将物料熔体与发泡剂进行一定的混合作用。

上述本发明中所述的螺棱混合段7，其主要是用于将注入发泡剂后的物料熔体与发泡剂进行混合，以提高其混合效率。本发明中可将螺棱混合段7内除注气段2以外的部分设置为与注气段2相同的结构形式或者不同的结构形式，只要确保螺棱混合段7对物料熔体与发泡剂的有效混合即可。参照附图15中所示，为在螺棱混合段7内除注气段2以外的部分设置为与注气段2相同的结构形式，在螺棱混合段7整体内部的所有螺棱均可采用注气段2内的螺棱结构；当然，为了确保螺棱混合段7内的混合效果，可在沿螺杆的轴向，相邻的螺棱之间可留有一定的间距。

另外，参照附图1中所示，本发明还提供一种挤出发泡装置，包括第一挤出机8和注气设备9，注气设备9用于向第一挤出机8内注入发泡剂，其中了发泡剂可采用为超临界二氧化碳、氮气、水、丁烷、戊烷中的一种或几种。注气设备9通常采用高压注气泵进行注气。所述的第一挤出机8包括第一机筒10，在第一机筒10内具有第一挤出通道11，在第一挤出通道11内设置有第一螺杆12，在第一机筒10上设置有分别与第一挤出通道11连通的第一进料口13、第一挤出口14和注气口1。具体的工作流程为：物料通过第一进料口13进入到第一挤出通道11内，然后由第一螺杆12的转动将物料在第一挤出通道11内推动并由设置在第一机筒10外部的加热段进行加热至呈物料熔体状态；之后经过注气口1由注气设备9向第一挤出通道11内的物料熔体内注入发泡剂，然后通过发泡剂与物料熔体的充分混合后从第一挤出口14处排出。当然，不失一般性，通常第一挤出机8还包括相应的第一电机29以及第一齿轮箱30等，并且通常将第一挤出机8整体安装在相应的第一机架31上，具体可参照附图6和附图7中所示。

上述本发明中所述的挤出发泡装置，其中的第一螺杆12为采用本发明所述的挤出发泡装置用螺杆，同时所述第一进料口13与第一螺杆12上进料端对应，所述第一挤出口14与第一螺杆12的出料端对应，所述注气口1与第一螺杆12上的注气段2对应；所述注气设备9通过注气管路15与注气口1相连；这样即可通过第一螺杆12上的而注气段2与第一机筒10上设置的注气口1的配合后实现有规律地间隔注气效果。

另外，还可进一步在注气管路15上设置有单向阀；这样可在一定程度防止注气时的逆流作用。

另外，在第一机筒10上设置的注气口1的数量可根据实际需要设置有一个或者多个，并且在设置有多个时可将多个注气口1在第一机筒10上沿第一螺杆12的周向间隔分布。当然，多个注气口1均应当分别与第一螺杆12上的注气段2对应。如参照附图10和附图11中所示，其在第一机筒10上设置有两个注气口1，并且进一步将两个注气口1在第一机筒10上相对于第一螺杆12的轴线对称分布。

另外，本发明所述的挤出发泡装置，还可包括有第二挤出机18，所述第二挤出机18包括第二机筒19，在第二机筒19内具有第二挤出通道20，在第二挤出通道20内设置有第二螺杆21，在第二机筒19上设置有分别与第二挤出通道20连通的第二进料口22和第二挤出口23；所述第二挤出机18与第一挤出机8串联，第一挤出机8上的第一挤出口14与第二挤出机18上的第二进料口22对应连通；在第二挤出机18上的第二挤出口23处设置有发泡口模26。当然，不失一般性，第二挤出机18通常还包括相应的第二电机32以及第二齿轮箱33等，并且通常将第二挤出机18整体安装在相应的第二机架33上，如参照附图8和附图9中所示。这样，本发明实现了将两台挤出机通过串联方式进行连接，确保了发泡剂的有效注气以及发泡剂与溶体物料之间的充分混合后再经过发泡口模26挤出成型，提高了挤出发泡装置的运行稳定性。

更具体的，为了提高第二螺杆21对物料熔体与发泡剂的混合作用效果，本发明中进一步设置所述第二螺杆21包括有分散混合段36，在分散混合段36部分的第二螺杆21上沿其轴向依次设置有非等距分段的分散螺纹段24；相邻两段分散螺纹段24之间位于后一段分散螺纹段24内的螺纹25起始于前一段分散螺纹段24内的两条螺纹25之间；具体结构可参照附图19和附图20中所示；而所谓非等距分段，即是指分散螺纹段24沿螺杆轴向的长度距离不完全相等，存在一定的变化。这样，通过设置分散混合段36结构可确保第二螺杆21对发泡剂与物料熔体的充分混合。另外，本发明中在第二螺杆21上，还可沿挤出方向，在分散混合段36的下游设置有相应的螺棱混合段35，螺棱混合段35的作用也是进一步提高对发泡剂与物料溶体的充分混合效果，并且该螺纹混合段35的结构可设置为同螺棱混合段7内除注气段2以外部分相同的结构形式。

另外，本发明中的第一螺杆12和第二螺杆21还可按照如下关联设置：设置所述第一螺杆12和第二螺杆21的螺杆直径比为1:1.25～1:3；同时在实际运行过程中，设置第一螺杆12的转速范围为10～150转/分钟，设置第二螺杆21的转速范围为1～30转/分钟，并且满足第一螺杆12与第二螺杆21的转速比范围为1:5～1:50。当然，上述第一螺杆12以及第二螺杆21各自的转速以及二者的转速比可根据具体的运行情况进行适当的调整。通过上述关联设置，即可使得第一挤出机8运行在相对较高的螺杆转速以实现物料的良好塑化和发泡剂的快速平稳注入，以及对物料熔体与发泡剂的初步混合；而第二挤出机18运行在相对较低的转速以使物料熔体与发泡剂有更多的混合时间以及减小温度和压力波动等情况。更具体的，对于具体到第一螺杆12时，还可进一步设置其长径比为1：25～1:40；而对于第二螺杆21，可设置其长径比为1：20～1:30。

另外，本发明进一步还可在第一机筒10上设置有循环冷却段16，在循环冷却段16内设置有冷却液流道17，并且将循环冷却段16与第一螺杆12上的加料段5对应。参照附图12和附图13所示，可将循环冷却段16设置在紧挨第一进料口13下游的第一机筒10上。通过向冷却液流道7内通入相应的冷却介质，如冷却水；可实现对循环冷却段16内的物料的温度控制，因此对于含有易挥发成分的物料而言，可有效防止挥发成分的挥发。当然，具体是否使用循环冷却段16进行对物料的温度控制，可根据具体的物料情况而定。

本发明中所述的发泡口模26，根据所需要挤出成型产品的不同，一般可采用为毛细管口模、发泡平缝口模或发泡环形口模等各种常规的发泡口模结构形式；其中附图4和附图5中所示的发泡口模26为毛细管口模结构，而附图22中所示的为发泡平缝口模结构，附图23中所示的为发泡环形口模。通常在发泡口模26内具有出料通道27，如附图5、附图22以及附图23中所示；出料通道27是与挤出机的挤出口连通，以将物料输送至从发泡口模26的挤出成型口部挤出并成型产品；本发明沿出料通道27的出料方向，进一步在出料通道27末端设有出口夹角θ以使出料通道27收缩后形成出料缝口28，并且设置所述出口夹角θ的范围为90°～150°，以此通过设置较大的出口夹角θ可有效地提高发泡口模26内外的压差，可实现进一步提高成型产品的发泡成核数量，提高产品质量。

当然，为了便于调节控制发泡口模26的出料缝口28的尺寸，通常可设置其出料缝口28的尺寸为可调节结构，并且可根据发泡口模26的形式不同，采用不同的尺寸调节范围。当然，上述出料缝口28，指的是发泡口模26上挤出成型口部的相应尺寸，具体根据发泡口模26的结构形式不同，出料缝口28对应的尺寸也对应的存在区别，如对于毛细管口模，其出料缝口28为其挤出成型口部的孔径；对于发泡平缝口模，其出料缝口28为其挤出成型口部缝隙的间隙尺寸；而对于发泡环形口模，则为其环形挤出成型口部缝隙的间隙尺寸。当然，不失一般性，发泡口模26的结构形式选取，以及相应的出料缝口28的尺寸设定等均可根据具体产品情况而选取。

另外，通常情况下，为了确保物料在发泡口模26内维持一定的温度条件，还可在发泡口模26上设置有相应的控温装置以及传感器等，具体可根据实际情况而定。

另外，不失一般性，为了分别实现对第一挤出机8和/或第二挤出机18内对应物料熔体在各特定位置的压力、温度等参数，本发明中可在第一机筒10和/或第二机筒19的相应位置处设置有对应的压力传感器以及温度传感器等监测部件实现实时监测对应的压力以及温度等参数，并可为装置的正常运行提供参考或者控制参数等。

下面以采用如下具体结构的挤出发泡装置所进行的具体实施例用于进一步说明本发明的技术方案：第一挤出机8的第一螺杆12的直径为35mm，其长径比为1:35，第一螺杆12的运行转速范围10～120转/分钟，在第一机筒10上除设置加料段循环冷却段外，在下游还设有三段加热段。第二挤出机18的第二螺杆21的直径60mm，长径比1:25。第二螺杆21的运行转速范围1-15转/分钟，并且在第二机筒19上设有五段加热段。发泡口模26可采用毛细管口模，其出料缝口28的直径可调范围为0.25～2.5mm；或采用发泡平缝口模，其出料缝口28的缝隙尺寸可调范围0.1～5mm，出料缝口28的宽度尺寸可调范围为5～10cm；或采用发泡环形口模，其环形的直径可调范围为2～10cm，出料缝口28的缝隙尺寸可调范围为0.1～5mm。

实施例1

原料为聚苯乙烯，发泡剂为超临界二氧化碳，二氧化碳注气量为5ml/min；沿挤出方向各加热段的加热温度依次设置为：第一挤出机8上：170℃、180℃、180℃，第二挤出机18上：180℃、170℃、160℃、150℃、140℃，发泡口模26温度110～140℃；第一挤出机8的螺杆转速为25转/分钟，第二挤出机18的螺杆转速为3转/分钟；采用毛细管口模，且其出料缝口28的直径为2mm。

本实施例所得聚苯乙烯发泡样条性能指标如下：泡孔直径5～40μm，泡孔密度5.0×10⁸～1.2×10⁹cells/cm³，发泡倍率10-25倍。

实施例2

原料为聚丙烯，加入成核剂为纳米二氧化硅，添加量为0.5％～2.5％(质量比)，发泡剂为二氧化碳，二氧化碳注气量为4ml/min；沿挤出方向各加热段的加热温度依次设置为：第一挤出机8上：190℃、195℃、195℃，第二挤出机18：195℃、190℃、180℃、175℃、170℃，发泡口模26温度140～170℃；第一挤出机8螺杆转速为30转/分钟，第二挤出机18的螺杆转速为2转/分钟；采用发泡平缝口模，其出料缝口28的间隙为0.5～1.5mm。

本实施例所得聚丙烯发泡片材的性能指标如下：泡孔直径20～150μm，泡孔密度6.0×10⁶～2.0×10⁸cells/cm³，发泡倍率5～12倍。

实施例3

原料为聚乙烯醇1799；加入增塑剂为水和甘油，加入交联剂为硼酸，其中增塑剂的添加量为10％～30％(质量比)，交联剂的添加量为0.25～2％(质量比)，发泡剂为二氧化碳，二氧化碳注气量2.5ml/min；第一挤出机8上的循环冷却段16内加入温度为50℃左右的循环冷却液，沿挤出方向各加热段的加热温度依次设置为：第一挤出机8上：170℃、180℃、180℃，挤第二出机18：180℃、175℃、170℃、160℃、150℃，发泡口模26温度105～140℃；第一挤出机8的螺杆转速为15转/分钟，第二挤出机18的螺杆转速为2转/分钟；采用发泡环形口模，出料缝口28的间隙为0.75～2mm。

本实施例所得聚乙烯醇发泡膜材的性能指标如下：泡孔直径15～80μm，泡孔密度4.5×10⁷～4.0×10⁸cells/cm³，发泡倍率6～17倍。

实施例4

原料为聚乙烯醇1797和聚乳酸共混，共混质量比为60:40，增塑剂为甘油，发泡剂为二氧化碳，其中增塑剂添加量为5～15％(质量比)，二氧化碳注气量3ml/min；第一挤出机8上的循环冷却段16内加入温度为70℃左右的循环冷却液，沿挤出方向各加热段的加热温度依次设置为：第一挤出机8上：170℃、175℃、175℃，第二挤出机18上：175℃、170℃、165℃、160℃、150℃，发泡口模26温度120～140℃；第一挤出机8的螺杆转速为15转/分钟，第二挤出机18的螺杆转速为3转/分钟；采用毛细管口模，且其出料缝口28的直径为0.5～2mm。

本实施例所得聚乙烯醇和聚乳酸共混泡沫样条的性能指标如下：泡孔直径20～80μm，泡孔密度8.0×10⁷～6.5×10⁸cells/cm³，发泡倍率8～15倍。

实施例5

原料为低密度聚乙烯，成核剂为滑石粉，滑石粉的添加量为1％～10％(质量比)，发泡剂为氮气，氮气注气量为1ml/min；沿挤出方向各加热段的加热温度依次设置为：第一挤出机8上：160℃、165℃、165℃，第二挤出机18上：165℃、160℃、155℃、150℃、145℃，发泡口模26温度140～130℃；第一挤出机8的螺杆转速为25转/分钟，第二挤出机18的螺杆转速为1.5转/分钟；采用毛细管口模，且其出料缝口28的直径为0.25～1mm。

本实施例所得低密度聚乙烯发泡样条的性能指标如下：泡孔直径10～120μm，泡孔密度6.0×10⁵～9.5×10⁶cells/cm³，发泡倍率1.5～8倍。

实施例6

原料为聚砜，发泡剂为二氧化碳，二氧化碳注气量为3ml/min；沿挤出方向各加热段的加热温度依次设置为：第一挤出机8上：290℃、310℃、320℃，第二挤出机18上：320℃、310℃、300℃、290℃、280℃，发泡口模26温度200～300℃；第一挤出机8的螺杆转速为15转/分钟，第二挤出机18的螺杆转速为5转/分钟；采用毛细管口模，且其出料缝口28的直径为0.75～2mm。

本实施例所得聚砜发泡样条的性能指标如下：泡孔直径25～200μm，泡孔密度1.0×10⁵～2.0×10⁶cells/cm³，发泡倍率2～6倍。

Claims (10)

1.挤出发泡装置用螺杆，沿螺杆的挤出方向在螺杆上设有进料端和出料端，其特征在于：在进料端和出料端之间设有与挤出发泡装置上的注气口(1)对应的注气段(2)；在注气段(2)内的螺杆的周向间隔地设置有多个螺棱(3)；沿螺杆的周向，在相邻两个螺棱(3)之间形成过料槽(4)。

2.如权利要求1所述的挤出发泡装置用螺杆，其特征在于：沿螺杆的周向，所述螺棱(3)被间隔均匀地设置；每个螺棱(3)所占范围与每个过料槽(4)所占范围之比为0.5-2倍。

3.如权利要求1所述的挤出发泡装置用螺杆，其特征在于：沿螺杆的径向，所述螺棱(3)呈矩形或平行四边形。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的挤出发泡装置用螺杆，其特征在于：沿螺杆的挤出方向，所述螺杆依次包括加料段(5)、屏蔽输送段(6)和螺棱混合段(7)；所述注气段(2)设置于螺棱混合段(7)内靠近屏蔽输送段(6)一端的第一段螺棱位置。

5.挤出发泡装置，包括第一挤出机(8)和注气设备(9)，所述第一挤出机(8)包括第一机筒(10)，在第一机筒(10)内具有第一挤出通道(11)，在第一挤出通道(11)内设置有第一螺杆(12)，在第一机筒(10)上设置有分别与第一挤出通道(11)连通的第一进料口(13)、第一挤出口(14)和注气口(1)，其特征在于：所述第一螺杆(12)为上述权利要求1至4中任意一项所述的挤出发泡装置用螺杆，并且所述第一进料口(13)与第一螺杆(12)上进料端对应，所述第一挤出口(14)与第一螺杆(12)的出料端对应，所述注气口(1)与第一螺杆(12)上的注气段(2)对应；所述注气设备(9)通过注气管路(15)与注气口(1)相连。

6.如权利要求5所述的挤出发泡装置，其特征在于：所述注气口(1)设置有多个，多个注气口(1)在第一机筒(10)上沿第一螺杆(12)的周向间隔分布。

7.如权利要求5所述的挤出发泡装置，其特征在于：在第一机筒(10)上设置有循环冷却段(16)，在循环冷却段(16)内设置有冷却液流道(17)，所述循环冷却段(16)与第一螺杆(12)上的加料段(5)对应。

8.如权利要求5所述的挤出发泡装置，其特征在于：还包括第二挤出机(18)，所述第二挤出机(18)包括第二机筒(19)，在第二机筒(19)内具有第二挤出通道(20)，在第二挤出通道(20)内设置有第二螺杆(21)，在第二机筒(19)上设置有分别与第二挤出通道(20)连通的第二进料口(22)和第二挤出口(23)；所述第二挤出机(18)与第一挤出机(8)串联，第一挤出机(8)上的第一挤出口(14)与第二挤出机(18)上的第二进料口(22)对应连通；在第二挤出机(18)上的第二挤出口(23)处设置有发泡口模(26)。

9.如权利要求8所述的挤出发泡装置，其特征在于：所述第二螺杆(21)包括有分散混合段(36)，在分散混合段(36)部分的第二螺杆(21)上沿其轴向依次设置有非等距分段的分散螺纹段(24)；相邻两段分散螺纹段(24)之间位于后一段分散螺纹段(24)内的螺纹(25)起始于前一段分散螺纹段(24)内的两条螺纹(25)之间。

10.如权利要求9所述的挤出发泡装置，其特征在于：所述发泡口模(26)为毛细管口模、发泡平缝口模或发泡环形口模；在发泡口模(26)内具有出料通道(27)，沿出料通道(27)的出料方向，在出料通道(27)末端设有出口夹角θ以使出料通道(27)收缩后形成出料缝口(28)，所述出口夹角θ的范围为90°～150°；所述出料缝口(28)的缝隙宽度可调；所述第一螺杆(12)和第二螺杆(21)的螺杆直径比为1:1.25～1:3；第一螺杆(12)的转速范围为10～150转/分钟，第二螺杆(21)的转速范围为1～30转/分钟，并且第一螺杆(12)与第二螺杆(21)的转速比范围为1:5～1:50。