CN109843540A - 能量传递螺杆和改进的挤出过程 - Google Patents

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Abstract

通过用能量传递(ET)螺杆装备单筒挤出机，在所述挤出机中加工包括聚合物，例如聚乙烯，和过氧化物的可熔融固体可交联组合物获得较低的排放温度和改进的流动速率，所述螺杆包括：(1)ET部分，其距离平均ET部分深度为所述挤出机筒内径的8.0％至10％，以及(2)计量部分，其计量部分深度为所述挤出机筒内径的6.0％至8％。

Description

能量传递螺杆和改进的挤出过程
技术领域
本发明涉及塑料材料的挤出。一方面，本发明涉及一种能量传递螺杆，而另一方面，本发明涉及一种使用能量传递螺杆的挤出方法。
背景技术
挤出机和使用挤出机挤出塑料材料的方法是本领域熟知的。USP 4,405,239教导一种单螺杆挤出机，其将螺杆可旋转地容纳在圆柱形筒中，用于塑化或熔融固体塑料材料。螺杆具有进料端和排料端，并且在进料端和排料端之间实现新的混合部分。
USP 6,599,004教导一种挤出机螺杆，其包括分成连续屏障部分的能量传递部分，其中由第一螺纹形成的通道被第二螺纹分成至少两个子通道。螺纹外径差的比率与相邻的屏障部分的长度比大致成反比。
USP 9,156,201教导一种单螺杆挤出机，其包括：圆筒，其包括过渡区和连接到过渡区的均化区；以及螺杆，其可旋转地支撑在圆筒中并且在均化区中具有至少两个连续的位移部分，其在输送方向上的第二位移部分被设计为剪切部分。
与非能量传递螺杆设计相比，传统的能量传递螺杆设计通常为塑料材料提供改进的流动速率和更低的排放温度。然而，即使这种设计在流动速率增加时也会增加排放温度。当然，这在含过氧化物的组合物(例如用于制造电力电缆的组合物)中存在问题，因为高温可以激活过氧化物，从而导致焦化。
用于配电和传输应用的电力电缆由国际电工委员会分类为低压(小于1kV)，中压(1kV至30kV)，高压(30kV以上至150kV)和超高压(150kV以上)。中压至超高压电缆芯由三重挤出工艺制成，其中导体涂有含过氧化物的聚烯烃组合物，所述组合物针对以下层设计：半导电导体屏蔽、电绝缘(最厚的聚合物层)和半导电绝缘屏蔽。聚合化合物的挤出通常在低于140℃(优选135℃或更低)的温度下进行，以防止过早交联(“焦化”)，并且涂覆的导体随后通过在高达约300℃的温度下操作的连续硫化管，其中过氧化物完全分解以使聚合物交联。绝缘厚度随电压等级增加，例如，从5mm(针对69kV电缆)到27mm(针对400kV电缆)。
发明内容
在一个实施例中，本发明是用于单螺杆挤出机的能量传递(ET)螺杆，所述挤出机包括具有内径的挤出机筒，所述螺杆包括：
(1)ET部分，其距离平均ET部分深度为所述挤出机筒内径的8.0％至10.0％，以及
(2)计量部分，其计量部分深度为所述挤出机筒内径的6.0％至8.0％。
在一个实施例中，挤出机包括在所述能量传递部分的整个长度上相同的多个屏障间隙。在一个实施例中，挤出机包括在所述能量传递部分的整个长度上减少的多个屏障间隙。
在一个实施例中，本发明是在单螺杆挤出机中熔融和挤出可交联组合物的方法，所述挤出机包括能量传递(ET)螺杆和具有内径的筒，所述螺杆可旋转地安装在筒内，所述方法包括以下步骤：
(A)将可熔性固体可交联组合物馈入挤出机中；
(B)旋转挤出机筒内的螺杆；和
(C)随着组合物因螺杆旋转移动通过挤出机，使挤出机内的固体可交联组合物熔融；螺杆包括：
(1)ET部分，其距离平均ET部分深度为挤出机筒内径的8.0％至10.0％，以及
(2)计量部分，其计量部分深度为挤出机筒内径的6.0％至8.0％。
在一个实施例中，可交联组合物包含自由基引发剂。在一个实施例中，自由基引发剂是过氧化物。
附图说明
图1是USP 4,405,239的图1中所示的螺杆结构的局部示意图。
图2是USP 4,405,239的图2中所示的螺杆结构的局部示意图。
图3是报告DFDA-1216 NT LDPE树脂(不具有过氧化物和任何其它添加剂)的依赖于温度的复数粘度的曲线图。
图4是报告ENGAGE-PP树脂共混物(不具有过氧化物和任何其它添加剂)的依赖于温度的复数粘度的曲线图。(91.0wt％ENGAGETM8200树脂、9.0wt％Braskem FF018F PP)。
图5是报告在135℃的温度下DFDA-1216 NT和ENGAGE-PP树脂共混物(不具有过氧化物和任何其它添加剂)(91.0wt％ENGAGETM 8200树脂、9.0wt％Braskem FF018F PP)的复数粘度的曲线图。
图6是报告对于DFDA-1216 NT LDPE树脂来说本发明的ET螺杆和双螺纹Maddock螺杆的性能比较的曲线图。
图7是报告对于ENGAGE-PP共混物来说本发明的ET螺杆(红色方块)和双螺纹Maddock螺杆(蓝色菱形)的性能与对于POE1-PP共混物来说本发明的ET螺杆(绿色三角形)的性能的比较的曲线图。
图8是报告对于ENGAGE-PP共混物来说本发明的ET螺杆(红色方块)和双螺纹Maddock螺杆(蓝色菱形)以及对于POE1-PP共混物来说本发明的ET螺杆(绿色三角形)的性能的比较的曲线图。
具体实施方式
定义
为了美国专利实践的目的，任何提及的专利、专利申请或公开案的内容，特别是关于各定义的公开内容(限度是不能与本公开中具体提供的任何定义不一致)、螺杆的描述和本领域的一般知识，通过全文引用的方式并入(或其等效美国版本也如此通过引用并入)。
本文公开的数值范围包括下限值到上限值的所有值，并且包括所述下限值和上限值。对于含有确切值(例如1或2；或3到5；或6；或7)的范围，包含任何两个确切值之间的任何子范围(例如1到2；2到6；5到7；3到7；5到6等)。
术语“包含”、“包括”、“具有”和其衍生词并不打算排除任何另外组分、步骤或程序的存在，无论所述组分、步骤或程序是否具体地公开。为了避免任何疑问，除非相反地陈述，否则通过使用术语“包含”所要求的所有组合物可以包括任何另外的添加剂、佐剂或化合物，无论聚合或以其它方式。相比之下，术语“基本上由......组成”从任何随后列举的范围中排除任何其它组分、步骤或程序，除对操作性来说并非必不可少的那些之外。术语“由......组成”排除没有具体叙述或列出的任何组分、步骤或程序。除非另有说明，否则术语“或”是指单独列出的成员以及在任何组合中列出的成员。单数形式的使用包括复数形式的使用，并且反之亦然。
除非相反地陈述，从上下文暗示或本领域的惯例，否则所有份数和百分数都按重量计，并且所有测试方法都是截至本公开的提交日期最新的。
“基于乙烯的聚合物”和类似术语是指含有按聚合物总重量计的聚合形式的衍生自乙烯的单元的主要重量百分比的聚合物。基于乙烯的聚合物的非限制性实例包含低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、中等密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)，以及官能化聚乙烯，例如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)等。
如用于描述聚合组合物的“可熔”和类似术语意味着通过施加热和/或由机械混合产生的剪切力，组合物可以从固体变为粘性液体。在挤出的情况下，可熔性组合物是如下组合物，如果以固体形式馈入挤出机中，由于组合物在从馈入部分到计量部分移动通过挤出机时受到的热和剪切力，其将改变并且以粘性液体形式离开挤出机。
如用于描述聚合组合物的“可交联的”和类似术语意味着组合物未交联并且未经受或暴露于已诱导大量交联的处理，尽管所述组合物包含添加剂或官能性，其在经受或暴露于这类处理(例如暴露于活化的自由基引发剂，例如过氧化物)时引起、促进或实现显著的交联。
如用于描述聚合组合物的“交联的”和类似术语意味着组合物已经受或暴露于诱导交联的处理(例如已经暴露于活化的自由基引发剂，例如过氧化物)。
如用于描述聚合组合物的“粘性”和类似术语意味着组合物表现出粘稠流体流动，与水性流体流动相反。用于本发明实践的聚合组合物以足够的粘度离开挤出机，使得其可以成形为各种结构，例如膜、模塑部件等。
“距离平均ET部分深度”和类似术语意味着能量传递部分上的总通道深度与能量传递部分的总通道长度的比率。
“计量部分深度”和类似术语意味着计量部分长度上的计量通道深度。
能量传递(ET)螺杆
图1是USP 4,405,239的图1中所示的螺杆结构的局部示意图。图2是USP 4,405,239的图2中所示的螺杆结构的局部示意图。在一个实施例中，本发明的ET螺杆是USP 4,405,239的图2中描述的ET螺杆的修正。
在图1中，单螺杆挤出机包括可旋转地安装在圆柱形筒2内的螺杆1和安装在挤出机进料端的筒2的开口中的料斗3。螺杆1具有至少一个螺旋螺纹4，其与筒2的最小间隙整体地安装或形成在其芯1a上。螺纹4形成围绕螺杆1的芯1a径向延伸的螺旋通道5。在下文中，围绕芯1a的螺纹4的匝数将简称为“匝”。一匝螺纹4之间的轴向距离称为“螺距”。通道5的深度、螺纹4的匝数、螺纹4沿螺杆1的螺距和宽度可以变化，并且其沿螺杆1的实际值恒定和变化，将随螺杆1的使用者的特定要求和需要而变化。
球粒、碎片、粉末或薄片形式的固体塑料材料6或材料混合物通过料斗3馈入通道5。通道5中的固体塑料材料6通过螺杆1的旋转施加的力沿着通道5行进时被压实成固体塞或固体床7。当固体床7沿着通道5行进时，固体床7主要与加热筒2接触熔融，并且熔融塑料材料通过推进螺纹4的擦拭作用收集到熔融物池8中。随着固体床7逐渐熔融，熔融物池8沿着通道5逐渐增加，最终朝向排料端占据整个通道5。
通过螺杆1的结构特征实现固体和熔融塑料的有效混合，用于将固体床7破碎成小块，并且通过螺杆1的旋转施加的自然力将固体床7的小块混合到熔融物池8中。
在图2A中表示沿螺杆1的位置，所述位置位于通过料斗3的螺杆1长度的约三分之一到三分之二处，其中通道5含有约5％至50％的固体塑料材料，其余部分是熔融塑料材料。在A处，通道5朝向进料端的一半(在下文中称为前半通道)开始逐渐减小其深度，而通道5朝向排料端的另一半(在下文中称为后半通道)逐渐开始增加其深度。在距离A朝向排料端的一匝的约一半的B处，前半通道达到其最小深度，所述最小深度相当于或大于固体塑料材料的个别组件的尺寸但不小于约0.030英寸，而后半通道达到其最大深度，所述最大深度可与漏斗3下的通道5的深度相当或更小。A和B之间的这类结构特征导致在A处存在的基本上全部量的固体床7以及熔融物池8的主要部分进入B处的后半通道并且允许主要熔融塑料材料通过B处的前半通道。
第二螺纹10基本上平行于螺纹4并且与筒2具有相当但不小于B处的前半通道的深度的大间隙，在B处起源，从通道5的底板上升并且将通道5划分成两个子通道，对应于前半通道的前部子通道11和对应于后半通道的后部子通道12。第二螺纹10的宽度可以与螺纹4的宽度相同或不同。尽管不是优选的，但也可以在A处起源第二螺纹10。前部子通道11的深度在B处开始逐渐增加，在C处达到最大值，其在距离B朝向排料端的一匝的约一半处，而后部子通道12的深度在B处开始减小，在C处达到最小值。C处的前部子通道11的深度与料斗3下的通道5的深度相当或更小，并且其可以是与B处的后半通道的深度相同或不同。C处的后部子通道12的深度相当于或大于固体塑料材料的个别部件的尺寸，但不小于约0.030英寸，并且其可以与B处的前半通道的深度相同或不同。通道深度的逐渐增加和减少的性质可以是线性的、周期性的或任何其它类型，只要所述变化是渐进的。第二螺纹10的间隙可以在B和C之间保持恒定或逐渐变化。
前部子通道11和后部子通道12横跨第二螺纹10的组合横截面积可以保持恒定或有意地沿着从B到C的螺旋通道改变，从而引起塑料材料的随机流动模式以更好地混合。B和C之间的这类结构特征由螺杆1的旋转所施加的力引起，大部分塑料材料(固体和熔融的)从后部子通道12流过第二螺纹10移动到前部子通道11中。固体床7在从后部子通道12经第二螺纹10移动到前部子通道11时，将被分解成小块并且与熔融塑料材料混合，从而大大增加从熔融塑料材料到固体塑料材料的热传递。由第二螺纹10施加到塑料材料上的剪切功的量取决于第二螺纹10的宽度，尤其是间隙。
第二螺纹10转化成C处的螺纹4，而螺纹4转化成D处的第二螺纹10，D位于螺纹4上，基本上横跨C朝向排料端。前部子通道11的最大深度保持在C和E之间，E位于从C到排料端的约一半到优选一匝处。C和D处的螺纹的独特转化以及C和E之间的结构特征使得螺杆1在D处的几何形状与B处的几何形状基本相同。B和D之间的结构特征以基本相同的方式在D和F之间重复，使收集在前部子通道11中的大部分塑料材料(固体和熔融物)通过螺杆1的旋转施加的力再次移动回到后部子通道12。塑料材料向自然运动的相反方向的运动需要在传递子通道中积累高压力，并且高压力会导致不希望的热量积聚和螺杆1的泵送能力降低。B和D之间的结构特征可以与F和G之间所期望基本上相同地方式重复多次。前部子通道11和后部子通道12的深度以及第二螺纹10的间隙在每个重复循环中可以与B和D之间使用的那些不同，以实现螺杆1的最佳混合和熔融功能。第二螺纹10终止于G，并且前部子通道11和后部子通道12通过逐渐地将其深度改变为H处的公共深度而合并成为单个通道，H位于从G朝向排料端约一半到一匝的位置。第二螺纹10可以存在于G和H之间，终止于H。通道5的深度通常从H到螺杆1的末端保持恒定。
如USP 6,599,004中要求的挤出机螺杆的发明人所述，并且他也是USP 4,405,239，中要求的挤出机螺杆的共同发明人，USP′239的图2和3显示位于锥形部分A的末端与部分H的开头之间的传递部分，以及位于部分H的开头到螺杆1的末端的计量部分。能量传递部分具有屏障螺纹，其在螺杆通道内形成子通道。螺杆通过交替使用哪个螺纹作为擦拭螺纹允许固体颗粒和熔融物池在单一方向上流动-具有最小桶间隙的螺纹将材料移向进料端。每个子通道的深度如现有技术那样变化，从而促进材料从一个子通道流向另一个子通道。这种深度变化发生在子通道的整个长度上。随着一个子通道中的深度增加，另一个子通道的深度减小-这是在螺杆的能量传递部分的整个长度上重复的模式。另外，螺纹的间隙相对于子通道深度的变化而中断，以增加上文所述的回流。在通道的深度反转的点处，螺纹直径也反转，使得擦拭螺纹的间隙减小，使得擦拭螺纹成为屏障螺纹，并且屏障螺纹的间隙增大，使得屏障螺纹成为擦拭螺纹。螺纹反转或转化的点是屏障部分的开始。螺纹间隙不以子通道深度的波状方式变化。相反，从擦拭螺纹的最小筒间隙快速下降到屏障螺纹的较小间隙，反之亦然。更下游发生另一次反转，定义另一个屏障部分，并且螺纹恢复其原始功能。这些螺纹反转或转化发生在能量传递部分的整个长度上。
USP′239还公开了在长度和屏障间隙方面都相同的屏障部分，即擦拭螺纹和屏障螺纹之间的间隙在整个螺杆的能量传递部分是恒定的，使得可以通过子通道之间的颗粒的尺寸在螺杆的能量传递部分的整个长度上是恒定的。恒定长度和间隙部分在促进导电熔融方面具有固有的局限性，因为在促进混合的同时，恒定的间隙和长度允许相同尺寸的材料通过，而不管其在能量传递部分中的位置如何。通过改变能量传递部分的长度和间隙可以改善熔融物的精炼或分散，从而仅允许越来越小的颗粒沿着螺杆的长度移动，这在一个层面上通过USP′004的挤出机螺杆的设计实现。
在一个实施例中，本发明的ET螺杆是USP 6,599,004的图2中所述的ET螺杆的修正。USP 4,405,239的图2的ET螺杆与USP 6,599,004的图2的ET螺杆之间的主要差异在于能量传递部分的整个长度上的屏障间隙。在USP 4,405,239的螺杆中，屏障间隙在能量传递部分的整个长度上基本上是恒定的，而在USP 6,599,004的螺杆中，屏障间隙在能量传递部分的整个长度上逐渐减小。
在一个实施例中，本发明的ET螺杆是USP′239的图2中描述的ET螺杆，其中ET部分具有(1)距离平均ET部分深度为挤出机筒内径的8.0％至10.0％，和(2)计量部分深度为挤出机筒内径的6.0％至8.0％。在一个实施例中，本发明的ET螺杆是USP′004的图2中描述的ET螺杆，其中ET部分具有(1)距离平均ET部分深度为挤出机筒内径的8.0％至10.0％，和(2)计量部分深度为挤出机筒内径的6.0％至8.0％。这些深度允许ET螺杆在较低排放温度下并且以相对于除了距离平均ET部分深度和计量部分深度之外在所有方面类似的ET螺杆的显著的速率改进，加工可熔性固体可交联组合物。
可熔性固体可交联组合物
可用于本发明实践的组合物是可熔性可交联聚合物固体。固体的形状可以根据方便而变化，包括但不限于球料、颗粒、粉末和薄片。固体的尺寸也可以根据方便而变化，通常在0.5毫米(mm)至5mm范围内。
尽管可用于本发明实践的可熔性固体可交联组合物可以包含任何可交联聚合物，但本发明的ET螺杆特别适用于加工聚烯烃，特别是基于乙烯的聚烯烃。聚烯烃聚合物包括聚烯烃均聚物和互聚物。聚烯烃均聚物的实例是乙烯和丙烯的均聚物。聚烯烃互聚物的实例是乙烯/α-互聚物和丙烯/α-烯烃互聚物。α-烯烃优选是C3-20直链、支链或环状α-烯烃(对于丙烯/α-烯烃互聚物，乙烯被认为是α-烯烃)。C3-20α-烯烃的实例包括丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯以及1-十八烯。α-烯烃也可以含有环状结构，如环己烷或环戊烷，产生如3-环己基-1-丙烯(烯丙基环己烷)和乙烯基环己烷的α-烯烃。尽管不是术语传统意义上的α-烯烃，但出于本发明的目的，如降冰片烯和相关烯烃的某些环烯烃为α-烯烃并且可以用于代替上文所述的α-烯烃中的一些或全部。类似地，出于本发明的目的，苯乙烯和其相关烯烃(例如α-甲基苯乙烯等)为α-烯烃。说明性聚烯烃共聚物包括乙烯/丙烯、乙烯/丁烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-辛烯、乙烯/苯乙烯等。说明性的三元共聚物包括乙烯/丙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/丁烯、乙烯/丁烯/1-辛烯和乙烯/丁烯/苯乙烯。所述共聚物可以是无规共聚物或嵌段共聚物。
聚烯烃还可以包含一个或多个官能团，如不饱和酯或酸，并且这些聚烯烃是众所周知的并且可以由常规高压技术来制备。不饱和酯可以是丙烯酸烷酯、甲基丙烯酸烷酯或羧酸乙烯酯。烷基可以具有1至8个碳原子以及优选地具有1至4个碳原子。羧酸酯基可以具有2至8个碳原子以及优选地具有2至5个碳原子。归因于酯共聚单体的共聚物部分可以在以共聚物的重量计1至50重量％的范围内。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的实例为丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。羧酸乙烯酯的实例为乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯。不饱和酸的实例包括丙烯酸或顺丁烯二酸。
适用于本发明实践的更具体实例包括但不限于极低密度聚乙烯(VLDPE)(例如陶氏化学公司制备的FLEXOMERTM乙烯/1-己烯聚乙烯)；均匀支化、线性乙烯/α-烯烃共聚物(例如三井石油化学有限公司(Mitsui Petrochemicals Company Limited)的TAFMERTM和埃克森化学公司(Exxon Chemical Company)的EXACTTM)；均匀支化、基本上线性的乙烯/α-烯烃聚合物(例如，可购自陶氏化学公司的AFFINITYTM和ENGAGETM聚乙烯)；以及如USP 7,355,089中所描述的烯烃嵌段共聚物(例如，可购自陶氏化学公司的INFUSETM)。特别适用于本发明实践的聚烯烃是均匀支化的线性和基本上线性的乙烯共聚物。基本上线性的乙烯共聚物更完整地描述在USP 5,272,236、5,278,272和5,986,028中。
适用于本发明实践的聚烯烃还包括丙烯、丁烯和其它基于烯烃的共聚物，例如包含大部分衍生自丙烯的单元和少数衍生自另一种α-烯烃(包括乙烯)的单元的共聚物。适用于本发明实践的示例性丙烯聚合物包括可以从陶氏化学公司获得的VERSIFYTM聚合物和可以从埃克森化学公司获得的VISTAMAXXTM聚合物。
在一个实施例中，固体可交联组合物包含自由基引发剂。适合自由基引发剂包括但不限于二烷基过氧化物和二过氧缩酮引发剂。这些化合物描述在《化学技术百科(Encyclopedia of Chemical Technology)》，第三版，第17卷，第27页-第90页(1982)中。两种或更多种自由基引发剂的混合物也可以一起用作自由基引发剂。另外，自由基可以由剪切能、热或辐射形成。
在二烷基过氧化物的组中，适合自由基引发剂的非限制性实例为：过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁基异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)-己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔戊基过氧基)-己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己炔-3，2，5-二甲基-2，5-二(叔戊基过氧基)己炔-3，α，α-二[(叔丁基过氧基)-异丙基]苯、过氧化二叔戊基、1，3，5-三-[(叔丁基过氧基)]苯、1，3-二甲基-3-(叔丁基过氧基)丁醇、1，3-二甲基-3-(叔戊基过氧基)丁醇，以及这些引发剂中两种或更多种的混合物。
在二过氧缩酮引发剂组中，适合自由基引发剂的非限制性实例包括：1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-二(叔丁基过氧基)环己烷、4,4-二(叔戊基过氧基)戊酸正丁酯、3，3-二(叔丁基过氧基)丁酸乙酯、2，2-二(叔戊基过氧基)丙烷、3，6，6，9，9-五甲基-3-乙氧基羰基甲基-1，2，4，5-四氧杂环壬烷、4，4-双(叔丁基过氧基)戊酸正丁酯、3，3-二(叔戊基过氧基)丁酸乙酯和两种或多种这些引发剂的混合物。
存在于组合物中的自由基引发剂的量可以随着足以提供期望的交联范围的最小量而变化。基于可交联聚合物的重量，自由基引发剂的最小量通常为至少0.02重量％，或至少0.05重量％，或至少0.1重量％。组合物中自由基引发剂的最大量可以变化，且其通常由如成本、效率和所期望的交联程度等因素决定。基于可交联聚合物的重量，最大量通常小于20重量％，或小于15重量％，或小于10重量％。
用于本发明实践的组合物可任选地含有添加剂和/或填料。代表性添加剂包括但不限于抗氧化剂、加工助剂、着色剂、紫外线稳定剂(包括UV吸收剂)、抗静电剂、成核剂、助滑剂、增塑剂、润滑剂、粘度控制剂、增粘剂、防粘连剂、表面活性剂、增量油、除酸剂和金属钝化剂。这些添加剂通常以常规方式和常规量使用，例如基于组合物的总重量，0.01重量％或更少至10重量％或更多。填料的用量可以大于10重量％。
熔融和挤出过程
本发明的ET螺杆以与已知ET螺杆相同的方式和相同的设备使用。本发明的ET螺杆设计用于并且安装在单筒挤出机中，并且挤出机以已知的方式和在已知条件下操作。将可熔性固体可交联组合物馈入到挤出机的进料部分中，经受加热并且当螺杆移动通过挤出机时螺杆旋转产生的剪切力作用在组合物上，并且最终以粘性液体形式从挤出机中排出。通常热量通过挤出机筒壁从外部热源(例如热夹套)传导到组合物。操作条件将随组合物而变化，并且这些条件通常使得组合物直到其开始离开挤出机之前都不会经历任何显著交联。
通过以下非限制性实例进一步描述本发明。
具体实施例
测试方法
根据ASTM D792，方法B对密度进行测量。结果记录为克(g)/立方厘米(g/cc或g/cm3)。
聚乙烯的熔融指数(MI)测量根据ASTM D1238，条件190℃/2.16千克(kg)重量(先前称为“条件E”并且也称为I2)进行，并且以每10分钟洗脱的克数报告。
对于基于丙烯的聚合物，熔体流动速率(MFR)测量根据ASTM D1238，条件230℃/2.16千克(kg)重量进行，并且以每10分钟洗脱的克数报告。
材料
DFDA-1216 NT LDPE是低密度聚乙烯，密度为0.92g/cc，并且熔融指数为2.3g/10min，并且可以从陶氏化学公司获得。
ENGAGETM 8200聚烯烃弹性体是乙烯-辛烯共聚物，其密度为0.870g/cc，并且熔融指数为5g/10min，并且可以从陶氏化学公司获得。
POE1是一种乙烯/1-辛烯聚烯烃弹性体，其熔融指数(I2)为4.8g/10min，并且密度为0.872g/cm3，其由美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司制备。
POE2是一种乙烯/1-辛烯聚烯烃弹性体，其熔融指数(I2)为3.0g/10min，并且密度为0.875g/cm3，其由美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司制备。
LDPE 662I是低密度聚乙烯，密度为0.919g/cc，并且熔融指数为0.47g/10min，并且可以从陶氏化学公司获得。
BRASKEM FF018F是均聚物聚丙烯(PP)，熔体流动速率为1.8g/10min，可以从Braskem USA获得。
NORDELTM 3722 EL是乙烯-丙烯-二烯橡胶，密度为0.870g/cc并且在125℃下的门尼粘度为18MU，并且是从陶氏化学公司获得。
高LCB EO弹性体是长链支化的乙烯-辛烯共聚物(来自陶氏案例号78288和78287的样品S3)，密度为0.888g/cc，并且熔融指数为1.7g/10min。
高LCB EP弹性体是长链支化乙烯-丙烯共聚物(来自陶氏案例号78288和78287的样品S2)，密度为0.890g/cc，并且熔融指数为1.5g/10min。
在实例1-3中使用两种树脂体系。第一种树脂是DFDA-1216 NT LDPE。第二树脂体系是91重量％ENGAGETM 8200和9重量％PP或91重量％POE1和9重量％PP的共混物。通过在远高于两种聚合物熔点的温度下共混来制备这些共混物。这些共混物组合物称为ENGAGE-PP树脂(如果用具有ENGAGETM 8200树脂制备)或POE1-PP树脂(如果用POE1制备)。ENGAGE-PP共混物或POE1-PP共混物使用COPERIONTMW&P ZSK-30mm的同向旋转，啮合双螺杆与水下造粒机挤出得到。对于ENGAGE-PP共混物，ZSK-30mm在13.6kg/h馈入速率，122到124rpm螺杆速度，20/325/200/100/20网筛和针对5个筒区和模具140℃/140℃/150℃/165℃/165℃/176.67℃设定温度下操作。对于POE1-PP共混物，ZSK-30mm在11.3kg/h馈入速率，175rpm螺杆速度、20/325/200/100/20网筛和针对5个筒区和模具140℃/140℃/150℃/165℃/135℃/93.3℃设定温度下操作。在两种情况下，桶#1处的氮气吹扫设定为0.42Nm3/h。
这些树脂体系的温度依赖性复数粘度在图3和4中提供(蓝色菱形为120℃；红色正方形为135℃；并且绿色三角形为150℃)。图5显示树脂体系在135℃下的复数粘度(红色正方形是DFDA-1216 NT；蓝色菱形是ENGAGETM-PP)。
实例1(比较实例)：根据戴维斯-标准(DS)挤出机的双螺纹Maddock螺杆的性能数 据
使用2.5英寸直径双螺纹Maddock螺杆挤出聚合物树脂。D-S挤出机的几何形状为：螺杆的长度比直径(L/D)比为26(从螺杆螺纹开始到螺杆尖端测量)或24(从对应于进料壳体末端的螺杆位置到螺杆尖端测量)。螺杆由5个基本部分构成。5个基本部分如下：(1)5.6直径长恒定深度进料部分，深度为0.500英寸(12.7mm)，(2)4.2直径过渡部分，(3)11.8直径长第一计量部分，恒定通道深度为0.150英寸(3.81mm)，(4)轴向Maddock混合器(长度为2.2倍直径)，和(5)第二计量通道，长度为2.5倍直径，并且深度为0.166英寸(4.216mm)。进料部分、过渡部分和第一计量部分的引线长度为3.5英寸(88.9mm)。第二计量部分的引线长度为2.3英寸(58.42mm)。进料部分的前2.8个直径，第一计量部分的最后1.4个直径并且第二计量部分是单螺纹的。螺杆的所有其它部分都是双螺纹的。单螺纹区域的螺纹宽度为0.25英寸(6.35mm)，并且双螺纹部分中的螺纹宽度为0.12英寸(3.048mm)。
聚合物或共混物的挤出评价在2.5英寸挤出机上，使用双螺纹Maddock螺杆和20/40/60/20筛网(所有五个区域、头部和模头的设定温度为115.6℃)进行。螺杆速度在25rpm到100rpm范围内。通过在手持式热电偶(高温计)的探针离开模具时将其浸没在熔融聚合物中来测量熔体排放温度。这一参数是剪切-加热普遍度的一个量度。
表1中报告使用双螺纹Maddock螺杆的DFDA-1216 NT树脂的性能。如这个表中所示，排放压力和排放温度如所预期随着螺杆速度的增加而增加。在给定的每分钟转数(kg/(h rpm))下每小时0.76至0.88kg范围内的比操作速率表明螺杆的计量通道中存在正轴向压力梯度。计算出的比旋转速率为1kg/(h rpm)。
表1：D-S挤出机上对于DFDA-1216 NT LDPE树脂来说双螺纹Maddock螺杆的实验性能
性能特征 25rpm 50rpm 75rpm 100rpm
速率，kg/h 19.1 39.5 63.1 88.5
比速率，kg/(h rpm) 0.76 1.74 1.86 0.88
压力(区域5)，MPa 8.4 10.3 12.8 15.2
排放压力(破碎板)，MPa 8.6 10.7 12.1 13.1
压力(模头)，MPa 4.6 5.5 6.2 6.6
排放温度，℃ 123.9 133.9 140.0 147.8
筒温度设定，℃ 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6
电机电流，满载％ 8 20 34 49
比能量，J/g 141 340 542 743
在基本相同的条件下收集ENGAGE-PP共混物的类似工艺数据。表2中提供了具有这种树脂体系的双螺纹螺杆的性能。在介于25与100rpm之间的螺杆速度下，在双螺纹计量通道中计算的平均剪切速率在22至87l/s范围内。如图5所示，ENGAGE-PP共混物比DFDA-1216NT树脂显著更粘稠。在所有螺杆速度下，ENGAGE-PP共混物的测量挤出物温度高于DFDA-1216 NT树脂的测量挤出物温度，并且在高于25rpm的螺杆速度下，前者的挤出物温度超过在含过氧化物的组合物挤出期间使任何交联降到最低所需的最大可接受温度135℃(275°F)。因此，这种双螺纹Maddock螺杆不能用于挤出ENGAGE-PP共混物。
表2：D-S挤出机上对于ENGAGE-PP共混物来说双螺纹Maddock螺杆的实验性能
性能特征 25rpm 50rpm 75rpm 100rpm
速率，kg/h 23.3 44.6 69.7 100.0
比速率，kg/(h rpm) 0.93 0.89 0.93 1.00
压力(区域5)，MPa 24.1 26.2 23.8 21.4
排放压力(破碎板)，MPa 21.0 22.4 20.0 15.4
压力(模头)，MPa 8.2 8.6 7.4 10.8
排放温度，℃ 135.6 161.1 177.8 187.8
筒温度设定，℃ 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6
电机电流，满载％ 16 38 60 80
比能量，J/g 230 571 866 1070
实例2(比较实例)：AK挤出机上的能量传递螺杆的性能数据
比较能量传递(ET)螺杆用于美国Kuhne(AK)单螺杆挤出机。挤出机的直径为2.5英寸(63.5mm)的机器，具有21长度比直径比(从螺杆螺纹开始到螺杆尖端测量)。本研究使用具有深度计量通道的ET螺杆。螺杆具有以下部分：(1)8直径长进料部分，恒定深度0.515英寸(13.081mm)，(2)6直径长过渡部分，(3)7直径长ET部分，距离平均深度为0.207英寸(5.258mm)，和(4)0.46直径长计量部分，在0.150英寸(3.81mm)恒定深度。螺杆的所有部分的引线长度为3英寸(76.2mm)。
使用比较ET螺杆的DFDA-1216 NT LDPE树脂和ENGAGE-PP共混物的性能数据列于表3中。
表3：AK挤出机上对于DFDA-1216 NT LDPE树脂和ENGAGE-PP共混物来说比较ET螺杆的实验性能
实例3：D-S挤出机上本发明的能量传递螺杆的性能数据
设计用于D-S挤出机的本发明的能量传递(ET)螺杆的一个实施例具有0.22英寸(5.588mm)的距离平均ET部分深度和0.16英寸(4.064mm)的计量通道深度。表4中提供ET螺杆的螺杆尺寸的概述。
表4：D-S挤出机上2.5英寸(63.5mm)直径ET螺杆的通道尺寸
部分 ET设计
总螺纹长度，mm 1651
总螺纹长度，直径 26
引线长度，mm 76.2
螺纹间隙，mm 0.0762
进料部分
轴向长度，mm 381
直径数 6
通道深度，mm 13.21
螺纹尖端宽度，mm 6.35
螺纹半径，mm 7.62
过渡部分
轴向长度，mm 635
直径数 10
螺纹尖端宽度，mm 6.35
螺纹半径，mm 锥度7.62至4.06
压缩率 0.0051
ET部分
轴向长度，mm 508
直径数 8
入口深度，mm 4.06
出口深度，mm 4.06
峰间隙，mm 1.73
谷深度，MM 8.13
峰数 3
峰-谷轴距，mm 95.25
螺纹尖端宽度，mm 5.08
螺纹半径，mm 等于局部深度
距离平均ET部分深度*，mm 5.59
比旋转速率，kg/(h rpm) 1.33
螺纹计量部分
轴向长度，mm 127
直径数 2
计量部分深度**，mm 4.06
螺纹尖端宽度，mm 6.35
螺纹半径，mm 4.04
压缩比 2.4
*挤出机筒内径的8.8％，其计算如下所示。
**挤出机筒内径的6.4％。
图6是表4中描述的ET螺杆的局部示意图。ET部分具有两个通道，A和B。从ET部分的开头到结尾，通道A的深度表示为DA1、DA2、DA3、DA4、DA5、DA6及DA7，而通道A的长度表示为LA1、LA2、LA3、LA4、LA5及LA6。对于通道B，有6个深度(DB1、DB2、DB3、DB4、DB5及DB6)和5(LB1、LB2、LB3、LB4及LB5)。参见表5A、表5B和图6。
表5A：通道A的长度和深度
长度 深度
起始位置通道A. - D<sub>A1</sub>
入口-谷长度 L<sub>A1</sub> D<sub>A2</sub>
谷-谷长度 L<sub>A2</sub> D<sub>A3</sub>
谷-峰长度 L<sub>A3</sub> D<sub>A4</sub>
峰-谷长度 L<sub>A4</sub> D<sub>A5</sub>
谷-谷长度 L<sub>A5</sub> D<sub>A6</sub>
谷-出口长度 L<sub>A6</sub> D<sub>A7</sub>
表5B：通道B的长度和深度
长度 深度
起始位置通道B - D<sub>B1</sub>
入口-峰长度 L<sub>B1</sub> D<sub>B2</sub>
峰-谷长度 L<sub>B2</sub> D<sub>B3</sub>
谷-谷长度 L<sub>B3</sub> D<sub>B4</sub>
谷-峰长度 L<sub>B4</sub> D<sub>B5</sub>
峰-出口长度 L<sub>B5</sub> D<sub>B6</sub>
通道A的总长度：
LA＝LA1+LA2+LA3+LA4+LA5+LA6
通道A的深度-长度：
同样，通道B的总长度：
LB＝LB1+LB2+LB3+LB4+LB5+LB6
通道B的深度-长度：
距离平均ET深度计算如下：
表4的ET螺杆的长度和深度列于表6A和表6B中。
表6A：表4的ET螺杆中通道A的长度和深度
长度，mm 深度，mm
起始位置通道A 4.06
入口-谷长度 95.25 8.13
谷-谷长度 76.2 8.13
谷-峰长度 95.25 1.73
峰-谷长度 95.25 8.13
谷-谷的长度 76.2 8.13
谷-出口长度 60.45 4.06
表6B：表4的ET螺杆中通道B的长度和深度
长度，英寸 深度，英寸
起始位置通道B. 4.06
入口-峰长度 95.25 1.73
峰-谷长度 95.25 8.13
谷-谷长度 76.2 8.13
谷-峰长度 95.25 1.73
峰-出口长度 60.45 4.06
表4的ET螺杆的通道A的总长度通过以下等式计算为498.6mm：
LA＝95.25+76.2+95.25+95.25+76.2+60.45
表4的ET螺杆的通道A的深度-长度由以下等式计算为123.09mm2：
表4的ET螺杆的通道B的总长度通过以下等式计算为422.4mm：
LB＝95.25+95.25+76.2+95.25+60.45
表4的ET螺杆的通道B的深度-长度如以下等式计算为79.09mm2
距离平均ET深度计算为5.58mm：
因此：5.58÷63.5*100％＝8.8％
对于DFDA-1216 NT LDPE树脂、ENGAGE-PP共混物和POE1-PP共混物来说，ET螺杆的性能在实验室中测定。
聚合物或共混物的挤出评价使用2.5英寸挤出机，使用表4的ET螺杆和20/40/60/20筛网(在所有五个区域、模头和模具的设定温度为115.6℃)进行。螺杆速度在25rpm到100rpm范围内。通过在手持式热电偶(高温计)的探针离开模具时将其浸没在熔融聚合物中来测量熔体排放温度。这一参数是剪切-加热普遍度的一个量度。
D-S挤出机上使用表4的ET螺杆的DFDA-1216 NT LDPE树脂的性能数据列于表7中。DFDA-1216 NT LDPE树脂的比速率为0.92至1.03kg/(h rpm)。当螺杆速度不高于50rpm时，排放温度低于135℃的目标(在挤出含过氧化物的组合物期间使任何交联降至最低所需)。此外，所有螺杆速度的排放压力都低于3,500psi(24.1MPa)的目标。
表7：D-S挤出机上对于DFDA-1216 NT LDPE树脂来说表4的ET螺杆的实验性能
性能特征 25rpm 50rpm 75rpm 100rpm
速率，kg/h 23.0 49.5 77.3 102.6
比速率，kg/(h rpm) 0.92 0.99 1.03 1.03
压力(区域5)，MPa 9.3 12.4 15.2 17.9
排放压力(破碎板)，MPa 10.7 13.8 15.9 19.3
压力(模头)，MPa 5.0 6.2 7.0 7.5
排放温度，℃ 123.9 131.7 137.8 143.3
筒温度设定，℃ 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6
电机电流，满载％ 9 23 40 55
比能量，J/g 131 311 521 719
D-S挤出机上ENGAGE-PP和POE1-PP共混物的表4的ET螺杆的性能数据分别列于表8和9中。在1.17至1.36kg/(h rpm)范围内的ENGAGE-PP和POE1-PP共混物的比速率高于DFDA-1216 NT LDPE树脂的比速率(表7)。当螺杆速度不高于25rpm时，排放温度和排放压力均低于目标(135℃和24.1MPa)，而当螺杆速度高于25rpm时，其超过目标。
对于ENGAGE-PP和POE1-PP共混物来说，区域5压力高于四个螺杆速度下的排放压力，这表明压力梯度为负；因此，计量区充满树脂，并且压力促进速率(例如压力流增加)。
表8：D-S挤出机上对于ENGAGE-PP共混物来说表4的ET螺杆的实验性能
性能特征 25rpm 50rpm 75rpm 100rpm
速率，kg/h 29.9 61.0 95.8 135.8
比速率，kg/(h rpm) 1.20 1.22 1.28 1.36
压力(区域5)，MPa 32.1 38.6 41.7 39.3
排放压力(破碎板)，MPa 24.1 26.9 26.4 25.5
压力(模头)，MPa 9.7 10.9 9.9 10.1
排放温度，C 134.4 158.3 173.3 185.0
筒温度设定，℃ 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6
电机电流，满载％ 15 39 63 n/a
比能量，J/g 168 429 662 n/a
表9：D-S挤出机上对于POE1-PP共混物来说表4的ET螺杆的实验性能
性能特征 25rpm 50rpm 75rpm 100rpm
速率，kg/h 29.4 59.9 92.8 129.0
比速率，kg/(h rpm) 1.17 1.20 1.24 1.29
压力(区域5)，MPa 27.6 34.5 37.6 37.6
排放压力(破碎板)，MPa 20.7 24.1 25.2 25.5
压力(模头)，MPa 8.8 10.1 10.1 9.2
排放温度，℃ 130.6 154.4 168.9 179.4
筒温度设定，℃ 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6
电机电流，满载％ 14 34 57 80
比能量，J/g 156 381 618 832
比较1：D-S挤出机上双螺纹Maddock螺杆和能量传递螺杆的性能数据
在使用实例1的双螺纹Maddock螺杆(比较实例)的2.5英寸Davis标准挤出机上，完全相同批次的DFDA-1216 NT LDPE树脂的两次单独挤出运行的对比数据在表1和10中给出。两组数据的平均值显示于表11中。
表10：D-S挤出机上使用DFDA-1216 NT LDPE树脂的双螺纹Maddock螺杆的实验性能
性能特征 25rpm 50rpm 75rpm 100rpm
速率，kg/h 19.5 39.7 62.3 89.8
比率，kg/(h rpm) 0.78 0.79 0.83 0.90
压力(区域5)，MPa 8.4 10.2 12.4 14.5
排放压力(破碎板)，MPa 9.1 10.5 11.7 12.8
压力(模头)，MPa 4.8 5.7 6.2 6.6
排放温度，℃ 119.4 130.6 137.8 144.4
筒温度设定，℃ 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6
电机电流，满载％ 8 20 35 51
比能量，J/g 138 338 542 743
表11：D-S挤出机上使用DFDA-1216 NT LDPE树脂的双螺纹Maddock螺杆的实验性能
性能特征 25rpm 50rpm 75rpm 100rpm
速率，kg/h 19.3 39.6 62.7 89.1
比速率，kg/(h rpm) 0.77 0.79 0.84 0.89
压力(区域5)，MPa 8.4 10.3 12.6 14.8
排放压力(破碎板)，MPa 8.9 10.6 11.9 12.9
压力(模头)，MPa 4.7 5.6 6.2 6.6
排放温度，℃ 121.7 132.2 138.9 146.1
筒温度设定，℃ 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6 5个区115.6
电机电流，满载％ 8 20 35 50
比能量，J/g 139 339 561 753
图7(蓝色菱形是双螺纹Maddock螺杆，并且红色正方形是ET螺杆)显示对于DFDA-1216 NT LDPE树脂来说本发明的ET螺杆和双螺纹Maddock螺杆的性能比较(使用表9中的双螺纹Maddock螺杆的值和表7中的本发明的ET螺杆的值)。在相同的速率下，ET螺杆上挤出物的排放温度一直比双螺纹Maddock螺杆低几度。此外，ET螺杆的速率高于双螺纹Maddock螺杆的速率。在135℃至145℃的温度范围内，速率从32％提高到33％。通过将图7中的数据与二次方程拟合并且使用这些方程推导出任何给定温度下的速率来计算速率的提高。因此，与双螺纹Maddock螺杆相比，ET螺杆提供显著速率提高。另一个观点是，在90.7kg/h的固定速率下，ET螺杆导致比双螺纹Maddock螺杆低6℃的熔体排放温度(这有利于在挤出含过氧化物的组合物期间使任何交联降至最低)。
图8(蓝色菱形是ENGAGETM-PP：双螺纹Maddock螺杆；红色正方形是ENGAGETM-PP：ET螺杆；并且绿色三角形是POE1-PP：ET螺杆)显示了对于ENGAGE-PP树脂来说本发明的ET螺杆和双螺纹Maddock螺杆的性能比较(使用表2的双螺纹Maddock螺杆的值和表8的本发明的ET螺杆的值)。与DFDA-1216 NT LDPE树脂类似，ET螺杆上的挤出物的排放温度一直比双螺纹Maddock螺杆低几度。此外，ET螺杆的速率高于双螺纹Maddock螺杆的速率。在135℃至145℃的温度范围内，速率从31％提高到49％。通过将图7中的数据与二次方程拟合并且使用这些方程推导出任何给定温度下的速率来计算速率的提高。因此，对于ENGAGE-PP共混物来说，与双螺纹Maddock螺杆相比，ET螺杆提供显著速率提高。另一种解释数据的方法是，在31.8kg/h的给定吞吐量下，与双螺纹Maddock螺杆相比，ET螺杆导致熔体排放温度降低10℃。如在LDPE的情况下，这对于在挤出步骤期间使组合物中过氧化物的过早分解降至最低是有利的。
使用本发明的ET螺杆的POE1-PP共混物的速率与排放温度的性能曲线也示于图8中(使用表9中给出的数据)。在本发明的ET螺杆上POE1-PP和ENGAGE-PP共混物的性能曲线具有类似的趋势，这可以归因于两种共混物具有非常相似的熔体流变性的事实。不同的配方工艺和不同批次的树脂之间的差异导致了微小的差异。
针对各种树脂和树脂混合物研究了本发明的ET螺杆的性能，并且将性能数据与双螺纹Maddock螺杆的性能数据进行比较。结果概述于表12中。对于所有树脂或树脂共混物来说，ET螺杆的速率高于双螺纹Maddock螺杆的速率。在135℃至145℃的温度范围内，速率提高显著，从7％到高达80％。通过使用线性或二次方程(给出更好的拟合的那一个)拟合熔体排放温度(℃)与挤出速率(kg/h)的数据，并且使用这些方程推导出任何给定温度下的速率来计算速率。
表12：D-S挤出机上对于多种树脂和树脂共混物来说表4的ET螺杆相对于双螺纹 Maddock螺杆的速率提高
比较2：AK挤出机和D-S挤出机上能量传递螺杆的性能数据
比较AK挤出机上ET螺杆的DFDA-1216 NT LDPE树脂(表3)与D-S挤出机上本发明的ET螺杆(表7)的性能数据，在25rpm螺杆速度下AK挤出机上ET螺杆的排放温度略微低于D—S挤出机上本发明的ET螺杆的排放温度；然而，在高于25rpm的螺杆速度(例如70rpm和100rpm)下，在AK挤出机上观测到未熔融树脂，并且不可能测量精确的排放温度。
对于ENGAGE-PP共混物的效能来说，AK挤出机上比较ET螺杆的25rpm的排放温度为136℃，而在25rpm下在D—S挤出机上本发明的ET螺杆的排放温度为134.4℃。此外，在较高螺杆速度(高达100rpm)下，AK挤出机上使用的比较ET螺杆观测到未熔融树脂，但D-S挤出机上使用的本发明的ET螺杆没有观测到。结果显示，D-S挤出机上本发明的ET螺杆不仅能够将排放温度保持在135℃以下(在含有过氧化物的组合物挤出期间使任何交联降至最低所需)，而且也有效防止未熔融，而AK挤出机上比较ET螺纹不具有这么好的性能。
比较3：不同ET平均深度和计量部分深度下，D-S挤出机上能量传递螺杆的模拟性能数据
使用本发明的ET螺杆在D-S挤出机上以不同ET平均深度和计量部分深度对ENGAGE-PP共混物进行模拟。如表13中所示，速率随ET平均深度和计量部分深度增加而增加，同时排放温度保持在135℃。选择第一种设计用于最终螺杆制造(即表4的ET螺杆)，因为如果ET平均深度和计量部分深度太深，那么未熔融的树脂很可能存在于挤出物中。
表13：在D-S挤出机对于ENGAGE-PP共混物来说本发明的ET螺杆的模拟性能

Claims (8)

1.一种用于单螺杆挤出机的能量传递(ET)螺杆，所述挤出机包括具有内径的挤出机筒，所述螺杆包括：
(1)ET部分，其距离平均ET部分深度为所述挤出机筒内径的8.0％至-10％，和
(2)计量部分，其计量部分深度为所述挤出机筒内径的6.0％至8％。
2.根据权利要求1所述的ET螺杆，其进一步包括在所述能量传递部分的整个长度上相同的多个屏障间隙。
3.根据权利要求1所述的ET螺杆，其进一步包括在所述能量传递部分的整个长度上减少的多个屏障间隙。
4.一种在单螺杆挤出机中熔融和挤出可交联组合物的方法，所述挤出机包括能量传递(ET)螺杆和具有内径的筒，所述螺杆可旋转地安装在所述筒内，所述方法包括以下步骤：
(A)将可熔性固体可交联组合物馈入所述挤出机中；
(B)旋转所述挤出机筒内的所述螺杆；和
(C)在所述挤出机内熔融所述固体可交联组合物，并且通过所述螺杆的所述旋转使所述组合物移动通过所述挤出机；所述螺杆包括：
(1)ET部分，其距离平均ET部分深度为所述挤出机筒内径的8.0％至10％，以及
(2)计量部分，其计量部分深度为所述挤出机筒内径的6.0％至8％。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述组合物包括聚烯烃。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述组合物包含基于乙烯的聚烯烃。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包括自由基引发剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述自由基引发剂是过氧化物。
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