CN110722705A - 一种用于制备低气味热塑性弹性体tpe材料的设备及工艺方法 - Google Patents

一种用于制备低气味热塑性弹性体tpe材料的设备及工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备及工艺方法，属于热塑性弹性体材料技术领域。本发明中采用双螺杆挤出机、单螺杆挤出机配合的方式对物料进行挤压，相对于现有技术中的双阶双螺杆挤压机，大大节约了设备的成本。其中单螺杆挤出机配合水循环系统使用，二次利用冷却水槽内的冷却水，由于物料在单螺杆挤出机中停留时间长，因此可以充分混合除味剂与物料，并利用高压水蒸气将异味带走后，排至废料池，相对于现有技术中直接将废弃排送到大气中，本发明中的去异味效果更加充分，生产过程中对环境更加友好。

Description

一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备及工艺 方法
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体材料技术领域，具体涉及一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备及工艺方法。
背景技术
热塑性弹性体TPE是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性，又具有可注塑加工特征的材料。TPE具有环保无毒安全，硬度范围广，有着优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无须硫化等诸多优点，作为一种新型的多功能环保材料，TPE具有非常广阔的应用市场，如家用电器、体育用品、汽车材料、医疗器械、建筑业和制鞋业等。
汽车材料领域中，主机厂对于TPE复合材料要求的气味只是3.0，而实际生产中，使用的材料都带有气味，比如抗氧剂和树脂自带异味，不做特殊处理只能做到气味指数3.5级。现有技术中，制备低气味热塑性弹性体TPE材料主要通过以下两个手段实现：1)后处理加强，如烘干后处理时间加长，常规烘干1小时，制备低气味的要一个烘料仓里面烘干两小时，再到第二个烘料仓烘干两小时，又到第三个烘料仓里面烘干两小时；这种后处理加强的方法能够减低气味，但是不能完全去除材料里面的低分子物质，储存或放置时间久了，气味还是会慢慢散发出来；2)添加除味剂，用其他气味掩盖材料气味，以此来降低材料自身的气味。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备及工艺方法。
本发明的技术方案是：一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备，包括高速混料机、双螺杆挤出机、冷却水槽、吹干机、切粒机、烘干机以及与各设备相连的电气控制柜，所述用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备还包括过滤器、单螺杆挤出机、水循环系统，各设备按照以下顺序依次连接，高速混料机→双螺杆挤出机→过滤器→单螺杆挤出机→冷却水槽→吹干机→切粒机→烘干机；所述水循环系统包括加热室、水泵、增压机、真空泵、废液池，所述单螺杆挤出机上靠近进料口一端设置有若干个喷水口，所述单螺杆挤出机靠近出料口一端设置有若干个脱挥排气口，所述冷却水槽包括进水口与出水口，冷却水槽的出水口通过管道连接至加热室进口，加热室出口通过管道连接至各个喷水口，加热室出口处的管道上设有水泵、增压机，所述真空泵通过管道连接至各个脱挥排气口，真空泵的出气口设有排气管道，排气管道的另一端放置在废液池的水面下。
所述电气控制柜内设置有PLC或PPC自动控制系统和机电控制系统。
所述单螺杆挤出机的进料口上方设有加料仓。
一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的工艺方法，采用用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备，具体步骤如下：
(1)按以下配方中各组分比例称量：SEBS 50-60份、聚丙烯PP 20-30份、POE 10-20份、化妆品级白油40-60份、碳酸钙10-15份、除味剂3-5份、抗氧剂1-2份；将称量好后的物料放入高速混料机中，搅拌混合5-15分钟，得到均匀的预混料；
(2)将上述预混料放入双螺杆挤出机中加热，挤出温度区间为160-210℃；其中，所述双螺杆挤出机区间温度分别为：160-210℃，机头温度：180℃；预混料在双螺杆挤出机内熔融成液态的载体，在双螺杆挤出机内的双螺杆的作用下，熔融的载体被输送到过滤器，经过滤器过滤，载体中的杂质去除，再在双螺杆的作用下，纯净的熔融载体进入单螺杆挤出机；
(3)单螺杆挤出机进料口处的加料仓内设有除味剂，除味剂混合熔融载体进入单螺杆挤出机加热，并被输送至挤出口挤出成条形TPE材料，挤出温度区间为150-175℃；其中，所述单螺杆挤出机区间温度分别为：150℃-160℃-170℃，机头温度：165℃；挤出的条形TPE材料进入冷却水槽并与冷却水槽内的水进行热交换冷却，冷却后的条形TPE材料通过吹干机吹干，吹干后进入切粒机切粒成TPE颗粒；冷却水槽内的水与挤出的条形TPE材料进行热交换后，通过管道送至加热室进行加热，加热后通过水泵传输至单螺杆挤出机内的喷水口，增压机对喷水口处进行加压，喷水口处的温度达到80℃，压力达到2.5-2.8MPa，除味剂分解成功能团分子后并包裹异味小分子；喷水口内的水迅速蒸发为水蒸气，真空泵工作，脱挥排气口产生负压，水蒸气混合包裹着异味小分子的功能团分子形成混合蒸气，混合蒸气通过脱挥排气口负压抽走；
(4)真空泵将混合蒸气排送至废液池；
(5)TPE颗粒进入烘干机进行烘干后打包。
本发明的有益效果：
1、本发明针对双螺杆挤出机、单螺杆挤出机的优缺点，即单螺杆对聚合物的剪切降解小，但物料在挤出机中停留时间长；适合聚合物的塑化挤出；而双螺杆具有很好的混炼塑化能力，物料在挤出机中停留时间短，适合粉料加工；因此本发明在现有弹性体TPE材料的生产设备上进行了改进，采用双螺杆挤出机、单螺杆挤出机配合的方式对物料进行挤压，相对于现有技术中的双阶双螺杆挤压机，大大节约了设备的成本。并且由于单螺杆压力更稳定，拉条后切粒的粒型更圆整，更好看，因此本发明能够达到更好的挤压效果；相对于普通双螺杆挤出机机头具有封闭式的、背压大、产量低的特点，本发明中双阶机组产量大很多。
2、本发明通过单螺杆挤出机配合水循环系统，二次利用冷却水槽内的冷却水，由于物料在单螺杆挤出机中停留时间长，因此可以充分混合除味剂与物料，并利用高压水蒸气将异味带走后，排至废料池，相对于现有技术中直接将废弃排送到大气中，本发明中的去异味效果更加充分，生产过程中对环境更加友好。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
其中，1、电气控制柜，2、高速混料机，3、双螺杆挤出机，31、过滤器，4、单螺杆挤出机，41、进料口，42、加料仓，43、喷水口，44、脱挥排气口，5、冷却水槽，51、进水口，52、出水口，6、水循环系统，61、加热室，62、水泵，63、增压机，64、真空泵，65、废液池，7、吹干机，8、切粒机，9、烘干机。
具体实施方式
下面通过非限制性实施例，进一步阐述本发明，理解本发明。
本发明提供了一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备及工艺方法，如图1所示，该设备包括高速混料机2、双螺杆挤出机3、冷却水槽5、吹干机7、切粒机8、烘干机9以及与各设备相连的电气控制柜1，所述电气控制柜1内设置有PLC或PPC自动控制系统和机电控制系统，电气控制柜1控制各设备的工作状态。
本设备还包括过滤器31、单螺杆挤出机4、水循环系统6，各设备按照以下顺序依次连接，高速混料机2→双螺杆挤出机3→过滤器31→单螺杆挤出机4→冷却水槽5→吹干机7→切粒机8→烘干机9；所述水循环系统6包括加热室61、水泵62、增压机63、真空泵64、废液池65，所述单螺杆挤出机4的进料口41上方设有加料仓42，所述单螺杆挤出机4上靠近进料口41一端设置有若干个喷水口43，所述单螺杆挤出机4靠近出料口一端设置有若干个脱挥排气口44，所述冷却水槽5包括进水口51与出水口52，冷却水槽5的出水口52通过管道连接至加热室61进口，加热室61出口通过管道连接至各个喷水口43，加热室61出口处的管道上设有水泵62、增压机63，所述真空泵64通过管道连接至各个脱挥排气口44，真空泵64的出气口设有排气管道，排气管道的另一端放置在废液池65的水面下。
本发明中用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的工艺方法，采用用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备，具体步骤如下：
(1)按以下配方中各组分比例称量：SEBS 50-60份、聚丙烯PP 20-30份、POE 10-20份、化妆品级白油40-60份、碳酸钙10-15份、除味剂3-5份、抗氧剂1-2份；将称量好后的物料放入高速混料机2中，搅拌混合5-15分钟，得到均匀的预混料；
(2)将上述预混料放入双螺杆挤出机3中加热，挤出温度区间为160-210℃；其中，所述双螺杆挤出机3区间温度分别为：160-210℃，机头温度：180℃；预混料在双螺杆挤出机3内熔融成液态的载体，在双螺杆挤出机3内的双螺杆的作用下，熔融的载体被输送到过滤器31，经过滤器31过滤，载体中的杂质去除，再在双螺杆的作用下，纯净的熔融载体进入单螺杆挤出机4；
(3)单螺杆挤出机4进料口41处的加料仓42内设有除味剂，除味剂混合熔融载体进入单螺杆挤出机4加热，并被输送至挤出口挤出成条形TPE材料，挤出温度区间为150-175℃；其中，所述单螺杆挤出机4区间温度分别为：150℃-160℃-170℃，机头温度：165℃；挤出的条形TPE材料进入冷却水槽5并与冷却水槽5内的水进行热交换冷却，冷却后的条形TPE材料通过吹干机7吹干，吹干后进入切粒机8切粒成TPE颗粒；冷却水槽5内的水与挤出的条形TPE材料进行热交换后，通过管道送至加热室61进行加热，加热后通过水泵62传输至单螺杆挤出机4内的喷水口43，增压机63对喷水口43处进行加压，喷水口43处的温度达到80℃，压力达到2.5-2.8MPa，除味剂分解成功能团分子后并包裹异味小分子；喷水口43内的水迅速蒸发为水蒸气，真空泵64工作，脱挥排气口44产生负压，水蒸气混合包裹着异味小分子的功能团分子形成混合蒸气，混合蒸气通过脱挥排气口44负压抽走；
(4)真空泵将混合蒸气排送至废液池65，避免混合蒸气排放到空气中；
(5)TPE颗粒进入烘干机9进行烘干后打包。

Claims (4)

1.一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备，包括高速混料机(2)、双螺杆挤出机(3)、冷却水槽(5)、吹干机(7)、切粒机(8)、烘干机(9)以及与各设备相连的电气控制柜(1)，其特征在于：所述用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备还包括过滤器(31)、单螺杆挤出机(4)、水循环系统(6)，各设备按照以下顺序依次连接，高速混料机(2)→双螺杆挤出机(3)→过滤器(31)→单螺杆挤出机(4)→冷却水槽(5)→吹干机(7)→切粒机(8)→烘干机(9)；所述水循环系统(6)包括加热室(61)、水泵(62)、增压机(63)、真空泵(64)、废液池(65)，所述单螺杆挤出机(4)上靠近进料口(41)一端设置有若干个喷水口(43)，所述单螺杆挤出机(4)靠近出料口一端设置有若干个脱挥排气口(44)，所述冷却水槽(5)包括进水口(51)与出水口(52)，冷却水槽(5)的出水口(52)通过管道连接至加热室(61)进口，加热室(61)出口通过管道连接至各个喷水口(43)，加热室(61)出口处的管道上设有水泵(62)和增压机(63)，所述真空泵(64)通过管道分别连接至各个脱挥排气口(44)，真空泵(64)的出气口设有排气管道，排气管道的另一端设置在废液池(65)的水面下。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备，其特征在于：所述电气控制柜(1)内设置有PLC或PPC自动控制系统和机电控制系统。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备，其特征在于：所述单螺杆挤出机(4)的进料口(41)上方设有加料仓(42)。
4.一种用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的工艺方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的用于制备低气味热塑性弹性体TPE材料的设备，具体步骤如下：
(1)按以下配方中各组分比例称量：SEBS 50-60份、聚丙烯PP 20-30份、POE 10-20份、化妆品级白油40-60份、碳酸钙10-15份、除味剂3-5份、抗氧剂1-2份；将称量好后的物料放入高速混料机(2)中，搅拌混合5-15分钟，得到均匀的预混料；
(2)将上述预混料放入双螺杆挤出机(3)中加热，挤出温度区间为160-210℃；其中，所述双螺杆挤出机(3)区间温度分别为：160-210℃，机头温度：180℃；预混料在双螺杆挤出机(3)内熔融成液态的载体，在双螺杆挤出机(3)内的双螺杆的作用下，熔融的载体被输送到过滤器(31)，经过滤器(31)过滤，载体中的杂质去除，再在双螺杆的作用下，纯净的熔融载体进入单螺杆挤出机(4)；
(3)单螺杆挤出机(4)进料口(41)处的加料仓(42)内设有除味剂，除味剂混合熔融载体进入单螺杆挤出机(4)加热，并被输送至挤出口挤出成条形TPE材料，挤出温度区间为150-175℃；其中，所述单螺杆挤出机(4)区间温度分别为：150℃-160℃-170℃，机头温度：165℃；挤出的条形TPE材料进入冷却水槽(5)并与冷却水槽(5)内的水进行热交换冷却，冷却后的条形TPE材料通过吹干机(7)吹干，吹干后进入切粒机(8)切粒成TPE颗粒；冷却水槽(5)内的水与挤出的条形TPE材料进行热交换后，通过管道送至加热室(61)进行加热，加热后通过水泵(62)传输至单螺杆挤出机(4)内的喷水口(43)，增压机(63)对喷水口(43)处进行加压，喷水口(43)处的温度达到80℃，压力达到2.5-2.8MPa，除味剂分解成功能团分子后并包裹异味小分子；喷水口(43)内的水迅速蒸发为水蒸气，真空泵(64)工作，脱挥排气口(44)产生负压，水蒸气混合包裹着异味小分子的功能团分子形成混合蒸气，混合蒸气通过脱挥排气口(44)负压抽走；
(4)真空泵(64)将混合蒸气排送至废液池(65)；
(5)TPE颗粒进入烘干机(9)进行烘干后打包。
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