CN111216375A - Pa物理发泡材料的制备工艺及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发泡材料领域，公开了一种PA物理发泡材料的制备工艺及其设备，解决了PA物理发泡材料因质地不均而性能差的问题，其技术方案要点是：工艺步骤包括依次进行的原料混合、原料熔融、通入发泡剂、均化原料以及脱模挤出；所述通入发泡剂步骤包括从若干方位向熔融之后的原料通入发泡剂；所述脱模挤出步骤包括从若干方位向均化之后的原料通入脱模剂，达到提高PA物理发泡材料质地的均匀度，使其品质升高，拥有更卓越的性能。
Description
技术领域
本发明涉及发泡材料领域，更具体地说，它涉及一种PA物理发泡材料的制备工艺及其设备。
背景技术
PA塑料是美国一家公司最先开发用于纤维的树脂，开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，基于PA的优越的性能，PA的应用场合也非常多，例如汽车制造方面、电气电子工业方面、医疗器械仪器方面等，具有广阔的应用前景；
但是目前的塑料发泡工艺中，在原料进入挤出机内依次进行熔融、注入发泡剂、均化以及挤出的步骤，但是最终的生产结果往往会发生发泡材料质地不均的情况，一旦发泡材料质地不均，将需要对品质差的成品进行重新回收，将会影响生产产量，降低生产效率，增大生产成本，不利于工业生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种PA物理发泡材料的制备工艺及其设备，能够使得发泡材料的质地更加均匀，使得发泡材料的性能更好。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：PA物理发泡材料的制备工艺，工艺步骤包括依次进行的原料混合、原料熔融、通入发泡剂、均化原料以及脱模挤出；
所述通入发泡剂步骤包括从若干均匀分布的方位向熔融之后的原料通入发泡剂；
所述脱模挤出步骤包括从若干均匀分布的方位向均化之后的原料通入脱模剂。
优选的，所述原料混合步骤包括使用均匀进料器对多种原料进行搅拌混合。
PA物理发泡材料的制备设备，包括挤出机，所述挤出机包括依次连接的驱动主机、机身部以及挤出头部，所述机身部为管状体，所述机身部内部设有由驱动主机驱动的挤出螺杆，所述机身部包括从所述驱动主机到挤出头部方向依次设置进料段、熔融段、注气段、均化段以及挤出段，所述进料段顶部设有原料口，所述注气段和所述挤出段分别均匀贯穿设有若干注入口，所述注气段的注入口对应接入有若干发泡剂注入机构，所述挤出段的注入口对应接入有若干脱模剂注入机构。
优选的，所述注入口的向外的一端固定的设有中空的注入管座。
优选的，所述注入口的中心轴线和所述注入管座的中心轴线重合，所述注入口的从所述注入管座到所述注入口方向的中心轴线与所述机身部的从所述挤出头部到所述驱动主机方向的中心轴线呈锐角。
优选的，所述发泡剂注入机构包括高压气泵和气体存储罐，所述气体存储罐内存有发泡剂，所述高压气泵的进口端连通连接所述气体存储罐，所述高压气泵的出口端连接所述注气段的注入口。
优选的，所述脱模剂注入机构包括油泵和脱模剂存储罐，所述脱模剂存储罐内存有脱模剂，所述油泵的进口端通入所述脱模剂存储罐的脱模剂中，所述油泵的若干出口端连通所述挤出段的注入口。
优选的，所述原料口的顶端设有均匀进料器，所述均匀进料器包括上下连接的搅拌罐和存料罐，所述搅拌罐内设有搅拌机构，所述搅拌罐和所述存料罐的罐底均为漏斗形罐底，所述漏斗形罐底的中部为出料口，所述搅拌罐和所述存料罐分别设有进料口，所述搅拌罐的出料口和所述存料罐的进料口连通连接，所述存料罐的出料口和所述原料口连通连接，所述搅拌罐的出料口和所述存料罐的出料口分别配置有开关阀门。
优选的，所述搅拌机构包括旋转电机、中心轴以及搅拌桨，所述旋转电机的顶部固定于所述搅拌罐的灌顶内侧，所述旋转电机位于底端的转子轴与所述中心轴的顶端固定连接，所述中心轴的外侧固定设有若干所述搅拌桨。
优选的，位于所述中心轴底部的所述搅拌桨的底侧与所述搅拌罐的罐底贴合。
综上所述，本发明具有以下有益效果：在原料混合、通入发泡剂以及脱模挤出中，分别采取了对原料的质地均匀度有提高的手段，在原料混合中，采取了均匀进料器的结构，使得多种原料在进入机身部熔融之前，便已经混合均匀，减轻原料熔融和均化原料工艺的负担；在通入发泡剂中，从多个位置均匀的向熔融后的原料通入发泡剂，使得均化原料工艺的将发泡剂和原料搅匀的负担；在脱模挤出中，从多方位通入脱模剂，使得PA物理发泡材料挤出时在挤出头部的受力更均匀，不至于因受力不均而造成质地不均，从多方面实现提高PA物理发泡材料均匀度的效果。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明的搅拌罐结构示意图。
图中：a、进料段；b、熔融段；c、注气段；d、均化段；e、挤出段；1、搅拌罐；11、存料罐；12、开关阀门；13、旋转电机；14、中心轴；15、搅拌桨；2、机身部；21、注入管座；3、驱动主机；4、挤出头部。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供了PA物理发泡材料的制备工艺及其设备，整个制备工艺的进行是通过PA物理发泡材料的制备设备来实现的，PA物理发泡材料的制备设备包括挤出机，挤出机包含依次连接的驱动主机3、机身部2以及挤出头部4，机身部2为管状体，机身部2内部设有由驱动主机3驱动的挤出螺杆；
具体的，驱动主机3位于机身部2的一端，内部主要含有旋转电动机，以旋转电动机的通电工作带动整个挤出螺杆的旋转，并且挤出螺杆外侧是分布有螺旋凸起的，在挤出螺杆的旋转作用下，将能够驱动螺旋凸起间的原料向着挤出头部4运动，直至到达挤出头部4，从挤出头部4挤出；其驱动主机3结构可参考公开号为CN106965401A的专利-物理发泡挤出机。
具体的，均匀进料器包括上下连通连接的搅拌罐1和存料罐11，搅拌罐1内设有搅拌机构，搅拌罐1和存料罐11的罐底均为漏斗形罐底，漏斗形罐底的中部为出料口，搅拌罐1和存料罐11分别设有进料口，搅拌罐1的出料口和存料罐11的进料口连通连接，存料罐11的出料口和原料口连通连接，搅拌罐1的出料口和存料罐11的出料口分别配置有开关阀门12；
搅拌罐1的进料口用于各种原料的进料，通过搅拌机构的工作，能将各种原料进行搅拌均匀，原料混合均匀之后，打开搅拌罐1和存料罐11之间的开关阀门12，使混合好的原料在漏斗形罐底的导向下进入到存料罐11内部，在进行生产时，打开存料罐11和原料口之间的开关阀门12便能够使得原料进入到挤出机内了；
进一步的，搅拌机构包括旋转电机13、中心轴14以及搅拌桨15，旋转电机13的顶部固定于搅拌罐1的灌顶内侧，旋转电机13位于底端的转子轴与中心轴14的顶端固定连接，中心轴14的外侧固定设有若干搅拌桨15，位于中心轴14底部的搅拌桨15的底侧与搅拌罐1的罐底贴合，搅拌机构采用旋转电机13通电来整体带动中心轴14和搅拌桨15转动，并且最底部的搅拌桨15的底侧能够贴到罐底，使得位于罐底的原料也能参与搅拌混合，达成对各种原料的均匀混合。
具体的，一般物理发泡工艺默认的发泡剂为气体，所述发泡剂注入机构采用了高压气泵和气体存储罐，气体存储罐内存有发泡剂，高压气泵的进口端连通连接气体存储罐，高压气泵的出口端连接注气段c的注入口，高压气泵能够将气体存储罐内的发泡剂通入到注气段c内，完成发泡剂的注入。
具体的，脱模剂注入机构包括油泵和脱模剂存储罐，脱模剂存储罐内存有脱模剂，油泵的进口端通入所述脱模剂存储罐的脱模剂中，所述油泵的若干出口端连通所述挤出段e的注入口，利用油泵通电工作而使得脱模剂能够进入到原料表面。
在PA物理发泡材料的制备工艺中，包括依次进行的原料混合、原料熔融、通入发泡剂、均化原料以及脱模挤出；如图1所示，机身部2包括从驱动主机3到挤出头部4方向依次设置对应了制备工艺的进料段a、熔融段b、注气段c、均化段d以及挤出段e；
原料混合：如图1和图2所示，进料段a顶部开设有原料口，原料口的顶端设有均匀进料器，在实际生产中，参与PA物理发泡材料的制备中，不仅仅包含单一的一种原料，还有其他提升PA物理发泡材料性能的原料，如果各类原料混合不均，能够直接导致PA物理发泡材料的质地不均，影响较大，所以均匀进料器的作用便是将所有制作PA物理发泡材料的原料都进行预先的混合，使其能够均匀混合，减轻后面进行的原料熔融和均化原料对原料进行均化的负担，以便寄出后的发泡材料的质地能更加均匀；
原料熔融：在机身部2的熔融段b架设了加热器设备，使的机身部2的熔融段b形成高温，用于将在挤出螺杆旋转作用下从进料段a进入熔融段b的原料进行熔融处理，使得各类原料能够融合在一起，进行初步的融合混合。
通入发泡剂：如图1所示，机身部2的注气段c均匀贯穿设有若干注入口，注入口的向外的一端固定的设有中空的注入管座21，注入口的中心轴线和注入管座21的中心轴线重合，注入口的从注入管座21到注入口方向的中心轴线与机身部2的从挤出头部4到驱动主机3方向的中心轴线呈锐角，注气段c的注入口对应接入有若干发泡剂注入机构；
结合图1可看出，当发泡剂注入机构向注气段c注入发泡剂时，能够从注气段c各个位置向内部通入发泡剂，能够使得熔融的原料能够在通入发泡剂的阶段就能够相对均匀接触到发泡剂，并且发泡剂的注入口是倾斜的，和熔融的原料的前进方向是相对的，在发泡剂注入机构的高压注入作用下，能够使得发泡剂注入熔融的原料时更深入原料的内部；
需要注意的是，注气段c的注入口有很多个，发泡剂注入机构也有多个，一个发泡剂注入机构能够对应多个注入口，在这样的结构设置下，即使其中一个发泡剂注入机构发生故障，其他的发泡剂注入机构便能够通过调节单位时间注入量来平衡故障发生时的发泡剂注入量的下降，使得生产线不因发泡剂注入机构故障而暂停，有更高的应变意外情况的能力；
均化原料：在均化段d的内壁均匀设置扰流凸起，在挤出螺杆旋转推进原料时，引起原料内部的搅动，从而使得原料以及原料中的发泡剂混合均匀。
脱模挤出：如图1所示，在挤出段e类似于注入段一样设置若干注入口，并通过脱模剂注入机构向挤出段e的内部注入脱模剂，使得原料在从挤出头部4挤出时，表面能够均匀覆盖好脱模剂，使得PA物理发泡材料出料时不会与挤出头部4发生粘结，使得PA物理发泡材料整体形态是规整的，不因挤出受力不均造成PA物理发泡材料内里质地不均，并且脱模剂使得PA物理发泡材料的表面更加光滑，表面品质更佳；
以上便是一整套的PA物理发泡材料的制备工艺，其中在原料混合、通入发泡剂以及脱模挤出中，分别采取了对原料的质地均匀度有提高的手段，在原料混合中，采取了均匀进料器的结构，使得多种原料在进入机身部2熔融之前，便已经混合均匀，减轻原料熔融和均化原料工艺的负担；在通入发泡剂中，从多个位置均匀的向熔融后的原料通入发泡剂，使得均化原料工艺的将发泡剂和原料搅匀的负担；在脱模挤出中，从多方位通入脱模剂，使得PA物理发泡材料挤出时在挤出头部4的受力更均匀，不至于因受力不均而造成质地不均，从多方面实现提高PA物理发泡材料均匀度的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种PA物理发泡材料的制备工艺，其特征是：工艺步骤包括依次进行的原料混合、原料熔融、通入发泡剂、均化原料以及脱模挤出；
所述通入发泡剂步骤包括从若干均匀分布的方位向熔融之后的原料通入发泡剂；
所述脱模挤出步骤包括从若干均匀分布的方位向均化之后的原料通入脱模剂。
2.根据权利要求1所述的PA物理发泡材料的制备工艺，其特征是：所述原料混合步骤包括使用均匀进料器对多种原料进行搅拌混合。
3.一种应用于权利要求1所述的PA物理发泡材料制备工艺的制备设备，包括挤出机，所述挤出机包括依次连接的驱动主机(3)、机身部(2)以及挤出头部(4)，所述机身部(2)为管状体，所述机身部(2)内部设有由驱动主机(3)驱动的挤出螺杆，所述机身部(2)包括从所述驱动主机(3)到挤出头部(4)方向依次设置进料段(a)、熔融段(b)、注气段(c)、均化段(d)以及挤出段(e)，所述进料段(a)顶部设有原料口，其特征是：所述注气段(c)和所述挤出段(e)分别均匀贯穿设有若干注入口，所述注气段(c)的注入口对应接入有若干发泡剂注入机构，所述挤出段(e)的注入口对应接入有若干脱模剂注入机构。
4.根据权利要求3所述的PA物理发泡材料的制备设备，其特征是：所述注入口的向外的一端固定的设有中空的注入管座(21)。
5.根据权利要求4所述的PA物理发泡材料的制备设备，其特征是：所述注入口的中心轴线和所述注入管座(21)的中心轴线重合，所述注入口的从所述注入管座(21)到所述注入口方向的中心轴线与所述机身部(2)的从所述挤出头部(4)到所述驱动主机(3)方向的中心轴线呈锐角。
6.根据权利要求3所述的PA物理发泡材料的制备设备，其特征是：所述发泡剂注入机构包括高压气泵和气体存储罐，所述气体存储罐内存有发泡剂，所述高压气泵的进口端连通连接所述气体存储罐，所述高压气泵的出口端连接所述注气段(c)的注入口。
7.根据权利要求3所述的PA物理发泡材料的制备设备，其特征是：所述脱模剂注入机构包括油泵和脱模剂存储罐，所述脱模剂存储罐内存有脱模剂，所述油泵的进口端通入所述脱模剂存储罐的脱模剂中，所述油泵的若干出口端连通所述挤出段(e)的注入口。
8.根据权利要求3所述的PA物理发泡材料的制备设备，其特征是：所述原料口的顶端设有均匀进料器，所述均匀进料器包括上下连接的搅拌罐(1)和存料罐(11)，所述搅拌罐(1)内设有搅拌机构，所述搅拌罐(1)和所述存料罐(11)的罐底均为漏斗形罐底，所述漏斗形罐底的中部为出料口，所述搅拌罐(1)和所述存料罐(11)分别设有进料口，所述搅拌罐(1)的出料口和所述存料罐(11)的进料口连通连接，所述存料罐(11)的出料口和所述原料口连通连接，所述搅拌罐(1)的出料口和所述存料罐(11)的出料口分别配置有开关阀门(12)。
9.根据权利要求8所述的PA物理发泡材料的制备设备，其特征是：所述搅拌机构包括旋转电机(13)、中心轴(14)以及搅拌桨(15)，所述旋转电机(13)的顶部固定于所述搅拌罐(1)的灌顶内侧，所述旋转电机(13)位于底端的转子轴与所述中心轴(14)的顶端固定连接，所述中心轴(14)的外侧固定设有若干所述搅拌桨(15)。
10.根据权利要求9所述的PA物理发泡材料的制备设备，其特征是：位于中心轴(14)底部的所述搅拌桨(15)的底侧与所述搅拌罐(1)的罐底贴合。
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