CN112677353B - 一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的装置及方法，通过将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅放入到所述进料筒内，所述进料搅拌轴外侧的所述进料搅拌桨对加入料进行搅拌，使混料在所述进料筒内被分散，并进入到所述进料筒靠近所述导向环的位置，控制所述驱动气缸工作，带动所述导向伸缩杆伸缩，进而带动所述进料筒和所述导向环在所述安装环上上下往复振动，从而使得所述进料筒内的混合料在被振动过程中进入到所述混料筒内，通过所述混料搅拌螺杆对混料进行熔融挤出，从而使得混料在进入到所述混料筒之间已经进行了初步梳理，使得供料更平滑，避免了混料全部堆积到所述混料筒的出料口。

Description

一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的装置及方法

技术领域

本发明涉及聚合物材料加工技术领域，尤其涉及一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的装置及方法。

背景技术

目前熔喷布作为核心材料，是口罩过滤效率的关键因素，在熔喷布生产过程中，驻极母粒则是核心的材料，其主要作用是在静电驻极后，使熔喷布带电时间长久，口罩过滤效率能够在2年内保证。

驻极母粒中的驻极材料主要依靠粉体材料，电气石，二氧化硅，聚四氟乙烯的超细粉体等是最常用的材料。在生产驻极母粒过程中，这些粉体材料必须得到良好的分散，在驻极母粒生产过程中要做到抽粒不断条，真空不冒料，在熔喷布生产过程要做到不堵喷丝板，这样才能保证在熔喷布纤维中分散均匀，驻极效果良好。

在将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅进行混合过程中，现有的混合机械在进行混合过程中，混合料堆积在出料口的位置，从而难以将混合料输送至双螺杆挤出机内进行下一步加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的装置及方法，旨在解决现有技术中的在将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅进行混合过程中，现有的混合机械在进行混合过程中，混合料堆积在出料口的位置，从而难以将混合料输送至双螺杆挤出机内进行下一步加工的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的装置，包括加工台、混料筒、混料搅拌螺杆、推送组件和进料组件；所述混料筒与所述加工台固定连接，并位于所述加工台的一侧，所述混料搅拌螺杆与所述混料筒转动连接，并位于所述混料筒内，所述推送组件与所述加工台固定连接，并与所述混料筒滑动连接；所述进料组件包括进料筒、进料搅拌轴、进料搅拌桨和振动构件，所述进料筒与所述混料筒滑动连接，并位于所述混料筒远离所述加工台的一侧，所述进料搅拌轴与所述进料筒转动连接，并位于所述进料筒内，所述进料搅拌桨与所述进料搅拌轴固定连接，并与所述进料筒转动连接，且位于所述进料搅拌轴靠近所述进料筒的一侧；所述振动构件包括安装环、导向环、驱动气缸和导向伸缩杆，所述安装环与所述混料筒固定连接，并与所述混料筒的内部贯通，且位于所述混料筒靠近所述进料筒的一侧，所述导向环与所述混料筒固定连接，并与所述安装环滑动连接，所述导向环与所述混料筒的内部贯通，并与所述安装环贯通，且位于所述混料筒靠近所述安装环的一侧，所述驱动气缸与所述加工台固定连接，并位于所述加工台靠近所述混料筒的一侧，所述导向伸缩杆的一端与所述驱动气缸的输出端固定连接，并另一端与所述进料筒固定连接，且位于所述进料筒和所述驱动气缸之间。

其中，所述推送组件包括容纳箱、推送杆和推送驱动构件，所述容纳箱与所述混料筒固定连接，并与所述混料筒的内部贯通，且位于所述混料筒靠近所述进料筒的一侧；所述推送杆与所述容纳箱滑动连接，并位于所述容纳箱内，且部分伸入所述混料筒内；所述推送驱动构件与所述加工台固定连接，并与所述推送杆滑动连接。

其中，所述推送驱动构件包括导向筒体和推送液压电机，所述导向筒体与所述加工台固定连接，并位于所述加工台靠近所述容纳箱的一侧；所述推送液压电机与所述加工台固定连接，并位于所述加工台靠近所述导向筒体的一侧，所述推送液压电机的输出端与所述推送杆固定连接，并驱动所述推送杆伸缩。

其中，所述容纳箱具有容纳槽，所述容纳槽位于所述容纳箱内，并与所述推送杆配合；所述混料筒具有混料槽，所述混料槽位于所述混料筒内，并与所述容纳槽贯通。

其中，所述振动构件还包括水平支座，所述水平支座的一侧与所述进料筒固定连接，并另一侧与所述导向伸缩杆固定连接，且位于所述导向伸缩杆靠近所述进料筒的一端。

其中，所述进料组件还包括搅拌驱动电机，所述搅拌驱动电机与所述混料筒固定连接，并位于所述混料筒远离所述容纳箱的一侧，所述搅拌驱动电机的输出轴与所述混料搅拌螺杆固定连接。

本发明还包括一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的方法，包括以下步骤：

将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅加入进料筒内进行混合，混合温度达到60度以上；

将混合得到的混合物导入混合筒内进行熔融挤出；

将得到的混合熔体使用双辊式结片机进行结片；

将制备得到的气相二氧化硅预分散片料和高熔指聚丙烯导入所述混合筒内混炼造粒得到驻极母粒。

其中，在“将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅加入进料筒内进行混合”中，

使用的微粉化费托蜡的熔滴点在90-120摄氏度之间。

本发明的一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的装置及方法，通过将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅放入到所述进料筒内，打开所述进料搅拌轴的驱动设备，所述进料搅拌轴外侧的所述进料搅拌桨对加入料进行搅拌，使混料在所述进料筒内被分散，并进入到所述进料筒靠近所述导向环的位置，控制所述驱动气缸工作，带动所述导向伸缩杆伸缩，进而带动所述进料筒和所述导向环在所述安装环上上下往复振动，从而使得所述进料筒内的混合料在被振动过程中进入到所述混料筒内，通过所述推送组件将混料推送至所述混料筒内，通过所述混料搅拌螺杆对混料进行熔融挤出，从而使得混料在进入到所述混料筒之间已经进行了初步梳理，使得供料更平滑，避免了混料全部堆积到所述混料筒的出料口。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的振动构件的结构示意图。

图2是本发明的进料组件的结构示意图。

图3是本发明的推送驱动构件的结构示意图。

图4是本发明的推送组件的结构示意图。

图5是本发明的使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的方法流程图。

图中：1-加工台、2-混料筒、3-混料搅拌螺杆、4-推送组件、5-进料组件、21-混料槽、41-容纳箱、42-推送杆、43-推送驱动构件、51-进料筒、52-进料搅拌轴、53-进料搅拌桨、54-振动构件、55-搅拌驱动电机、100-使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的装置、411-容纳槽、431-导向筒体、432-推送液压电机、541-安装环、542-导向环、543-驱动气缸、544-导向伸缩杆、545-水平支座。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图4，本发明提供了一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的装置100，包括加工台1、混料筒2、混料搅拌螺杆3、推送组件4和进料组件5；所述混料筒2与所述加工台1固定连接，并位于所述加工台1的一侧，所述混料搅拌螺杆3与所述混料筒2转动连接，并位于所述混料筒2内，所述推送组件4与所述加工台1固定连接，并与所述混料筒2滑动连接；所述进料组件5包括进料筒51、进料搅拌轴52、进料搅拌桨53和振动构件54，所述进料筒51与所述混料筒2滑动连接，并位于所述混料筒2远离所述加工台1的一侧，所述进料搅拌轴52与所述进料筒51转动连接，并位于所述进料筒51内，所述进料搅拌桨53与所述进料搅拌轴52固定连接，并与所述进料筒51转动连接，且位于所述进料搅拌轴52靠近所述进料筒51的一侧；所述振动构件54包括安装环541、导向环542、驱动气缸543和导向伸缩杆544，所述安装环541与所述混料筒2固定连接，并与所述混料筒2的内部贯通，且位于所述混料筒2靠近所述进料筒51的一侧，所述导向环542与所述混料筒2固定连接，并与所述安装环541滑动连接，所述导向环542与所述混料筒2的内部贯通，并与所述安装环541贯通，且位于所述混料筒2靠近所述安装环541的一侧，所述驱动气缸543与所述加工台1固定连接，并位于所述加工台1靠近所述混料筒2的一侧，所述导向伸缩杆544的一端与所述驱动气缸543的输出端固定连接，并另一端与所述进料筒51固定连接，且位于所述进料筒51和所述驱动气缸543之间。

在本实施方式中，所述加工台1内部安装有电源装置和控制装置，并在所述加工台1上通过支架螺纹安装有所述混料筒2，所述混料筒2为圆柱体，并在所述混料筒2内通过轴承安装有所述混料搅拌螺杆3，所述混料搅拌螺杆3的数量为两个，并并排安装，且进行相向转动，使得两个所述混料搅拌螺杆3的外螺纹进行啮合，从而进行熔融挤出；所述进料筒51通过支架安装在所述混料筒2的顶部，并所述进料筒51的内部中空，在所述进料筒51的顶部具有进料的开口，在所述进料筒51的底部具有出料的开口，所述进料筒51的底部螺纹安装有所述导向环542，所述导向环542与所述进料筒51的内部贯通，在所述混料筒2的顶部安装有所述安装环541，所述安装环541与所述混料筒2的内部贯通，并套设在所述导向环542的外侧，且对所述导向环542进行轴向方向上的滑动限位，使得所述进料筒51可进行靠近和远离所述混料筒2的方向滑动，在所述进料筒51的外侧螺纹固定有所述导向伸缩杆544，所述导向伸缩杆544的伸缩段的端部与所述进料筒51螺纹固定，所述导向伸缩杆544的固定段与所述驱动气缸543螺纹固定，所述驱动气缸543驱动所述导向伸缩杆544进行伸缩，并螺纹安装在所述加工台1上，输出端朝向所述进料筒51的方向，所述推送组件4安装在所述混料筒2的端部，所述混料搅拌螺杆3的驱动设备螺纹安装在所述混料筒2远离所述推送组件4的一侧，在所述混料筒2的底部具有出料孔，通过在所述混料筒2的出料孔安装出料导向筒，从而可将混料导出；如此，将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅放入到所述进料筒51内，打开所述进料搅拌轴52的驱动设备，所述进料搅拌轴52外侧的所述进料搅拌桨53对加入料进行搅拌，使混料在所述进料筒51内被分散，并进入到所述进料筒51靠近所述导向环542的位置，控制所述驱动气缸543工作，带动所述导向伸缩杆544伸缩，进而带动所述进料筒51和所述导向环542在所述安装环541上上下往复振动，从而使得所述进料筒51内的混合料在被振动过程中进入到所述混料筒2内，通过所述推送组件4将混料推送至所述混料筒2内，通过所述混料搅拌螺杆3对混料进行熔融挤出，从而使得混料在进入到所述混料筒2之间已经进行了初步梳理，使得供料更平滑，避免了混料全部堆积到所述混料筒2的出料口。

进一步地，请参阅图1、图3和图4，所述推送组件4包括容纳箱41、推送杆42和推送驱动构件43，所述容纳箱41与所述混料筒2固定连接，并与所述混料筒2的内部贯通，且位于所述混料筒2靠近所述进料筒51的一侧；所述推送杆42与所述容纳箱41滑动连接，并位于所述容纳箱41内，且部分伸入所述混料筒2内；所述推送驱动构件43与所述加工台1固定连接，并与所述推送杆42滑动连接。

在本实施方式中，所述容纳箱41螺纹安装在所述混料筒2的端部，并与所述混料筒2的内部贯通，所述推送杆42通过滑套与所述容纳箱41滑动，并滑动方向朝向所述混料搅拌螺杆3的方向，从而将掉落的混料推送至所述混料搅拌螺杆3的位置进行加工，从而使得进料效果更好。

进一步地，请参阅图1、图3和图4，所述推送驱动构件43包括导向筒体431和推送液压电机432，所述导向筒体431与所述加工台1固定连接，并位于所述加工台1靠近所述容纳箱41的一侧；所述推送液压电机432与所述加工台1固定连接，并位于所述加工台1靠近所述导向筒体431的一侧，所述推送液压电机432的输出端与所述推送杆42固定连接，并驱动所述推送杆42伸缩。

在本实施方式中，所述导向筒体431与所述容纳箱41螺纹固定，并与所述容纳箱41的内部贯通，所述推送液压电机432的输出轴与所述推送杆42螺纹固定，所述推送液压电机432为轴向驱动设备，能够驱动所述推送杆42进行轴向移动，从而使得所述推送杆42在所述容纳箱41和所述混料筒2内滑动。

进一步地，请参阅图4，所述容纳箱41具有容纳槽411，所述容纳槽411位于所述容纳箱41内，并与所述推送杆42配合；所述混料筒2具有混料槽21，所述混料槽21位于所述混料筒2内，并与所述容纳槽411贯通。

在本实施方式中，所述容纳箱41内部具有所述容纳槽411，所述混料筒2内部具有混料槽21，所述容纳槽411与所述混料槽21的槽口直径相同，所述推送杆42的直径与所述容纳槽411和所述混料槽21直径相同，从而使得混料在所述容纳槽411和所述混料槽21之间能够被更好的推送。

进一步地，请参阅图2，所述振动构件54还包括水平支座545，所述水平支座545的一侧与所述进料筒51固定连接，并另一侧与所述导向伸缩杆544固定连接，且位于所述导向伸缩杆544靠近所述进料筒51的一端。

在本实施方式中，所述水平支座545的一端螺杆安装在所述进料筒51的侧壁，所述水平支座545的数量为两个，所述导向伸缩杆544和所述驱动气缸543的数量也为两个，从而对所述进料筒51进行支撑，使得所述进料筒51的支撑更稳定。

进一步地，请参阅图3，所述进料组件5还包括搅拌驱动电机55，所述搅拌驱动电机55与所述混料筒2固定连接，并位于所述混料筒2远离所述容纳箱41的一侧，所述搅拌驱动电机55的输出轴与所述混料搅拌螺杆3固定连接。

在本实施方式中，所述搅拌驱动电机55的数量为两个，并分别并排安装在所述混料筒2远离所述容纳箱41的一侧，并对两个所述混料搅拌螺杆3进行驱动旋转，使得所述混料搅拌螺杆3的加工效果更好。

请参阅图5，一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的方法，包括以下步骤：

S601：将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅加入进料筒51内进行混合，混合温度达到60度以上；

S602：将混合得到的混合物导入混合筒内进行熔融挤出；

S603：将得到的混合熔体使用双辊式结片机进行结片；

S604：将制备得到的气相二氧化硅预分散片料和高熔指聚丙烯导入所述混合筒内混炼造粒得到驻极母粒。

进一步地，在“将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅加入进料筒51内进行混合”中，

使用的微粉化费托蜡的熔滴点在90-120摄氏度之间。

进一步地，在“将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅加入进料筒51内进行混合”中，

使用费托蜡的平均粒径小于10微米。

进一步地，在“将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅加入进料筒51内进行混合”中，

费托蜡和气相二氧化硅经过了高速混合。

在本实施方式中，用费托蜡做载体，使用双螺杆挤出机制备气相二氧化硅的预分散体，使用步骤一制备的预分散体和高熔指聚丙烯用双螺杆挤出机混炼造粒得到驻极母粒，气相二氧化硅为纳米粉体，比表面积非常大，一般为100-300m2/g，吸油量大，在熔喷布使用的聚丙烯树脂中分散困难，必须借助分散剂才可以进行分散。本发明中使用费托蜡而不使用常用分散剂聚乙烯蜡，主要是因为熔喷布使用的聚丙烯树脂中一般会残留过氧化物，残留量较大时会对聚乙烯蜡造成局部交联，交联物不熔融会堵喷丝板。费托蜡为直链结构不易交联。

熔点低于80度的费托蜡，和气相二氧化硅预混合后，形成的片状颗粒依然容易粘附/团聚，不利于在步骤二时和高熔指聚丙烯树脂均匀混合，气相二氧化硅为纳米粉体，堆密度非常低，和蜡/树脂等颗粒材料混合时难以混合均匀，采用微粉化的费托蜡和气相二氧化硅高速混合，混合均匀性好。

费托蜡的型号为SP30，熔点110,平均粒径6um；气相二氧化硅M5，比表面积200m2/g，原始粒径12nm，高熔指聚丙烯树脂为山东道恩熔指1500，双螺杆挤出机为南京科倍隆ZSK65，长径比64：1；对照样采用高熔指聚丙烯树脂，费托蜡，气相二氧化硅比例为70：20：10，共混挤出造粒，断条严重，熔喷时易堵模头，以2％的加量加入熔喷布，滤效约88％，造粒不断条，熔喷不堵模头，以2％的加量加入熔喷布，滤效约95％。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的方法，其特征在于，包括以下步骤，

将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅加入进料筒内进行混合，使用费托蜡的平均粒径小于10微米，混合温度达到60度以上；

将混合得到的混合物导入混合筒内进行熔融挤出；

将得到的混合熔体使用双辊式结片机进行结片；

将制备得到的气相二氧化硅预分散片料和高熔指聚丙烯导入所述混合筒内混炼造粒得到驻极母粒。

2.如权利要求1所述的使用改性无机粉体生产静电驻极母粒的方法，其特征在于，在“将微粉化费托蜡和疏水型气相二氧化硅加入进料筒内进行混合”中，

使用的微粉化费托蜡的熔滴点在90-120摄氏度之间。

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