CN115157473B - 一种混料机及混料造粒一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混料机及混料造粒一体机，混料机包括主料进料装置、副料进料装置、气流常温辅助混合装置，主料进料装置包括主进料口，主料斗和加压风机，副料进料装置包括副进料口，副料斗、输料管，气流常温辅助混合装置包括混料室，混料室内设有导流板，导流板位于主料出口下方，导流板的两侧设置有导气孔，导流板下方设有输料管，输料管的出料端设有落料口。本发明一些实例的混料机，利用加压风机和导流板等共同作用，在混料室局部形成负压区，利用气压、重力等方式，实现多种不同性质改性剂的均匀混合，同时气流的存在，避免了物料堵塞或堆积，有利于实现连续化生产，同时可以用于多种功能母粒的生产。

Description

一种混料机及混料造粒一体机

技术领域

本发明涉及一种木塑共挤壳层材料的生产设备，具体涉及一种混料机及混料造粒一体机。

背景技术

共挤出木塑复合材料是使用两台或两台以上的挤出机，分别将表层的热塑性塑料和芯层的木塑复合材料一起通入共挤模具中，让热塑性塑料以较小的体积占比均匀的包覆在木塑复合材料表面，用较低的成本来高效地提高复合材料整体韧性，同时降低吸湿、改善尺寸稳定性，又可以赋予木塑复合材料抗霉变等优异的表面功能性。近年来，共挤出木塑复合制品凭借其上述优势，快速发展成为当今市场的主流产品。纯的通用热塑性塑料作为共挤壳层材料时，它的力学性能、抗老化性能、耐磨性、耐刮擦性、防滑性及纹理特征均不能满足实际应用需求，于是在实际生产中需要在表层的热塑性塑料中添加多种功能添加剂，常用的添加剂有阻燃剂、抗老化剂、增韧剂、纳米级金属氧化物、增容剂、颜料等。在制备多功能共挤壳层材料时，添加的多种改性剂之间的性质差异大，极易导致团聚、沉底、相互反应失效等问题出现，大大降低了添加剂功能改性的效果。

传统的混料-造粒过程制备共挤壳层材料，在混合过程中容易造成改性料的堆积，用提高添加量的方式可以获得极为有限的性能改善，但是这对于动辄需要几十万元一吨的功能改性剂来说是极大的成本浪费；同时堆积的改性料在造粒过程中易污染乃至堵塞喂料螺杆和螺筒，使得连续化生产困难；反复清理过程加速了螺杆和螺筒的损坏，同时增加了制备过程中的人力成本。这种方法制备得到的共挤壳层材料中，改性剂（添加剂）的分散/分布均匀性较差，导致材料性能不稳定。

通过将改性剂与热塑性高分子混合均匀并制备功能性母粒，既可以方便后续的改性剂的添加，又可以减少混料的难度。因此，发明一种可以有效混合不同性质改性剂的混料造粒装置，对于制备高质量的功能母粒及功能材料，具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供一种混料机及混料造粒一体机。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一个方面，提供：

一种混料机，包括：主料进料装置、副料进料装置、气流常温辅助混合装置，其中：

所述主料进料装置包括主进料口，主料斗和加压风机，所述主料进料装置的主料出口与气流常温辅助混合装置相连通；

所述副料进料装置包括副进料口，副料斗、输料管，所述副料进料装置的副料出口与所述输料管相连通；

所述气流常温辅助混合装置包括混料室，所述混料室内设有导流板，所述导流板位于主料出口下方，所述导流板的两侧设置有导气孔，导流板下方设有所述输料管，所述输料管的出料端设有落料口。

在一些混料机的实例中，所述副料进料装置还设有气流调节阀，所述气流调节阀用于调节所述输料管的进风量。

在一些混料机的实例中，所述输料管包括在外的固定套筒和在内的旋转料筒。

在一些混料机的实例中，所述固定套筒与所述旋转料筒设有开孔，在中部下半面组成一个孔径可调的落料口。

在一些混料机的实例中，所述固定套筒与所述旋转料筒设有开孔，在远端点的下半面组成一个孔径可调的回收料口。

在一些混料机的实例中，所述气流常温辅助混合装置的混合料出口设有气流调节阀。

在一些混料机的实例中，所述主料出口为长条形。

在一些混料机的实例中，所述导流板为弯向所述输料管的弧形板。

在一些混料机的实例中，所述输料管内设有输料螺旋。

在一些混料机的实例中，所述导流板将主料出口的落料平均分隔。

在一些混料机的实例中，所述主料进料装置还设有混料器。

在一些混料机的实例中，所述副料进料装置还设有混料器。

本发明的第二个方面，提供：

一种造粒机，其包括本发明第一个方面所述的混料机、进料口、熔融混合区和造粒区。

在一些造粒机的实例中，所述熔融混合区和造粒区之间设有真空导流口。

本发明的有益效果是：

本发明一些实例的混料机，利用加压风机和导流板等共同作用，在混料室局部形成负压区，利用气压、重力等方式，实现多种不同性质改性料的均匀混合，同时气流的存在，避免了物料堵塞或堆积，有利于实现连续化生产。在输料管中设置具有孔径的落料口和回收料口可以防止大尺寸或团聚的改性料进入混合装置中，同时设置气流调节阀来阻止改性料的团聚及粘连。气流常温辅助混合装置中设置带孔导流板可以使气流在经过落料口下方区域时形成负压区，改善低密度易团聚型改性料的喂料架桥及均匀混合的问题。改性料在气流带动下随主料流进入熔融混合区，让其终保持着在主料体积内的均匀分散效果，避免在混合过程中出现团聚及沉底现象，保证改性料的稳定应用效果。

本发明一些实例的混料机，可以方便地通过调节风压、落料口大小、导流板的开合角度、导气孔的大小等，可以适用于多种物料的混合，满足不同功能母粒制备的需要。

附图说明

图1是本发明一些实例混料机的整体结构示意图。

图2是本发明一些实例混料机气流常温辅助混合装置的结构示意图。

图3是本发明一些实例混料机混料室的局部结构示意图。

图4是不同设备混料造粒成型后试样的初始抗冲击性能对比，右图为老化后材料的抗冲击性能对比。

图5是不同设备混料造粒成型后试样老化后的颜色对比。

图6是传统高速混料机出现团聚及粘黏螺杆的照片。

附图标记：

主料进料装置-1、主进料口-11、主料斗-12、主料出口-13

副料进料装置-2、副进料口-21、副料斗-22、输料管-23、固定套筒-231、旋转料筒-232、开孔-233、回收料口-234

气流常温辅助混合装置-3、导流板-31、导气孔-311、

加压风机-4

气流调节阀-5

熔融混合区-6、真空导流口-61。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终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方式是示例性的，仅用于解释本发明，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，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”以及“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通、间接连通或两个元件的相互作用关系。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方案。

参照图1～3，一种混料机，包括：主料进料装置1、副料进料装置2、气流常温辅助混合装置3，其中：

所述主料进料装置1包括主进料口11，主料斗12和加压风机4，所述主料进料装置1的主料出口13与气流常温辅助混合装置3相连通；

所述副料进料装置2包括副进料口21，副料斗22、输料管23，所述副料进料装置的副料出口与所述输料管23相连通；

所述气流常温辅助混合装置3包括混料室，所述混料室内设有导流板31，所述导流板31位于主料出口13下方，所述导流板31的两侧设置有导气孔311，导流板31下方设有所述输料管23，所述输料管23的出料端设有落料口。

在一些混料机的实例中，所述副料进料装置2还设有气流调节阀5，所述气流调节阀5用于调节所述输料管23的进风量。必要时，可以通过调节气流调节阀实现对气流的控制，进而实现对改性料的控制。

在一些混料机的实例中，所述副料进料装置2还设有加压风机4。这样可以根据需要进行加压处理，便于物料的输送和混合。

在一些混料机的实例中，所述输料管23包括在外的固定套筒231和在内的旋转料筒232。这样可以通过旋转料筒的转动，实现孔径的调节，满足不同产品出料的需要。

在一些混料机的实例中，所述固定套筒232与所述旋转料筒232设有开孔233，在中部下半面组成一个孔径可调的落料口。

在一些混料机的实例中，所述固定套筒231与所述旋转料筒232设有开孔233，在远端点的下半面组成一个孔径可调的回收料234。这样有利于回收相应的物料，提高物料的利用率。

在一些混料机的实例中，所述气流常温辅助混合装置3的混合料出口32设有气流调节阀5。通过气流调节阀可以调整改性料的分散状态。

在一些混料机的实例中，所述主料出口13为长条形。

在一些混料机的实例中，所述导流板31为弯向所述输料管的弧形板。这样物料可以更好地被导流至导流板下方的负压区，与输料管输出的辅料混合。

在一些混料机的实例中，所述输料管23内设有输料螺旋233。这样有利于物料在输料管内进一步混合均匀。

在一些混料机的实例中，所述导流板31将主料出口13的落料平均分隔。这样落料可以更为均匀地被分散在两侧。

在一些混料机的实例中，所述主料进料装置1还设有混料器。这样可以实现物料的初步混合。

在一些混料机的实例中，所述副料进料装置2还设有混料器。这样可以实现物料的初步混合。

一种造粒机，其包括本发明第一个方面所述的混料机、进料口、熔融混合区6和造粒区。

在一些造粒机的实例中，所述熔融混合区6和造粒区之间设有真空导流口61。这样可以提供一定的吸引力，使混合物料更均匀地进入熔融混合区。

特别的，本发明一种具体的造粒机，包括混料机、熔融混合区6和造粒区，混料机，包括主料进料装置1、副料进料装置2、气流常温辅助混合装置3，

所述主料进料装置1包括主进料口11，主料斗12、加压风机4和混料器，所述主料进料装置1的主料出口13与气流常温辅助混合装置3相连通，所述主料出口13为长条形；

所述副料进料装置2包括副进料口21，副料斗22、输料管23、加压风机4、气流调节阀5和混料器，所述副料进料装置2的副料出口与所述输料管23相连通，所述输料管23包括在外的固定套筒231和在内的旋转料筒232，所述固定套筒232与所述旋转料筒232设有开孔233，在中部下半面组成一个孔径可调的落料口，在远端点的下半面组成一个孔径可调的回收料口234，所述输料管23内设有输料螺旋233；

所述气流常温辅助混合装置3包括混料室，所述混料室内设有导流板31，所述导流板31位于主料出口13下方并将主料出口13的落料平均分隔，所述导流板31的两侧设置有导气孔311，导流板31下方设有所述输料管23，所述输料管23的出料端设有落料口；

所述气流常温辅助混合装置3的出料口出料进入熔融混合区6，熔融后进入造粒区，所述熔融混合区6和造粒区之间设有真空导流口61。

下面结合实例，进一步说明本发明的技术方案。以下实例中，如无特别说明，实施例使用的造粒机为上述的具体造粒机。

实施例1

将高密度聚乙烯5000S加入主料斗，弹性体SEBS加入辅料斗。设置输料管的落料口和回收料口的开孔直径分别为8mm和16mm，主进料装置加压风机的进气风压为1.5kPa；辅进料装置加压风机的进气风压为0.8kPa，气流调节阀的开度为1/5；混合料出口的气流调节阀开度为1/4，真空导流口的真空度为0.08MPa。ZMEDI-25/48型平双造粒机主机转速设置为220rpm，产量为25kg/小时；调整副料进料装置的输料螺旋转速，使弹性体进料速度为5kg/小时，保证母料中高密度聚乙烯5000S和弹性体SEBS的质量比为80:20。最后将弹性体增韧改性的母料经由注塑机制备成80mm（长）×13mm（宽）×4mm（厚）的测试样品，测试抗冲击性能。

实施例2

将实施例1中的弹性体改性高密度聚乙烯5000S加入主料斗，紫外吸收剂和光稳定剂1:1混合料加入辅料斗。设置输料管的落料口和回收料口的开孔直径分别为6mm和10mm，主进料装置加压风机的进气风压为2.0kPa；辅进料装置加压风机的进气风压为0.6kPa，气流调节阀的开度为1/4；混合料出口的气流调节阀开度为1/4，真空导流口的真空度为0.08MPa。ZMEDI-25/48型平双造粒机主机转速设置为220rpm，产量为25kg/小时；调整副料进料装置的输料螺旋转速，使紫外吸收剂和光稳定剂1:1混合料进料速度为0.5kg/小时，保证母料中高密度聚乙烯5000S、紫外吸收剂和光稳定剂的质量比为98:1:1。最后将紫外吸收剂和光稳定剂抗老化改性的母料经由注塑机制备成80mm（长）×13mm（宽）×4mm（厚）的测试样品，测试抗老化性能。

对比例1

将高密度聚乙烯5000S和弹性体SEBS以80:20的质量比加入混料机高速混合15min，再将混合料加入ZMEDI-25/48型平双造粒机中进行造粒挤出，造粒机主机转速设置为220rpm，产量为25kg/小时；最后将弹性体增韧改性的母料经由注塑机制备成80mm（长）×13mm（宽）×4mm（厚）的测试样品，测试抗冲击性能。

对比例2

将实施例1制备的弹性体改性高密度聚乙烯5000S，紫外吸收剂Tinuvin326和光稳定剂Chimassorb 2020 FDL以98:1:1的质量比加入混料机高速混合12min，再将混合料加入ZMEDI-25/48型平双造粒机中进行造粒挤出，造粒机主机转速设置为220rpm，产量为25kg/小时；最后将抗老化改性的母料经由注塑机制备成一80mm（长）×13mm（宽）×4mm（厚）的测试样品，测试抗老化性能。

对比例3：

将实施例1制备的弹性体改性高密度聚乙烯5000S，紫外吸收剂Tinuvin326和光稳定剂Chimassorb 2020 FDL以96:2:2的质量比加入混料机高速混合12min，再将混合料加入ZMEDI-25/48型平双造粒机中进行造粒挤出，造粒机主机转速设置为220rpm，产量为25kg/小时；最后将抗老化改性的母料经由注塑机制备成80mm（长）×13mm（宽）×4mm（厚）的测试样品，测试抗老化性能。

性能测试

为了更好的说明本发明，下面对各实施方案得到的功能改性5000S材料进行测试，采用行业内的标准测试方法对弹性体增韧改性后的产品进行悬臂梁冲击测试，UV紫外光加速老化后的产品进行抗冲击性能及颜色变化测试，同时结合对比例进行比较，性能结果如图4和图5所示。

上述实验数据表明，实施例1制备的弹性体改性5000S母料的冲击性能及冲击性能稳定性远优于对比例1，混合造粒一体机制备的功能母料，改性料在塑料基体中分散更均匀，改性效果更好。对比例2用传统高速混合工艺制备抗老化改性功能母料时，紫外吸收剂和光稳定剂极易出现团聚及粘黏螺杆的现象（如图6所示），改性效果远低于实施例2制备的抗老化改性功能母料。对比例3用提高改性料用量方式期望获得性能的改善，实际效果远不如实施例2，然而价格昂贵的紫外吸收剂和光稳定剂使得母料生产成本提高了4000-5000元/吨。

以上是对本发明所作的进一步详细说明，不可视为对本发明的具体实施的局限。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的简单推演或替换，都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种混料机，其特征在于，包括：主料进料装置、副料进料装置、气流常温辅助混合装置，其中：

所述主料进料装置包括主进料口，所述主料出口为长条形，主料斗和加压风机，所述主料进料装置的主料出口与气流常温辅助混合装置相连通；

所述副料进料装置包括副进料口，副料斗、输料管，所述副料进料装置的副料出口与所述输料管相连通，所述输料管包括在外的固定套筒和在内的旋转料筒，所述固定套筒与所述旋转料筒设有开孔，在中部下半面组成一个孔径可调的落料口，所述固定套筒与所述旋转料筒设有开孔，在远端点的下半面组成一个孔径可调的回收料口；

所述气流常温辅助混合装置包括混料室，所述混料室内设有导流板，所述导流板为弯向所述输料管的弧形板，所述导流板位于主料出口下方，所述导流板的两侧设置有导气孔，导流板下方设有所述输料管，所述输料管的出料端设有落料口。

2.根据权利要求1所述的混料机，其特征在于，所述副料进料装置还设有气流调节阀，所述气流调节阀用于调节所述输料管的进风量。

3.根据权利要求1所述的混料机，其特征在于，所述气流常温辅助混合装置的混合料出口设有气流调节阀。

4.根据权利要求1～3任一项所述的混料机，其特征在于，所述输料管内设有输料螺旋。

5.一种造粒机，其包括混料机、进料口、熔融混合区和造粒区，其特征在于，所述混料机如权利要求1～4任一项所述。

6.根据权利要求5所述的造粒机，其特征在于，所述熔融混合区和造粒区之间设有真空导流口。