CN1305947C - 一种玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法及其设备 - Google Patents

一种玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法及其设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法及其设备，它通过在工程塑料溶化状态加入玻璃纤维，经搅拌后挤出改性后的工程塑料，加入的玻璃纤维是长短不匀的玻璃纤维，且在振动状态下加入。设备包括双螺杆挤出机，它包括螺杆、机筒、加热装置，机筒上设有基改性料加入口，对应螺杆的送料段，改性料加入口对应的送料段螺杆的螺纹为每个螺纹的法向截面上，螺纹谷点在靠近传动轴颈段的一侧。本发明通过加入的玻璃纤维是长短不匀的玻璃纤维，可使玻璃纤维种类得到充分利用，特别是可以把废玻璃纤维可以作为原料，既节约了成本，又有利于环境保护；另外，在螺杆送料段的螺纹的直线的结构，保证了不连续玻璃纤维能够加入。

Description

一种玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法及其设备
技术领域
本发明涉及一种用玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法及其生产设备。
背景技术
以聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚四氟乙烯(PTEE)为代表的工程塑料已得到了迅速发展，逐步替代金属广泛应用于机械、电子、汽车、建筑、家具等行业，它具有耐磨、耐腐蚀、重量轻、可塑性好等优点。近年来，人们对工程塑料加入增强材料作了深入的研究，通常通过加入二氧化硅粉体、炭粉、滑石粉、云母、碳酸钙及各种短纤维来提高工程塑料的机械性能，同时也通过掺混合金来实现。化学工业出版社2002年4月份出版的《常用合成树脂的性能和应用手册》第442-443页公开了含30％玻璃纤维增强的PA66(尼龙)、间规PS(聚苯乙烯)、PBT(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PPS(聚苯乙烯)等工程塑料的机械、热、电及物性能。通常，上述工程塑料加入玻璃纤维方法是将在双螺杆挤出机内在工程塑料熔化状态下加入连续的玻璃纤维，或在双螺杆挤出机内在工程塑料熔化状态下通过加料机加入长度不大于5mm的玻璃纤维。上述方法存在的不足是：加入的玻璃纤维必须是连续且粗细均匀的或长度不大于5mm且较为均匀的，使加入的玻璃纤维受到了限制，使玻璃纤维特别是废玻璃纤维不能得到应用。
中国专利局1995年公开的“一种热固性粉末涂料双螺杆挤出机用复合螺杆”专利说明书(专利号：94225826.6)，该专利介绍了热固性粉末涂料双螺杆挤出机用复合螺杆的截面形状由一端向另一端分别是传动轴颈段、送料段、混炼段和挤出段，其中送料段的齿形与配偶螺杆齿合。而且从该说明书的附图中可看出其送料段的螺纹都是一样的，每个螺纹的法向截面为圆弧形，其螺纹谷点在圆弧的中点。这种复合螺杆的送料段适合加入粉末料，但是不能加入长短不均的纤维，如加入玻璃纤维长短不均，则不能进入到螺杆中去。
发明内容
针对上述问题，本发明拟解决的问题是提供一种玻璃纤维增强热塑性工程塑料过程中，能加入长短不均的玻璃纤维的方法及其设备。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法，它通过在工程塑料熔化状态加入玻璃纤维，经搅拌后挤出改性后的工程塑料，加入的玻璃纤维是长短不匀的玻璃纤维。上述的玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法，加入长短不匀的玻璃纤维的长度是不大于8厘米。加入长短不匀的玻璃纤维是在振动状态下加入。振动的频可以在20～200Hz。
上述玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法，所述的热塑性工程塑料是尼龙66或尼龙6或是间规聚苯乙烯或聚对苯二甲酸甲二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚苯乙烯。
前述玻璃纤维改性热塑性工程塑料的生产设备，包括双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机包括二根平行的螺杆、在所述螺杆外的机筒以及加热装置，所述机筒上设有基料加入口和改性料加入口，所述螺杆的由一端向另一端分别是传动轴颈段、送料段、混炼段和挤出段，所述基料加入口和改性料加入口对应二根平行的螺杆的送料段，所述改性料加入口对应的送料段螺杆的螺纹为每个螺纹的法向截面上，螺纹谷点在靠近传动轴颈段的一侧。上述的玻璃纤维改性热塑性工程塑料的生产设备，所述改性料加入口对应的送料段螺杆的螺纹为每个螺纹在法向截面上为弧线或折线。上述玻璃纤维改性热塑性工程塑料的生产设备，它还组入了一电磁振动器，所述电磁振动器在改性料加入口位置。
上述的玻璃纤维改性热塑性工程塑料的生产设备，它还组入了纤维切断装置。所述纤维切断装置包括支架、在支架上的固定切块和与支架活动连接的移动切刀。
由于采用了上述玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法，它通过加入的玻璃纤维是长短不匀的玻璃纤维，一方面，扩大了热塑性工程塑料中加入的玻璃纤维种类，可使玻璃纤维种类得到充分利用，特别是可以把废玻璃纤维可以作为原料，既节约了成本，又有利于环境保护；另一方面，通过玻璃纤维在振动状态下加入，使长短不匀的玻璃纤维的加入得以实现。另外，玻璃纤维改性热塑性工程塑料的生产设备中的双螺杆挤出机的螺杆，所述改性料加入口对应的送料段螺杆的螺纹为每个螺纹的法向截面上，螺纹谷点在靠近传动轴颈段的一侧，这种结构使加入的不连续玻璃纤维在螺杆转动时能够进入到两螺杆的螺逢中去，保证了不连续玻璃纤维能够加入。
附图说明
图1是双螺杆挤出机的结构图：
图2是双螺杆挤出机的螺杆的结构图；
图3是双螺杆挤出机的改性料加入口对应螺纹的法向剖面图；
图4是纤维切断装置的结构图。
具体实施方式
玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法。它通过在热塑性工程塑料溶化状态加入玻璃纤维，经搅拌后挤出改性后的工程塑料，所加入的玻璃纤维是长短不匀的玻璃纤维，其长度为不大于8厘米，所述长短不匀的玻璃纤维的加入可在振动状态下加入，其在于振动的频为50Hz，当然也可以在20～200Hz范围任意值。前述的热塑性工程塑料为尼龙66，当然本发明的方法也适宜于尼龙6间规聚苯乙烯或聚对苯二甲酸甲二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚苯乙烯。
上述玻璃纤维改性热塑性工程塑料的设备。如图1、图2、图3所示其生产设备包括双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机包括二根平行的螺杆1、在所述螺杆1外的机筒2以及加热装置3，所述机筒2上设有基料加入口4和改性料加入口5。所述螺杆1的由一端向另一端分别是传动轴颈段6、送料段7、混炼段8和挤出段9，所述基料加入口4和改性料加入口5对应二根平行的螺杆1的送料段7。一般情况，送料段7上的螺纹都是一样的，每个螺纹的法向截面为圆弧形，其螺纹谷点在圆弧的中点。而本发明所述改性料加入口5对应的送料段7螺杆的螺纹为在每个螺纹的法向截面上10，螺纹谷点16在靠近传动轴颈段6的一侧，每个螺纹在法向截面10上为弧线11或折线12。这种结构在螺杆1转动时，螺杆1对物料有一个较大的向混炼段8方向推动的力，使加入的不连续玻璃纤维能够进入到两螺杆的螺逢中去，保证了不连续玻璃纤维能够加入。
作为本发明的玻璃纤维改性热塑性工程塑料的生产设备的改进，它还组入了一电磁振动器17，所述电磁振动器17在靠近改性料加入口5位置，通过电磁振动器17的振动，有利于不连续的玻璃纤维的均匀的加入。
作为本发明的玻璃纤维改性热塑性工程塑料的生产设备进一步的改进，所述的玻璃纤维改性热塑性工程塑料的生产设备，还组入了纤维切断装置(参见图4)，所述纤维切断装置包括支架13、在支架上13的固定切块14和与支架13活动连接的移动切刀15，通过所述纤维切断装置，可以把混乱的玻璃纤维有效切断，一般把玻璃纤维切断到八厘米长度内，可通过上述方法把玻璃纤维加入到基料加入口4中。

Claims (7)

1、一种玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法，它通过在工程塑料溶化状态加入玻璃纤维，经搅拌后挤出改性后的工程塑料，其特征在于，加入的玻璃纤维是长短不匀的玻璃纤维，加入长短不匀的玻璃纤维的长度是不大于8厘米；加入长短不匀的玻璃纤维是在振动状态下加入。
2、根据权利要求1所述的玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法，其特征在于振动的频在20～200Hz。
3、根据权利要求1或2所述玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法，其特征在于所述的热塑性工程塑料是尼龙66或尼龙6。
4、根据权利要求1或2所述玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法，其特征在于所述的热塑性工程塑料是间规聚苯乙烯或聚对苯二甲酸甲二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚苯乙烯。
5、根据权利要求1所述玻璃纤维改性热塑性工程塑料的方法所采用的设备，包括双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机包括二根平行的螺杆(1)、在所述螺杆外的机筒(2)以及加热装置(3)，所述机筒(2)上设有基料加入口(4)和改性料加入口(5)，所述螺杆(1)的由一端向另一端分别是传动轴颈段(6)、送料段(7)、混炼段(8)和挤出段(9)，所述基料加入口(4)和改性料加入口(5)对应二根平行的螺杆的送料段(7)，其特征在于所述改性料加入口(5)对应的送料段螺杆的的螺纹为在每个螺纹的法向截面(10)上，螺纹谷点(16)在靠近传动轴颈段(6)的一侧，所述改性料加入口对应的送料段螺杆的螺纹为每个螺纹在法向截面上为弧线(11)或折线(12)，它还组入了一电磁振动器(17)，所述电磁振动器(17)在靠近改性料加入口(5)位置。
6、根据权利要求5所述的玻璃纤维改性热塑性工程塑料的设备，其特征在于它还组入了纤维切断装置。
7、根据权利要求6所述的玻璃纤维改性热塑性工程塑料的设备，其特征在于所述纤维切断装置包括支架(13)、在支架上(13)的固定切块(14)和与支架(13)活动连接的移动切刀(15)。
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