CN207758093U - 一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆 - Google Patents

一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆 Download PDF

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罗京科
李志杰
刘方毅
蒋红芳
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SHANDONG INTCO RECYCLING RESOURCES CO Ltd
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本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,该螺杆通过对正向单螺棱深槽螺纹套、正向通用螺纹套(正向输送、双螺棱、常规槽深)、反向螺纹套(反向输送、双螺棱、常规槽深)、捏合块、正向密炼转子、斜槽形螺纹套等有效组合排列,对废旧聚苯乙烯泡沫塑料进行充分脱挥排气、提供好的混合效果,又避免局部强剪切、减少聚苯乙烯的降解,又提供高效的输送能力。其螺杆长径比为40,由喂料段、压缩段、初级共混段、输送段、侧喂料段、二次压缩段、真空排气段、二级共混段和挤出段依次排列组成,所述初级共混段和二级共混段分别由导程为19:7:19的正向密炼转子、斜槽形螺纹套、反向密炼转子依次排列组成。

Description

一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆
技术领域
[0001] 本实用新型涉及挤出机双螺杆,尤其是一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,适 用于PS/SBS/CaC〇3共混体系的改性。
背景技术
[0002] 废旧聚苯乙烯泡沫塑料一般具有密度波动大、含水量高、含有其它树脂杂质、含有 阻燃剂或发泡剂等残余助剂、且经历多次热历程后易降解的特性。上述特性使得再生聚苯 乙烯质量不稳定,波动幅度大;力学性能低,应用领域局限;再生效率低、耗能高、原料损耗 大、加工成本高。
[0003] 废旧聚苯乙烯泡沫塑料是常见废旧塑料中的一种。对废旧塑料进行优质再生,开 发清洁高效的梯级利用技术和高附加值产品是国内外废旧塑料资源化技术的研究热点。迄 今对废旧塑料再生工艺和配方领域进行了众多的研宄,而针对废旧塑料再生加工的双螺杆 挤出机的螺杆的研宄较少。目前还没有一种同向啮合双螺杆挤出机的螺杆既对废旧塑料行 进充分脱挥排气、提供好的混合效果,又避免局部强剪切、减少废旧塑料的降解,又提供高 效的输送能力。
[0004] 不同螺纹头数不同螺杆直径不同螺槽深度的螺纹元件和捏合块元件在挤出过程 中的建压特性、混合特性和功耗特性方面存在差异。多头螺纹有较高的扭矩等级参数百分 比,但是其自由体积百分比受到局限,其可能的输送量受到限制,而单头螺纹的自由体积百 分比可以较大,但是其螺杆的扭矩等级百分比则小,其混合承载能力受到一定的限制。聚合 物材料在螺杆内受剪切作用时间越长,混合效果越好,但同时可能会造成材料降解。
发明内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于聚苯乙稀共混改性的双螺杆,该螺 杆通过对正向单螺棱深槽螺纹套、正向通用螺纹套(正向输送、双螺棱、常规槽深)、反向螺 纹套(反向输送、双螺棱、常规槽深)、捏合块、正向密炼转子、斜槽形螺纹套等有效组合排 列,对废旧聚苯乙烯泡沫塑料进行充分脱挥排气、提供好的混合效果,又避免局部强剪切、 减少聚苯乙烯的降解,又提供高效的输送能力。
[0006]本实用新型采用的技术方案如下:一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,螺杆长 径比为40,由喂料段、压缩段、初级共混段、输送段、侧喂料段、二次压缩段、真空排气段、二 级共混段和挤出段依次排列组成,所述初级共混段和二级共混段分别由导程为19:7:19的 正向密炼转子、斜槽形螺纹套、反向密炼转子依次排列组成。
[0007]所述双螺杆的喂料段由导程为12:12的二组正向单螺棱深槽螺纹套组成。
[OOOS]所述双螺杆的压缩段由导程为12:9:9:7:7:7的六组正向通用螺纹套依次排列组 成。
[0009]所述双螺杆的输送段由导程为12:12:9:9的四组正向通用螺纹套依次排列组成。 [0010]所述双螺杆的侧喂料段由导程为12:12的二组正向单螺棱深槽螺纹套组成。
[0011]所述双螺杆的二次压缩段由导程为9:9:7:7的四组正向通用螺纹套依次排列组 成。
[0012] 所述双螺杆的真空排气段由导程为7:7:7的啮合块、正向通用螺纹套、正向通用螺 纹套依次组成。
[0013] 所述双螺杆的挤出段由导程为12:12:12:12:12的五组正向单螺棱深槽螺纹套组 成。
[0014]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过在双螺杆的共混段设置正向密炼转 子、反向密炼转子和斜槽形螺纹套组成螺杆组合,通过减少捏合块的强剪切作用而缓解了 聚苯乙烯在复合改性过程中的降解,同时增强了对聚苯乙烯共混体系的混合作用。
[0015]通过在双螺杆的喂料段、侧喂料段和输送段设置单螺棱深槽螺纹套组合,加大自 由体积百分比,增强螺杆的喂料能力和输送能力,从而提高了挤出效率。
附图说明
[0016]图1是本实用新型的结构图;
[0017]图2是通用螺纹套的主视图;
[0018]图3是通用螺纹套的左视图;
[0019]图4是单螺棱深槽螺纹套的主视图;
[0020]图5是单螺棱深槽螺纹套的左视图;
[0021]图6是捏合块图的主视图;
[0022]图7是捏合块图的左视图;
[0023]图8是正向密炼转子的主视图;
[0024]图9是正向密炼转子的左视图;
[0025]图10是反向密炼转子的主视图;
[0026]图11是反向密炼转子的左视图;
[0027]图I2是斜槽形螺纹套的主视图;
[0028]图13是斜槽形螺纹套的左视图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。 _0]如图中所示,一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,螺杆长径比为4〇,由喂料段丄、 压缩段2、初级共混段3、输送段4、侧喂料段5、二次压缩段6、真空排气段7、二级共混段8和挤 出段9依次排列组成,所述初级共混段3和二级共混段8分别由导程为19:7:19的正向密炼转 子31、斜槽形螺纹套32、反向密炼转子33依次排列组成。
[0031]所述双螺杆的喂料段由1导程为12:12的二组正向单螺棱深槽螺纹套11组成。
[0032]所述双螺杆的压缩段2由导程为12:9:9:7:7:7的六组正向通用螺纹套21依次排列 组成。
[0033]所述双螺杆的输送段4由导程为12:12:9:9的四组正向通用螺纹套21依次排列组 成。
[0034]所述双螺杆的侧喂料段5由导程为12:12的二组正向单螺棱深槽螺纹套11组成。
[0035]所述双螺杆的二次压缩段6由导程为9:9: 7: 7的四组正向通用螺纹套21依次排列 组成。
[0036]所述双螺杆的真空排气段7由导程为7:7:7的啮合块71、正向通用螺纹套21、正向 通用螺纹套21依次组成。
[0037]所述双螺杆的挤出段9由导程为12:12:12:12:12的五组正向单螺棱深槽螺纹套11 组成。
[0038]如图中所示,正向密炼转子的几何结构类似于橡胶加工中常用的密炼机转子,在 相同的运转条件下,通用组合与机筒间隙区和啮合区的剪切速率最高可达200(l/s),其流 道中各部门物料所受的剪切速率高低差别较大,极不均匀;而本发明采用的密炼转子与机 筒间隙区和啮合区的剪切速率大大降低,密炼转子区域的剪切速率为20-30 (1/s)。因此,密 炼转子流场中的剪切速率要比通用组合捏合块的剪切速率均匀得多,再加上密炼转子大大 增加了跨螺棱的流动,增加了螺槽间的物料交换,有利于分布性混合;跨过螺棱的物料必然 沿螺旋区向体积缩小的方向运动,从而在螺旋区产生拉伸流动,有利于分散混合。
[0039]反向密炼转子输送物料的方向与螺杆输送物料的方向相反,迫使物料向回运动, 加大周向流动,延长物料在熔融段的停留时间,使物料在正向密炼转子、反向密炼转子和斜 槽形螺纹套区域反复进行分布性混合和分散性混合。
[0040]斜槽形螺纹套的几何结构是在通用螺纹套的螺棱上加工成斜槽形的沟槽,在斜槽 形沟槽区域对物料进行分流、增加界面,同时对料流形成垂直于流动方向的剪切,由于螺棱 开槽导致了物料在螺纹中的高充满度,增加了物料的停留时间,进一步加强了对物料的分 布混合。
[0041]反向螺纹套或反向密炼转子输送物料的方向与螺杆输送方向相反,必须在所述反 向螺纹套或反向密炼转入口前建立高压,使物料以压力流的形式通过反向螺纹套或反向密 炼转子。而这样的高压必须由其上游的正向螺纹套来建立,因此通过在喂料段引入单螺^ 深槽螺纹套增大自由体积比,使得物料充满螺槽,建立起足够的压力,使得本发明的螺杆顺 畅输送物料。 ~ '
[0042]聚苯乙烯流动性能好,而弹性体SBS,由于分子量和粘度较大,流动性不如前者, CaCOs也不易于流动和分散,三者容易分流,导致混合不均。本发明根据ps/SBS/CaC〇3共混体 系的具体特点,对双螺杆挤出机的螺杆进行组合,特别是将密炼转子、斜槽形螺纹套、反螺 纹套、单螺棱深槽螺纹套应用于双螺杆,设计出适合?5/即5/(:£1(:〇3等共混体系材料复合改 性的螺杆组合。

Claims (8)

1.一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,螺杆长径比为40,由喂料段、压缩段、初级共 混段、输送段、侧喂料段、二次压缩段、真空排气段、二级共混段和挤出段依次排列组成,其 特征在于:初级共混段和二级共混段分别由导程为19: 7 :19的正向密炼转子、斜槽形螺纹 套、反向密炼转子依次排列组成。
2. 根据权利要求1所述的一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,其特征在于:喂料段由 导程为12:12的二组正向单螺棱深槽螺纹套组成。
3. 根据权利要求1所述的一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,其特征在于:压缩段由 导程为12:9:9:7:7:7的六组正向通用螺纹套依次排列组成。
4.根据权利要求1所述的一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,其特征在于:输送段由 导程为12:12:9:9的四组正向通用螺纹套依次排列组成。
5.根据权利要求1所述的一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,其特征在于:侧喂料段 由导程为12:12的二组正向单螺棱深槽螺纹套组成。
6. 根据权利要求1所述的一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,其特征在于:二次压缩 段由导程为9:9:7:7的四组正向通用螺纹套依次排列组成。
7. 根据权利要求1所述的一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,其特征在于:真空排气 段由导程为7:7:7的啮合块、正向通用螺纹套、正向通用螺纹套依次组成。
8. 根据权利要求1所述的一种用于聚苯乙烯共混改性的双螺杆,其特征在于:挤出段由 导程为12:12:12:12:12的五组正向单螺棱深槽螺纹套组成。
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