CN218053859U - 一种共挤制备pc及tpu复合材料的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置，包括挤出机、设于挤出机出口端的模头组件，以及复合PC膜和TU膜的压辊机构，于所述挤出机上设PC膜挤出通道和TPU膜挤出通道，模头组件包括第一子模头和第二子模头，PC膜挤出通道上设第一加热机构，第一子模头与PC膜挤出通道的挤出口连通，TPU膜挤出通道上设第二加热机构，第二子模头与TPU膜挤出通道的挤出口连通，第一子模头的出口端至压辊机构的距离大于第二子模头的出口端至压辊机构的距离。本实用新型解决了现有PC树脂及TPU树脂采用粘结层复合制备PC/TPU复合材料而存在的工序复杂等问题，同时还克服了PC及TPU因熔融温度差在共挤时存在的操作问题。

Description

一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置

技术领域

本实用新型属于高分子复合材料制备装置领域，具体的说，是一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置。

背景技术

随着工业化生产的不断发展，手机外壳由最早的金属和玻璃材质逐渐向工程塑料发展，常用于制造手机外壳的工程塑料主要有PC、ABS、PC+ABS三大类。PC虽然具有特别好的抗冲击强度、耐热、阻燃等特点，但其缺点是价格较贵、流动性和耐磨性较差。ABS虽然具有超强的易加工性，高流动性，价格便宜，但其缺点是密度较大、质量较重，且塑料本身的导热性能较差。而即使将PC和ABS混合并注塑成型，也往往被用作液晶电视机前壳，而在用于手机外壳时，仍然无法避免其耐磨性差的问题，例如公开号为CN10374007A的中国实用新型专利提供的一种PC/ABS合金材料，因其具有极高的表面光泽度和良好的加工成型性，而被广泛应用于家电领域。

PC由于耐磨性不佳，使得其在作为手机保护壳使用时，容易造成壳表面因擦刮而形成划痕，在外部应力条件下易发生应力开裂等情况。现有技术中，为解决手机外壳耐磨性差的问题，公开号为CN112571905A的中国实用新型专利提供了一种由PC板、粘接层和TPU层组成的复合材料，首先在PC板上均匀印刷粘接层，然后将制得的TPU层与PC板复合而制得，其中通过限定粘接层特定的制备原料，可用于制备具有优异的耐老化性、剥离强度以及耐折牢度的复合材料。TPU层的使用虽然改善了复合材料的耐折牢度，弯折情况下不易出现裂缝和龟裂，但由于制备过程中采用粘接层复合的方式，因此，还存在制备工序复杂，不利于产品大规模的高效生产。

公告号为CN208084928U的中国实用新型专利公开了一种制备复合功能膜片的共挤出装置，采用共挤出装置可将PC树脂和PMMA树脂共挤制得多层结构，大大提高了采用粘结层复合制备的工业生产效率。但由于PC树脂和TPU树脂的熔融温度不同，在共挤过程中，需要分别控制不同的挤出温度，同时还要保证挤出端口的温度相同，显然，现有的常规共挤出装置并不适用PC及TPU的共挤生产。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有用粘结层复合PC树脂及TPU树脂来制备复合材料的缺陷，提供了一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置，可以针对不同物料挤出通道进行温度控制，然后再分别通过不同子模头挤出并通过压辊机构进行复合，利用子模头至压辊机构的距离差能够保证两种物料复合时温度差足够小而不影响PC膜与TPU膜的复合成型。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置，包括挤出机、设于挤出机出口端的模头组件，以及复合PC膜和TU膜的压辊机构，于所述挤出机上分设PC膜挤出通道和TPU膜挤出通道，模头组件包括第一子模头和第二子模头，PC膜挤出通道上设第一加热机构，第一子模头与PC膜挤出通道的挤出口连通，TPU膜挤出通道上设第二加热机构，第二子模头与TPU膜挤出通道的挤出口连通，第一子模头的出口端至压辊机构的距离大于第二子模头的出口端至压辊机构的距离。

模头组件包括转接头，第一子模头和第二子模头均竖直设于转接头的底部，转接头内分设第一连通流道和第二连通流道，第一子模头通过第一连通流道连接PC膜挤出通道的挤出口，第二子模头通过第二连通流道连接TPU膜挤出通道的挤出口。

所述压辊机构对应设于第二子模头的下方，于所述第一子模头的出口端设PC膜导辊机构。

所述第一加热机构包括第一加热夹层和第一换热器，所述第二加热机构包括第二加热夹层和第二换热器，

第一加热夹层套设于PC膜挤出通道外，第一换热器的换热介质进口管和换热介质出口管分别连接第一加热夹层，第一换热器的加热介质进口管连接蒸汽管道，第一换热器的加热介质出口管连接锅炉；

第二加热夹层套设于TPU膜挤出通道外，第二换热器的换热介质进口管和换热介质出口管分别连接第二加热夹层，第二换热器的加热介质进口管连接蒸汽管道，第二换热器的加热介质出口管连接锅炉。

所述TPU膜挤出通道套设于PC膜挤出通道内。

所述第一子模头的出口端位于第二子模头的出口端的上方，第一子模头的出口端与第二子模头的出口端的垂直距离为2~5cm，第二子模头的出口端至压辊机构的距离为5~10cm。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型提出了适用于PC及TPU复合材料的共挤出设备，可用于解决现有PC树脂及TPU树脂采用粘结层复合制备PC/TPU复合材料而存在的工序复杂、规模化生产效率低的问题，同时还克服了PC及TPU因熔融温度差在共挤时存在的一系列操作问题，为一体化制备PC及TPU复合材料提供了新的技术路线。

（2）本实用新型在共挤出设备中专门针对PC膜挤出通道和TPU膜挤出通道设计有可独立调节温度的加热机构，即：第一加热机构和第二加热机构，采用单独设计的换热器，分别对PC膜挤出通道和TPU膜挤出通道的加热夹层进行换热，均采用锅炉蒸汽对换热器进行换热，可根据PC及TPU的熔融温度设定换热器的换热温度，换热后的蒸汽再返回锅炉继续循环利用。

（3）本实用新型在共挤出设备中将TPU膜挤出通道套设于PC膜挤出通道内，由于PC树脂的熔融温度高于TPU树脂的熔融温度，在共挤过程中，位于外层的PC熔融树脂可对内层的第二加热夹层进行加热，以降低对应第二换热器的换热能耗，节省蒸汽用量。

（4）本实用新型的共挤出设备采用两个子模头向下分别挤出PC膜和TPU膜，挤出的PC膜和TPU膜再通过下方的压辊机构复合而形成PC/TPU复合材料，为保证PC膜和TPU膜在经压辊机构复合时，两种膜的温度相当，可延长PC膜至压辊机构的距离来实现，结构简单易操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1—压辊机构，2—PC膜挤出通道，3—TPU膜挤出通道，4—第一子模头，5—第二子模头，6—转接头，7—第一连通流道，8—第二连通流道，9—PC膜导辊机构，10—第一加热夹层，11—第一换热器，12—第二加热夹层，13—第二换热器，14—第一计量料斗，15—第二计量料斗。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

本实用新型是一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置。

如图1结构所示，主要由挤出机、模头组件及压辊机构1组成，其中，挤出机作为装置的主体，其上分别设有PC膜挤出通道2和TPU膜挤出通道3，PC膜挤出通道2和TPU膜挤出通道3一端设计量料斗，包括设于PC膜挤出通道2上的第一计量料斗14和设于TPU膜挤出通道3上的第二计量料斗15，本装置可分别对PC膜挤出通道2和TPU膜挤出通道3中的物料进行熔融加热，熔融PC及TPU物料可采用螺杆方式分别由模头组件上的两个子模头挤出，然后经过压辊机构1压紧复合而制得PC/TPU复合材料。

为实现PC膜挤出通道2和TPU膜挤出通道3的加热控制，本实施例分别在PC膜挤出通道2上设第一加热机构，在TPU膜挤出通道3上设第二加热机构。如图1所示，第一加热机构包括第一加热夹层10和第一换热器11，其中，第一加热夹层10套设于PC膜挤出通道2外；第一换热器11的换热介质进口管和换热介质出口管分别连接第一加热夹层10，第一换热器11的加热介质进口管连接蒸汽管道，第一换热器11的加热介质出口管连接锅炉。第二加热机构包括第二加热夹层12和第二换热器13，其中，第二加热夹层12套设于TPU膜挤出通道3外；第二换热器13的换热介质进口管和换热介质出口管分别连接第二加热夹层12，第二换热器13的加热介质进口管连接蒸汽管道，第二换热器13的加热介质出口管连接锅炉。

在一个具体的实施例中，可将TPU膜挤出通道3套设于PC膜挤出通道2内，如图1所示结构，挤出机由外至内依次为第一加热夹层10、PC膜挤出通道2、第二加热夹层12和TPU膜挤出通道3。由于PC树脂的熔融温度高于TPU树脂的熔融温度，使用时，设于第二加热夹层12外的PC熔融物料即可对第二加热夹层12进行加热，能够降低第二换热器13消耗的蒸汽用量。进一步的，可通过监测第一换热器11的换热介质进口管和换热介质出口管中的换热介质的温度来控制PC膜挤出通道2的加热温度，以及通过监测第二换热器13的换热介质进口管和换热介质出口管中的换热介质的温度来控制TPU膜挤出通道3的加热温度，控制方法如增大或减小第一换热器11/第二换热器13上蒸汽管道的阀门开度，若TPU膜挤出通道3的加热温度高于设定温度，可将温度较低的锅炉水接入第二换热器13进行换热处理。

或者在另一个具体的实施例中，将TPU膜挤出通道3与PC膜挤出通道2并排设置，挤出机由上之下依次为第一加热夹层10、PC膜挤出通道2、第一加热夹层10、第二加热夹层12、TPU膜挤出通道3和第二加热夹层12，使用时，第一加热夹层10的高温可以对相邻的第二加热夹层12进行加热，为保证PC树脂和TPU树脂的熔融温度，同样需要对第一换热器11和第二换热器13中换热介质的进出口温度进行监测，然后根据蒸汽管道的阀门开度对其加热温度进行控制。

本实施例的模头组件采用特定模具制备而成，包括转接头6、第一子模头4和第二子模头5，如图1所示，转接头6密封接于挤出机的出口端，转接头6内分设第一连通流道7和第二连通流道8，使第一连通流道7对应PC膜挤出通道2的挤出口，第二连通流道8对应TPU膜挤出通道3的挤出口，而第一子模头4和第二子模头5竖直设于转接头6的底部，第一子模头4对应第一连通流道7，第二子模头5对应第二连通流道8。在共挤出操作中，PC的熔融物料依次经PC膜挤出通道2的挤出口、第一连通流道7、第一子模头4挤出形成PC膜（流延膜），TPU的熔融物料依次经TPU膜挤出通道3的挤出口、第二连通流道8、第二子模头5挤出形成TPU膜（流延膜）。

由于第一子模头4和第二子模头5并排设置，为保证PC膜与TPU膜在压辊机构1处进行复合，可在子模头的出口端设置导辊机构进行导向，例如，在一个具体的实施例中，将压辊机构1对应设于第二子模头5的下方，同时在第一子模头4的出口端设PC膜导辊机构9，如图1结构所示，当PC膜由第一子模头4挤出时，可由PC膜导辊机构9进行导向，与由第二子模头5挤出的TPU膜在压辊机构1处进行复合，可延长PC膜至压辊机构1的距离，缩小PC膜和TPU膜复合时的温度差，进一步的，可延长第一子模头4的出口端至压辊机构1的距离，在满足复合条件的情况下，尽可能的缩小PC膜和TPU膜复合时的温度差或使两者的温度相当，例如在一个具体的实施例中，将第一子模头4的出口端设于第二子模头5的出口端的上方，使第一子模头4的出口端与第二子模头5的出口端的垂直距离在2~5cm的范围内，同时，将第二子模头5的出口端至压辊机构1的距离设置在5~10cm的范围内。

本实用新型属于共挤出设备的改进，针对具体共挤出工艺中，PC树脂和TPU树脂的熔融温度、进料速度、螺杆转速等工艺操作条件并未做详细的叙述，均属于本领域技术人员根据常规技术手段即可获得的，且可以根据相应的工艺操作条件对共挤出机的结构进行常规调整或适宜性的修改；本实用新型中的“螺杆方式”可采用现有螺杆挤出机的螺杆结构，如双螺杆或单螺杆，图1中并未示出，当TPU膜挤出通道3套设于PC膜挤出通道2内时，可适应性的修改PC膜挤出通道2内的螺杆结构，以满足其使用为准；本实用新型中的“压辊机构1”、“导辊机构”、“PC膜导辊机构9”均为常规结构。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置，其特征在于：包括挤出机、设于挤出机出口端的模头组件，以及复合PC膜和TU膜的压辊机构（1），于所述挤出机上分设PC膜挤出通道（2）和TPU膜挤出通道（3），模头组件包括第一子模头（4）和第二子模头（5），PC膜挤出通道（2）上设第一加热机构，第一子模头（4）与PC膜挤出通道（2）的挤出口连通，TPU膜挤出通道（3）上设第二加热机构，第二子模头（5）与TPU膜挤出通道（3）的挤出口连通，第一子模头（4）的出口端至压辊机构（1）的距离大于第二子模头（5）的出口端至压辊机构（1）的距离。

2.根据权利要求1所述的一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置，其特征在于：模头组件包括转接头（6），第一子模头（4）和第二子模头（5）均竖直设于转接头（6）的底部，转接头（6）内分设第一连通流道（7）和第二连通流道（8），第一子模头（4）通过第一连通流道（7）连接PC膜挤出通道（2）的挤出口，第二子模头（5）通过第二连通流道（8）连接TPU膜挤出通道（3）的挤出口。

3.根据权利要求2所述的一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置，其特征在于：所述压辊机构（1）对应设于第二子模头（5）的下方，于所述第一子模头（4）的出口端设PC膜导辊机构（9）。

4.根据权利要求1所述的一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置，其特征在于：所述第一加热机构包括第一加热夹层（10）和第一换热器（11），所述第二加热机构包括第二加热夹层（12）和第二换热器（13），

第一加热夹层（10）套设于PC膜挤出通道（2）外，第一换热器（11）的换热介质进口管和换热介质出口管分别连接第一加热夹层（10），第一换热器（11）的加热介质进口管连接蒸汽管道，第一换热器（11）的加热介质出口管连接锅炉；

第二加热夹层（12）套设于TPU膜挤出通道（3）外，第二换热器（13）的换热介质进口管和换热介质出口管分别连接第二加热夹层（12），第二换热器（13）的加热介质进口管连接蒸汽管道，第二换热器（13）的加热介质出口管连接锅炉。

5.根据权利要求4所述的一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置，其特征在于：所述TPU膜挤出通道（3）套设于PC膜挤出通道（2）内。

6.根据权利要求1所述的一种共挤制备PC及TPU复合材料的装置，其特征在于：所述第一子模头（4）的出口端位于第二子模头（5）的出口端的上方，第一子模头（4）的出口端与第二子模头（5）的出口端的垂直距离为2~5cm，第二子模头（5）的出口端至压辊机构（1）的距离为5~10cm。

Images