CN2352327Y - 聚烯烃交联制品单螺杆挤出机 - Google Patents

Abstract

本实用新型聚烯烃交联制品单螺杆挤出机，其加料斗设在机筒尾部螺杆输送段处，接枝液注入口设在机筒中部螺杆注入段处；螺杆注入段为根径缩小的螺杆段；机头与螺杆之间设有混合单元；机头为螺旋式机头。可以避免聚合物在熔融之前就发生不均匀接枝而引起泄漏。不需要特殊高压注入系统，可以降低注入系统的设备和维修费用。接枝液与聚合物能更充分混合均匀；有利于提高挤出成型的管坯质量。适用于烯烃共聚物的接枝改性挤出成型加工。

Description

聚烯烃交联制品单螺杆挤出机

本实用新型涉及一种加工聚烯烃的单螺杆挤出机，用于一步法生产聚烯烃交联制品的挤出加工成型。

水解类不饱和硅烷交联的烯烃聚合物已用于加工成型电缆和管子。这类制品的生产方法是将聚乙烯、改性聚乙烯、氯化聚乙烯等烯烃共聚物在不饱和硅烷与硅烷缩合催化剂的作用下将硅烷自由基“接枝”到烯烃聚合物上，再经交联处理制得产品。Peter Warbrick等人提出的一步接枝的方法(美国专利4,117,195挤出产品制造)是将聚合物原料与接枝液经过计量后一起加入到单螺杆挤出机的尾部螺杆输送段处，原料在机筒中混合、加热、熔融挤压，通过挤出型模成型，再在热的水、汽的作用下经交联处理制得产品。美国克罗姆著顿和利诺斯公司公开的技术(中国专利申请号CN86100925A延伸的交联产品的制备)是将聚合物由进料斗从单螺杆挤出机的尾部螺杆输送段加入，聚合物在机筒内受热呈熔融态挤送到螺杆头部，接枝液通过注入口注射到机筒内螺杆头部的空腔型混合器内，与熔融聚合物均匀混合，再经模头挤出成型。由于接枝液由水解类不饱和硅烷和能产生自由基的物质和硅烷醇缩合催化剂组成，其闪点低、易挥发。美国专利4,117,195的接枝液在螺杆挤出机的机尾加入，聚合物原料与接枝液在螺杆的输送段混合，聚合物在开始熔融或基本熔融之前便发生不均匀接枝作用，此时物料粘度增大、背压增高、接枝液容易向螺杆尾部和加料口处泄漏，硅烷遇空气中水分会产生甲醇，在螺杆尾部连接处有硅烷黄色结晶物析出，不仅损耗了接枝液而且还污染环境、影响螺杆的拆卸检修。中国专利CN 86100925A的接枝液在螺杆头部与机头之间的空腔型混合器内注入，虽然解决了接枝液与熔融聚合物混合的问题，但接枝液的加入处为整个挤出过程中物料压力最高处，接枝液在此处加入很困难，需要有特殊的高压计量泵及注入系统来实现，故由此带来设备及维修费用增高。通常螺杆挤出机都采用带固定分流锥支承架的机头，挤出的管坯经支承架分切后再合拢，虽然从外观上看不出分切的痕迹，但对管子的强度是有影响的，从材料性能测试结果表明往往都是在分切线处发生破坏。由于交联聚烯烃管材具有优良的性能，常用于温度和压力都较高的场合，消除分切线的影响无疑有利于产品质量的提高，扩大使用范围。

本实用新型的目的是提供一种经改进的、结构更加合理的单螺杆挤出机，用于一步法生产聚烯烃交联制品，可以避免物料从机尾泄漏，容易加入接枝液，不需特殊的高压计量泵注入系统，并可消除分流机头的影响使产品的质量也能得到提高。

本实用新型聚烯烃交联制品单螺杆挤出机的加料斗设在机筒尾部螺杆输送段处，接枝液注入口设在机筒中部螺杆注入段处；螺杆注入段为根径缩小的螺杆段；机头与螺杆之间设有混合单元；机头为螺旋式机头。螺杆的总长度为螺杆直径的24-32倍，螺杆依次由固体输送段、第一压缩段、第一均化段、注入段、分离段和第二均化段构成，注入段在距螺杆尾部螺杆全长的40％-50％处，注入段长度为螺杆直径的2-6倍，螺纹深度为第一均化段的2-6倍。混合单元为动态混合单元。混合单元为静态混合单元。螺旋式机头由带有多头螺旋槽的芯棒、口模、机头体和压圈构成。

图1为本实用新型单螺杆挤出机的结构示意图。

图2为本实用新型单螺杆挤出机的螺杆结构示意图。

图3为本实用新型单螺杆挤出机的机头结构图。

本实用新型如图1所示，由加料斗1、机筒2、螺杆3、接枝液注入口4及机头5构成。加料斗1设在机筒2的尾部，接枝液注入口4设在机筒2的中部，机头5与螺杆2之间设有混合单元6，在机筒2上设有加热器7。螺杆的直径为D，螺杆3的总长度为24D-32D，在距螺杆尾部螺杆全长40％-50％处为注入段，注入段长度为2D-6D，其根径缩小的螺杆段，螺杆3的结构形式可为通常的排气式螺杆挤出机的螺杆那样，例如图2所示分为多段结构，螺杆由固体输送段3A、第一压缩段3B、第一均化段3C、注入段3D、分离段3E和第二均化段3F构成。注入段3D的总长度为螺杆全长的40％-50％处，注入段长度为螺杆直径的2-6倍，螺纹深度在注入段为第一均化段的2-6倍。混合单元6可以用公知的Maddcok屏障型混合元件、DIS分流型混合元件、啮合型混合元件或空腔型混合元件等动态混合单元，也可以采用公知的Kenies型旋转式、东丽型双螺旋式、ISG型流道式或Sulzer型波纹片式等静态混合单元。本实用新型的机头5不用通常固定分流锥的支承架，而是如图3所示螺旋式机头，由带有多头螺旋槽的芯棒9、口模11、机头体10和压圈12构成。芯棒9与机头体10、机头体10和压圈12之间由螺钉固定连接，芯棒9与机筒2有法兰由螺栓固定连接。由螺杆挤出的物料经机头的中心流道13和螺旋槽8再经口模11和压圈12形成管坯。本实用新型由于加料斗1设在机筒2的尾部；接枝液入口4设在机筒中部，可以避免聚合物在熔融之前就发生不均匀接枝而引起泄漏。接枝液入口4设在螺杆注入段，因为螺杆根径缩小，此处压力低，可小到不足一个大气压，接枝液注入容易，因此不需要特殊高压注入系统，采用普通的计量泵即可，可以降低注入系统的设备和维修费用。采用了混合单元使接枝液与聚合物能更充分混合均匀，采用螺旋槽机头，没有固定分流锥的支承架分切的痕迹，故挤出成型的管坯质量好。

本实用新型单螺杆挤出机，例如用65mm螺杆，螺杆长径比L/D=30，驱动功率37KW，挤出Φ20×2mm管线速度19米/分。

本实用新型适用于聚乙烯、改性聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯等烯烃共聚物的接枝改性挤出成型加工。

Claims (5)

1、一种生产聚烯烃交联制品的单螺杆挤出机由加料斗、接枝液注入口、机筒、螺杆和机头构成，其特征在于：加料斗设在机筒尾部螺杆输送段处，接枝液注入口设在机筒中部螺杆注入段处；螺杆注入段为根径缩小的螺杆段；机头与螺杆之间设有混合单元；机头为螺旋式机头。

2、根据权利要求1所述的单螺杆挤出机，其特征在于：螺杆的总长度为螺杆直径的24-32倍，螺杆依次由输送段、第一压缩段、第一均化段、注入段、分离段和第二均化段构成，注入段在距螺杆尾部螺杆全长的40％-50％处，注入段长度为螺杆直径的2-6倍，螺纹深度为第一均化段的2-6倍。

3、根据权利要求1所述的单螺杆挤出机，其特征在于：混合单元为动态混合单元。

4、根据权利要求1所述的单螺杆挤出机，其特征在于：混合单元为静态混合单元。

5、根据权利要求1所述的单螺杆挤出机，其特征在于：螺旋式机头由带有多头螺旋槽的芯棒、口模、机头体和压圈构成。