一种多阶挤出机再生料连续快速制备低成本橡塑共混微孔渗灌管的方法技术

一种多阶挤出机再生料连续快速制备低成本橡塑共混微孔渗灌管的方法属于废旧橡胶再利用领域。利用一台同向双螺杆挤出机，一台或两台侧喂料机、一台挤出定型挤出机、冷却水槽、牵引机和收卷机，经过同向双螺杆挤出机活化段活化的胶粉和经过侧喂料机熔融塑化的再生塑料和增容改性剂在同向双螺杆挤出机混合段连续混合后挤出，冷却定型后由牵引机和收卷机包装得到制品。该方法解决了胶粉和塑料同时处理存在的高温胶粉脱硫和低温塑料熔融不完全的矛盾，力学性能较差和气味较大的问题，并解决了间歇性混料带来的混料时间长、不连续、制品渗水均匀性较差的问题，还节省了添加剂。具有连续化、快速、低成本、渗水均匀性好、力学性能增强、气味小、抗阻塞等优点。

A Method for Continuously and Rapidly Preparing Low Cost Rubber-Plastic Blend Microporous Infiltration Irrigation Pipe with Recycled Material from Multi-stage Extruder

The invention relates to a method for continuously and rapidly preparing low-cost rubber-plastic blend micro-porous percolation irrigation pipe from recycled material of multi-stage extruder, belonging to the field of waste rubber reuse. Using a co-rotating twin-screw extruder, one or two side feeders, one extruder, cooling water tank, tractor and winder, the rubber powder activated by the activation section of co-rotating twin-screw extruder and the reclaimed plastics and compatibilizing modifier melted and plasticized by the side feeder are continuously mixed in the mixing section of co-rotating twin-screw extruder and extruded by the tractor and the compatibilizing modifier after cooling and setting. The products are packaged by the winder. The method solves the contradiction between desulfurization of high temperature rubber powder and incomplete melting of low temperature plastics, poor mechanical properties and strong odor, and solves the problems of long mixing time, discontinuity and poor uniformity of product water infiltration caused by intermittent mixtures, and saves additives. It has the advantages of continuity, rapidity, low cost, good seepage uniformity, enhanced mechanical properties, small odor and anti-blocking.

【技术实现步骤摘要】
一种多阶挤出机再生料连续快速制备低成本橡塑共混微孔渗灌管的方法
：本专利技术涉及一种制备橡塑共混微孔渗灌管的新方法，尤其涉及一种多阶挤出机制备橡塑共混微孔渗灌管的方法，属于废旧橡胶、再生塑料循环再利用和农业灌溉节水领域。
技术介绍
：我国面临着废旧轮胎年产量世界第一、再生塑料循环利用附加值较低和人均淡水资源极为有限的多重难题，其中，农业灌溉用水占总用水量50％，但我国的农田灌溉水有效利用系数仅为0.50，因此，高效环保利用废旧轮胎橡胶和再生塑料解决农业灌溉节水难题具有重要意义。橡塑共混微孔渗灌管相比滴灌管等其他灌溉设施具有更小的地面蒸发损失、节水效果更佳、增产等优势，具有良好的发展应用前景。王国英等(CN1113596C)、蔡崇光等(CN1226340C)及目前所有橡塑共混渗灌管的制备方法均为先将占原料重量比45％～79％的胶粉、多种塑料和多种添加剂在搅拌机内先进行10分钟以上的混合预热，再将混合好的物料加进最高设定温度达到145℃～210℃的挤出机等挤出装置中挤出定型。这类制备方法均采用胶粉和塑料同步处理的工艺，导致在使用新塑料的情况下，挤出成型需要相对较高的塑料占比和力学性能的下降；每个混料批次物料状态的差异和在挤出装置料斗中的进料机理也决定了制品中原料成分不均匀性，导致渗水均匀性较低；高温长时间处理胶粉会导致脱硫，造成制品气味较大；除以上制品不足外，其制备方法也存在不连续、工艺时间较长、效率低、成本较高、不利于连续化生产等缺点。如前文所述，现有制备橡塑共混微孔渗灌管的方法中，均添加了多种添加剂，尤其发泡剂、发泡助剂最为常见，发泡剂会影响制品的力学性能，王国英等(CN1113596C)制品拉伸强度为3.8-4.3MPa，蔡崇光等(CN1226340C)制品拉伸强度3.5-4.0MPa。又如，添加润滑剂，在实验过程中发现会对制品的渗水性能产生影响。多种添加剂还具有易燃等性质，增加了制备过程中的安全隐患。更重要的是，化学添加剂带来了浸泡迁出化学物质造成水质污染的可能性。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服目前橡塑共混微孔渗灌管制备方法中存在的工艺段不连续、工艺时间长、制备成本高，以及渗水均匀性较低、相对较高成本下力学性能较差和气味较大的制品性能问题，提供一种多阶挤出机连续快速制备低成本橡塑共混微孔渗灌管的新方法。本专利技术的目的是通过以下流程来实现的：一台同向双螺杆挤出机根据机筒节数依次分为活化段、混合段、排料段，其中排料段机筒与挤出定型挤出机机筒进料口相连，一台或两台侧喂料机与同向双螺杆挤出机活化段的最后一节机筒相连；将废胶粉加入同向双螺杆挤出机喂料装置，同向双螺杆挤出机活化段机筒温度在100℃～120℃，将再生塑料和增容改性剂加入侧喂料机喂料装置，侧喂料机机筒温度在100℃～150℃，同向双螺杆挤出机混合段温度在120℃～160℃，排料段温度在110℃～150℃，混合好的橡塑共混熔体从同向双螺杆挤出机进入到挤出定型挤出机，挤出定型挤出机机筒温度在120℃～160℃，同向双螺杆挤出机转速在50～350rpm，侧喂料机转速在10～300rpm，挤出定型挤出机转速在30～200rpm，通过转速控制时间、使物料在整套制备装置内作用2分钟～5分钟后由挤出定型挤出机的机头挤出，成型管温度在120℃～160℃，经过冷却水槽冷却至40℃以下定型，再经过牵引机和包装收卷机，得到包装好的橡塑共混微孔渗灌管成品。所用废胶粉是载重子午线轮胎的胎面、胎侧、胎顶、胎皮胶粉或轿车轮胎胶粉中的一种或多种混合物，占原料重量比70％～85％为宜。所用塑料是低密度聚乙烯再生料、线性低密度聚乙烯再生料、高密度聚乙烯再生料、聚丙烯再生料中的一种或多种混合物，占原料重量比10％～25％为宜。所用增容改性剂是乙烯-醋酸乙烯共聚物、接枝共聚物、饱和型热塑性丁苯橡胶中的一种或多种混合物，重量比5％～15％为宜。所用同向双螺杆挤出机最好是平行同向双螺杆挤出机或锥形同向双螺杆挤出机的一种。所用同向双螺杆挤出机螺杆直径或平均螺杆直径28mm～75mm为宜，长径比20:1～28:1为宜，其中活化段、混合段、排料段长度以机筒数量表征，最好分别为2～3节、2～4节、1节，每节机筒对应1个加热区，加热区5～7个为宜。所用侧喂料机最好是单转子或双转子机器中的一种，或用两台任意组合。所用侧喂料机的转子直径或平均转子直径20mm～50mm为宜，长径比8:1～16:1为宜，加热区2～4个为宜。所用挤出定型挤出机最好是单螺杆挤出机或锥形异向双螺杆挤出机的一种。所用挤出定型挤出机螺杆直径或平均螺杆直径35mm～90mm为宜，长径比8:1～24:1为宜，加热区3～7个为宜，挤出机头可采用单机头、双机头或多机头的一种。通过对比考察现有先将胶粉和塑料、添加剂进行混合再挤出定型的橡塑共混微孔渗灌管制备方法和所得制品的性能。发现了胶粉和塑料同步处理过程和混合后再喂料挤出的工艺缺陷、矛盾和由此导致的制品性能影响。本专利技术打破了现有胶粉和塑料同步处理的工艺方法，通过大量对挤出机选型和组合、螺杆构型和组合、各区段温度控制、转速匹配控制、配方的设计和实验，实现了一种胶粉和再生塑料通过挤出机区别化处理并连续混合挤出的制备方法，能够在维持现有力学性能的条件下，实现成本的降低，或在接近现有成本条件下，提高产品力学性能，并解决了制品渗水均匀性较低、气味较严重的制品性能问题，也实现了连续化、高效率的生产过程。本专利技术采用同向双螺杆挤出机和侧喂料机将胶粉和塑料分开处理。以相似相容原理为核心，通过在不同温度、时间条件下，螺杆对废胶粉预热剪切实现表面活化的研究，在同向双螺杆挤出机的活化段实现胶粉表面活化；通过在不同温度、时间条件下，不同增容改性剂对不同再生塑料表面改性的研究，在侧喂料机中实现了再生塑料的熔融塑化和改性；通过对混炼过程中胶粉在塑料连续相中的均匀分散研究，使得在不同工艺条件下得到得活化胶粉和改性再生塑料在同向双螺杆挤出机混合段实现了大量胶粉在少量再生塑料连续相中的均匀混合分布，显著提高了微孔渗灌管的渗水均匀性；同时，在同向双螺杆挤出机混合段混炼过程中，由于相似相容，活化胶粉在再生塑料连续相中的结合能够更紧密，形成稳固的分散相容结构，这种稳固的分散相容结构，是制品力学性能强的根本保证，这是能够使用本身性能较差的再生塑料作为原料并以此降低成本的原因；并且该种稳固的分散相容结构，还能够提高胶粉在配方中的占比，减少再生塑料使用量，较高的胶粉占比可以增加微孔的数量扩大微孔的孔径，因此省去了发泡剂及其他助剂，进一步降低成本并且提高了抗阻塞性能，更重要的是避免了加工过程中易燃添加剂的安全隐患和化学添加剂带来的浸泡迁出化学物质造成水质污染的可能性；使用再生塑料由于其熔融温度比新塑料有所下降，可以使用较短长径比的挤出机，达到快速挤出的目的。混合后的橡塑共混熔体通过同向双螺杆挤出机排料段连续定量地进入挤出定型挤出机，在温度较低、长径比较小的挤出定型挤出机中快速挤出定型，胶粉在整个工艺过程中处理温度更低、时间明显缩短，不会因脱硫产生较为严重的气味，有助于输水、渗水过程中的环境安全。根据以上方法，考虑到当使用多种再生塑料并且其熔融温度存在较大差异时，可使用两台侧喂料机分别处理。同时，该挤出定型挤出机可以采用单机头、双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多阶挤出机再生料连续快速制备低成本橡塑共混微孔渗灌管的方法，其特征是：一台同向双螺杆挤出机根据机筒节数依次分为活化段、混合段、排料段，其中排料段机筒与挤出定型挤出机机筒进料口相连，一台或两台侧喂料机与同向双螺杆挤出机活化段的最后一节机筒相连；将废胶粉加入同向双螺杆挤出机喂料装置，同向双螺杆挤出机活化段机筒温度在100℃～120℃，将再生塑料和增容改性剂加入侧喂料机喂料装置，侧喂料机机筒温度在100℃～150℃，同向双螺杆挤出机混合段温度在120℃～160℃，排料段温度在110℃～150℃，混合好的橡塑共混熔体从同向双螺杆挤出机进入到挤出定型挤出机，挤出定型挤出机机筒和机头温度在120℃～160℃，同向双螺杆挤出机转速在50～350rpm，侧喂料机转速在10～300rpm，挤出定型挤出机转速在30～200rpm，通过转速控制时间、使物料在整套制备装置内作用2分钟～5分钟后由挤出定型挤出机的机头挤出，成型管温度在120℃～160℃，经过冷却水槽冷却至40℃以下定型，再经过牵引机和包装收卷机，得到包装好的橡塑共混微孔渗灌管成品。

【技术特征摘要】
1.一种多阶挤出机再生料连续快速制备低成本橡塑共混微孔渗灌管的方法，其特征是：一台同向双螺杆挤出机根据机筒节数依次分为活化段、混合段、排料段，其中排料段机筒与挤出定型挤出机机筒进料口相连，一台或两台侧喂料机与同向双螺杆挤出机活化段的最后一节机筒相连；将废胶粉加入同向双螺杆挤出机喂料装置，同向双螺杆挤出机活化段机筒温度在100℃～120℃，将再生塑料和增容改性剂加入侧喂料机喂料装置，侧喂料机机筒温度在100℃～150℃，同向双螺杆挤出机混合段温度在120℃～160℃，排料段温度在110℃～150℃，混合好的橡塑共混熔体从同向双螺杆挤出机进入到挤出定型挤出机，挤出定型挤出机机筒和机头温度在120℃～160℃，同向双螺杆挤出机转速在50～350rpm，侧喂料机转速在10～300rpm，挤出定型挤出机转速在30～200rpm，通过转速控制时间、使物料在整套制备装置内作用2分钟～5分钟后由挤出定型挤出机的机头挤出，成型管温度在120℃～160℃，经过冷却水槽冷却至40℃以下定型，再经过牵引机和包装收卷机，得到包装好的橡塑共混微孔渗灌管成品。2.根据权利要求1的方法，其特征是所用废胶粉是载重子午线轮胎的胎面、胎侧、胎顶、胎皮胶粉或轿车轮胎胶粉中的一种或多种混合物，占原料重量比为70％～85％。3.根据权利要求1的方法，其特征是所用塑料是低...

【专利技术属性】
技术研发人员：任冬云，刘晓博，胡强，王杰，汪冯新，张珠珠，田森林，王访，
申请(专利权)人：宿迁绿金人橡塑机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32