聚乳酸发泡制品的制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种聚乳酸发泡制品的制备装置，所述装置，包括：聚乳酸聚合装置、第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机；所述聚乳酸聚合装置与第一阶双螺杆挤出机通过熔体管道相连通，所述第一阶双螺杆挤出机与第二阶单螺杆挤出机之间设有滤网；所述第一阶双螺杆挤出机，按照进料方向，依次设有主进料口、侧进料口和注气口，所述第二阶单螺杆挤出机末端与机头相连接，所述机头用于挤出发泡制品；本实用新型专利技术结构紧凑，设计合理，避免了现有技术因干燥因素、高温剪切造成的可发泡性的影响，同时节省的工序也减少了设备的投入以及能耗，大大节约了能耗，降低了聚乳酸发泡制品的成本。

Preparation equipment of PLA foam products

【技术实现步骤摘要】
聚乳酸发泡制品的制备装置
本专利技术涉及一种聚乳酸聚合熔体直接制备发泡制品的装置，属于高分子材料应用设备

技术介绍
近年来，呈爆发式增长的快递及外卖产业的发展，不仅仅给人们的生活增加了许多便利，其所带来的包装未然问题也日益凸显。外卖平台“饿了么”发布的中国外卖大数据显示，中国市场用户规模达到6亿,2016年每周最少有4亿份外卖飞驰在中国的大街小巷，至少产生4亿个一次性打包盒和4亿个塑料袋，以及4亿份一次性餐具的废弃。国家邮政局发布的《2017中国快递领域绿色包装发展现状及趋势报告》显示，2016年全国快递共消耗32亿条编织袋、约68亿个塑料袋、37亿包装箱及3.3亿卷胶带。然而，与之对应的是，中国包装垃圾的总体回收率＜20%，其中纸盒只有不到一半被回收。而快递包装中的填充物、胶带等塑料成分，其回收率几乎为零。可见，如何处理快递垃圾，成为当今社会亟待解决的难题。聚乳酸是一种来源于可再生资源的全生物降解材料，是一种理想的安全、环保包装材料。常规的聚乳酸材料结晶时间长，在常见的吸塑或注塑工艺下，材料不能充分结晶，导致其耐热温度只有50-60℃。另外，普通的聚乳酸耐冲击性能较差，制品不抗摔，不耐折。更重要的是，聚乳酸本身的价格是普通塑料的2-3倍，普通消费者难以接受，因此市场迟迟难以打开。采用发泡的方式，降低聚乳酸制品的重量，是提高其性价比的一种重要方式。经过发泡后的聚乳酸材料，韧性也可以得到大幅提高，因此用于替代现有的PS发泡材料、纸浆材料等，具有广阔的市场空间。常规聚合得到的聚乳酸树脂并不能直接发泡，需要将聚合得到的聚乳酸熔体经冷却造粒、结晶干燥后，再与熔体增强剂、成核剂等助剂经双螺杆挤出机熔融共混，得到可发泡的聚乳酸材料。若要得到聚乳酸发泡制品，需要将可发泡的聚乳酸材料再次干燥、经挤出发泡生产线的螺杆熔融塑化、与发泡气体混合后经模头挤出发泡成型。聚乳酸从聚合完成到制成发泡制品，需要经过造粒-结晶干燥-冷却-除湿干燥-熔融混炼-造粒-干燥-冷却-除湿干燥-熔融混炼-发泡等反复升温、混炼以及降温的过程。聚乳酸的湿热降解能力很差，树脂干燥不彻底、高温高剪切环境很容易导致其分子量下降、粘度降低，材料发黄发脆。尤其是发泡环节，干燥不彻底极易造成破泡、表面粗糙等问题。另外，反复的升降温、切粒、混炼也造成了大量的能源消耗，使生产成本增加，而这些环节又是传统生产工艺中必不可少的，因此聚乳酸制品的成本降低幅度有限，制约了其市场发展。
技术实现思路
本专利技术提供了一种一种聚乳酸发泡制品的制备装置，该装置可以由聚乳酸聚合熔体直接制备聚乳酸发泡体，同时还可以有效地缩减工艺环节、节省加工设备和节约能源。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：本技术提供了一种聚乳酸发泡制品的制备装置，包括：聚乳酸聚合装置、第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机。进一步地，所述聚乳酸聚合装置与第一阶双螺杆挤出机相连接，所述第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机相连接；所述第一阶双螺杆挤出机，按照进料方向，依次设有主进料口、侧进料口和注气口，所述注气口位于所述第一阶双螺杆挤出机的后半段；所述侧进料口与注气口之间设有密封螺纹。进一步地，所述第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机通过连接扣相连接，所述第一阶双螺杆挤出机与第二阶单螺杆挤出机之间设有滤网。进一步地，所述聚乳酸聚合装置与第一阶双螺杆挤出机通过熔体管道相连通。进一步地，所述聚乳酸聚合装置与所述熔体管道之间还连接有送料泵；所述熔体管道通过所述主进料口与所述的第一阶双螺杆挤出机内部相连通；所述第二阶单螺杆挤出机末端通过静态混合器与机头相连接，所述机头用于挤出发泡制品。进一步地，所述熔体管道设有保温夹套，所述保温夹套内循环导热介质。进一步地，所述熔体管道自送料泵的出口至第一阶双螺杆挤出机的主进料口之间的直线距离为≤200米。进一步地，所述聚乳酸聚合装置至少连接1条熔体管道，所述熔体管道连接第一阶双螺杆挤出机，第一阶双螺杆挤出机连接有第二阶单螺杆挤出机。进一步地，所述第一阶双螺杆挤出机为双螺杆挤出机，所述第一阶双螺杆挤出机长径比≥30。进一步地，所述第二阶单螺杆挤出机为单螺杆挤出机，所述第二阶单螺杆挤出机长径比≥30。进一步地，所述侧进料口，进料物质包括扩链剂、熔体增强剂、保泡剂、成核剂、化学发泡剂中的一种或几种。进一步地，所述注气口，进料物质包括烷烃类、卤化烯烃类、二氧化碳、氮气、氩气等发泡气中的一种或几种混合物。进一步地，本技术所述的送入为连续送入。本技术所述的聚乳酸发泡制品包括但不仅限于聚乳酸发泡片材、聚乳酸发泡颗粒、聚乳酸发泡管材、聚乳酸发泡异型材。本技术聚乳酸聚合熔体直接制备聚乳酸发泡体的装置，其是将聚乳酸聚合装置的送料泵的出料口通过设有保温夹套的熔体管道直接相连，将由聚乳酸聚合装置输出的聚合完全的聚乳酸熔体经熔体管道连续送入第一阶双螺杆挤出机，用于改善聚乳酸熔体发泡性能的助剂从该双螺杆挤出机的侧进料口送入挤出机料筒，与聚乳酸熔体进行混合，高压发泡气体通过第一阶双螺杆挤出机后半段设置的注气口注入，与聚乳酸/助剂预混合体继续混合；混合后的熔体-发泡气混合物连续送入至挤出发泡装置的第二阶单螺杆挤出机，经第二阶单螺杆挤出机混合并降温后，经机头挤出发泡，得到聚乳酸发泡制品。本技术与已有技术相比，由于聚乳酸聚合熔体不需经过水冷切粒、反复的干燥冷却、升温熔融混炼等过程，避免了因干燥因素、高温剪切造成的可发泡性的影响，既可保证材料的可发泡性能，又可确保聚乳酸发泡制品的品质；同时节省的这些工序也减少了水冷切粒、结晶干燥、双螺杆造粒等设备的投入以及这些加工过程所需求的能耗，综合计算约节约能耗三分之一以上，每吨可节约加工成本约3000元，很大幅度上降低了聚乳酸发泡制品的成本。附图说明图1为本技术所描述的聚乳酸聚合熔体直接制备聚乳酸发泡体的装置的连接示意图；图中，聚乳酸聚合装置-1，送料泵-2，熔体管道-3，第一阶双螺杆挤出机-4，主进料口-5，侧进料口-6，注气口-7，滤网-8，第二阶单螺杆挤出机-9，机头-10，聚酸发泡制品-11，静态混合器-12。图2为本技术第一阶双螺杆挤出机与第二阶单螺杆挤出机连接处的放大图；图中，螺杆料筒-21，连接扣-22，保温不锈钢连接管-23，液压换网系统-24，连接扣-25，第二阶单螺杆挤出机螺杆料桶-26，活塞杆-27，通流孔-29、210。图3为本技术熔体管道的结构示意图；图中，隔套-31，隔套腔-32，聚乳酸熔体管道-33，保温材料-34，聚乳酸熔体管道腔-35，连接扣-36，第一管道-37，第二管道-38，导热油桶-39。图4为本技术第一阶双螺杆挤出机分段结构示意图。具体实施方式以下具体实施例便于更好的理解本技术，但不限定本技术。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚乳酸发泡制品的制备装置，其特征在于，/n所述聚乳酸发泡制品的制备装置，包括：聚乳酸聚合装置、第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机；/n聚乳酸原料经聚乳酸聚合装置直接进入第一阶双螺杆挤出机挤出，再进入第二阶单螺杆挤出机挤出。/n

【技术特征摘要】
1.聚乳酸发泡制品的制备装置，其特征在于，
所述聚乳酸发泡制品的制备装置，包括：聚乳酸聚合装置、第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机；
聚乳酸原料经聚乳酸聚合装置直接进入第一阶双螺杆挤出机挤出，再进入第二阶单螺杆挤出机挤出。


2.根据权利要求1所述聚乳酸发泡制品的制备装置，其特征在于，
所述聚乳酸聚合装置与第一阶双螺杆挤出机相连接，所述第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机相连接；
所述第一阶双螺杆挤出机，按照进料方向，依次设有主进料口、侧进料口和注气口，所述注气口位于所述第一阶双螺杆挤出机的后半段；
所述侧进料口与注气口之间设有密封螺纹。


3.根据权利要求1所述聚乳酸发泡制品的制备装置，其特征在于，
所述第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机通过连接扣相连接，所述第一阶双螺杆挤出机与第二阶单螺杆挤出机之间设有滤网。


4.根据权利要求2所述聚乳酸发泡制品的制备装置，其特征在于，
所述聚乳酸聚合装置与第一阶双螺杆挤出机通过熔体管道相连通。


5.根据权利要求4所述聚乳酸发泡制品的制备装置，其特征在于，
所述聚乳酸聚合装置与所述熔体管道之间还连接有送料泵；
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋亚男，王乐军，黄伟伟，刘怡宁，郑宗强，
申请(专利权)人：恒天纤维集团有限公司，恒天生物基材料工程技术宁波有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11