本发明专利技术涉及一种利用连续长纤维在线增强聚丙烯材料生产装置，包括：一级螺杆挤出机、二级双螺杆挤出机、挤注式注塑系统、锁模系统和顺序分散架，一级螺杆挤出机设置有进料斗，二级双螺杆挤出机的第一进料口与一级螺杆挤出机的挤出口模连接，挤注式注塑系统与二级双螺杆挤出机的挤出口模连接，锁模系统与挤注式注塑系统连接，顺序分散架设置在二级双螺杆挤出机的第二进料口处，纤维通过顺序分散架后从第二进料口进入二级双螺杆挤出机；本发明专利技术在生产聚丙烯材料时，将连续未切断的长纤维有序地输入二级双螺杆挤出机的第二进料口，有效解决了两次加工长纤维能耗高和增强聚丙烯材料中纤维长度短的问题，得到的聚丙烯材料的各项性能指标增幅明显。指标增幅明显。指标增幅明显。
【技术实现步骤摘要】
利用连续长纤维在线增强聚丙烯材料的生产装置及工艺
[0001]本专利技术涉及聚丙烯材料的制备
，尤其涉及一种利用连续长纤维在线增强聚丙烯材料的生产装置及工艺。
技术介绍
[0002]长纤维增强聚丙烯是一种强度高，质量轻的复合材料，作为原材料的纤维通常是以长度较长的连续纤维形态存在的，当作为材料原料使用时，通常必须将连续长纤维切断为短纤维使用.如LFT中所谓的长纤维是与普通纤维增强材料(SFT)中所用的纤维相比较而言的。通常情况下，纤维增强材料(SFT)中的纤维长度一般在0.2
‑
0.4毫米，而在LFT中，纤维的长度一般大于2毫米，甚至于能够保持在5毫米以上。现有的长纤维增强聚丙烯材料生产过程中，都是先加工制作长纤维料粒(长度2—3mm)，再通过双螺杆注塑设备加工制品，这种生产流程不仅生产能耗高，且长纤维料粒经过二次加工后存在纤维长度变短，及纤维与聚丙烯熔融聚合物捏合不均匀的情况，对材料的增强性能不明显，无法真正有效改善聚丙烯材料的力学性能，限制了产品的应用范围，且该工艺中熔融后的PC混合物作为中间半成品，还需保温输送，增加了中间环节，降低了生产效率，增加了生产能耗。因此，有必要研究一种新的聚丙烯材料的制备方法。
技术实现思路
[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术目的是提供一种利用连续长纤维在线增强聚丙烯材料的生产装置及工艺，在生产聚丙烯材料时，将连续未切断的长纤维有序地输入二级双螺杆挤出机的第二进料口，有效解决了增强聚丙烯材料中纤维长度短的问题，得到的聚丙烯材料的各项性能指标增幅明显。
[0004]为实现上述专利技术目的，本专利技术公开了下述技术方案：
[0005]首先，本专利技术公开了一种利用连续长纤维在线增强聚丙烯材料生产装置，包括：一级螺杆挤出机、二级双螺杆挤出机、挤注式注塑系统、锁模系统、顺序分散架，所述一级螺杆挤出机设置有进料斗，二级双螺杆挤出机的第一进料口与一级螺杆挤出机的挤出口模连接，挤注式注塑系统与二级双螺杆挤出机的挤出口模连接，所述锁模系统与挤注式注塑系统连接。
[0006]所述顺序分散架包括分散架外壳以及水平布置在分散架外壳内部的纤维空气输送通道，所述纤维空气输送通道的形状为“W”型，所述纤维空气输送通道中设置有若干纤维输送口，所述纤维输送口用于输送连续未切断的长纤维，聚丙烯材料中的纤维长度达到30mm；所述顺序分散架设置在二级双螺杆挤出机的第二进料口处，所述长纤维通过顺序分散架后从第二进料口进入二级双螺杆挤出机。
[0007]所述第二进料口设置在第二阶螺杆的撕裂区，这样才能够保证螺杆带入的纤维不会被撕裂，而是仅和其他原料进行混合，这样才能保持纤维长度尽可能地大。
[0008]本专利技术在试验过程中发现：传统的纤维采用在挤出机外剪切后再与其他原料混炼
的方式，而在混炼过程中，已经经过剪切的纤维在经过撕裂区时，会在螺杆的作用下再次被破坏，导致最终得到的产品中的纤维长度远远达不到要求，为此，本专利技术采用了两方面的设计来解决上述问题：首先是在纤维进入挤出机前不再进行剪切，而是直接加入挤出机，这样就能最大限度地保证纤维的完整性；其次是精确设计纤维的加入位置，因为挤出机的二级双螺杆本身为积木式螺杆，根据物料的不同搭配不同螺距的空心积木式螺杆段，它分为混料区(撕裂区)、强混区等区域，而纤维加入不同的区域，得到的效果完全不同，经过分析和试验，本专利技术将顺序分散架设置在二级双螺杆挤出机的撕裂区，即纤维束通过顺序分散架后，直接进入二级双螺杆挤出机的撕裂区，而不是直接进入一级双螺杆挤出机或其他区域，这样才能保证纤维束在进入挤出机后仅和其他原料进行混合，而不会进行撕裂。
[0009]优选的，所述顺序分散架的数量为2组，分别与二级双螺杆挤出机中的两个螺杆相对应，即二级双螺杆挤出机中的每个螺杆单独由一个顺序分散架输送纤维，这样可以保证及时供料。
[0010]优选的，所述纤维空气输送通道的形状为“W”型，当螺杆水平穿过“W”型的纤维空气输送通道的下方时，这种形状可以将纤维输送到螺杆的径向两侧，从而更加均匀地将纤维与原料混合，避免同时输送到一侧时，造成纤维分布不均匀，影响最终聚丙烯材料质量的均一性。
[0011]所述进料斗中设置有原料输送装置，优选的，所述原料输送装置为绞刀。
[0012]所述挤注式注塑系统的特点为短流道、大浇口。这种结构缩短了纤维增强PP到达模腔流程，同等情况下大浇口可尽量避免纤维的取向和损伤，所以这种结构能够更加有效地保证制品纤维长度以及工艺的稳定性。
[0013]所述锁模系统的作用主要是锁定前后模具，锁定型腔，保证高压注射成型时，产品成型。
[0014]其次，本专利技术公开了一种利用长纤维在线增强聚丙烯材料生产工艺，包括如下步骤：
[0015](1)将原料加入设置在一级螺杆挤出机上的进料斗中，输送到一级螺杆挤出机中进行塑化，塑化后的熔融聚丙烯从一级螺杆挤出机的挤出口模处挤出，进入二级双螺杆挤出机的第一进料口；
[0016](2)通过顺序分散架将纤维连续有序地输入二级双螺杆挤出机的第二进料口，进而与来自一级螺杆挤出机的熔融聚丙烯材料混合进一步塑化；
[0017](3)利用挤注式注塑系统将二级双螺杆挤出机塑化后的熔融混合物注入其模腔之中注塑成型，即得。
[0018]步骤(1)中，所述原料包括聚丙烯和助剂；聚丙烯和助剂的质量比为6
‑
7:1。
[0019]优选的，所述助剂包括接枝PP、弹性体POE、抗氧化剂、阻燃剂、色母粒，助剂中各组分的含量可以根据具体的需要进行调配；优选的，接枝PP：弹性体POE：抗氧化剂：阻燃剂：色母粒的质量比为4:2:1:1:2。
[0020]步骤(1)中，所述塑化温度、时间根据需要进行调节，优选为温度210
±
30℃，时间20
‑
40s。
[0021]步骤(2)中，所述塑化温度、时间根据需要进行调节，优选为温度210
±
30℃，时间20
‑
40s。
[0022]步骤(2)中，所述纤维包括玻璃纤维，碳纤维，玄武岩纤维等。
[0023]步骤(2)中，所述纤维与步骤(1)中原料的质量比为(2
‑
3)：(7
‑
8)。
[0024]步骤(2)中，所述注塑成型的工艺参数可以依据不同注塑设备不同进行选择，本专利技术不做具体限定。
[0025]最后，本专利技术公开了利用长纤维在线增强聚丙烯材料生产工艺备的聚丙烯材料在汽车、电子、家电、通讯，医疗器材等领域中的应用。
[0026]与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：
[0027]本专利技术在生产聚丙烯材料时，连续纤维不经切割，而是利用螺杆自身的捏合、塑化带入，将纤维直接送入二级双螺杆挤出机，同时经过对纤维进入口的精确设计，能够尽量地将纤维完整地与原料结合，从而大幅度提高了得到的聚丙烯材料中纤维的长度，有效解决了增强聚丙烯材料中纤维长度短的问题，。经本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用连续长纤维在线增强聚丙烯材料生产装置，其特征在于：包括：一级螺杆挤出机、二级双螺杆挤出机、挤注式注塑系统、锁模系统和顺序分散架，所述一级螺杆挤出机设置有进料斗，所述二级双螺杆挤出机的第一进料口与所述一级螺杆挤出机的挤出口模连接，所述挤注式注塑系统与所述二级双螺杆挤出机的挤出口模连接，所述锁模系统与所述挤注式注塑系统连接，所述顺序分散架包括分散架外壳以及水平布置在所述分散架外壳内部的纤维空气输送通道，所述纤维空气输送通道的形状为“W”型，所述纤维空气输送通道中设置有若干纤维输送口，所述纤维输送口用于输送连续未切断的长纤维，聚丙烯材料中的纤维长度达到30mm以上；所述顺序分散架设置在所述二级双螺杆挤出机的第二进料口处，所述连续长纤维通过所述顺序分散架后从所述第二进料口进入所述二级双螺杆挤出机，所述第二进料口设置在第二阶螺杆的撕裂区。2.如权利要求1所述的利用连续长纤维在线增强聚丙烯材料生产装置，其特征在于：所述顺序分散架的数量为2组，分别与所述二级双螺杆挤出机中的两个螺杆相对应。3.如权利要求1所述的利用连续长纤维在线增强聚丙烯材料生产装置，其特征在于：所述二级双螺杆挤出机的底部经过了变径处理，优选的，所述二级双螺杆挤出机的底部为锥形；或，所述挤注式注塑系统为短流道、大浇口；或，所述进料斗的下方出口处设置有原料输送装置，优选的，所述原料输送装置为绞刀。4.如权利要求3所述的利用连续长纤维在线增强聚丙烯材料生产装置，其特征在于：所述二级双螺杆挤出机中的螺杆为积木式螺杆，所述积木式螺杆根据物料的不同搭配不同螺距的空心积木式螺杆段，所述空心积木式螺杆段包括撕裂区和强混区。5.一种利用如权利要求1
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4任一项所述的生产装置在线增强聚丙烯材料的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤(1)将原料加入设置在一级螺杆挤出机上的进料斗中，经进料斗输入...
【专利技术属性】
技术研发人员：李振，谢惠芝，
申请(专利权)人：山东泰氏新材料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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