一种螺杆组合、平行双螺杆挤出机、高导电PP/HIPS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料制备领域，特别涉及一种螺杆组合、平行双螺杆挤出机、高导电PP/HIPS复合材料及其制备方法。所述螺杆组合包括两根相互啮合的螺杆，所述螺杆组合一端至另一端依次分为主喂物料输送段、主喂物料熔融混炼段、侧喂物料输送段、全部物料熔融混合段、排气计量段。所述主喂物料熔融混炼段采用包括错列角为45

【技术实现步骤摘要】
一种螺杆组合、平行双螺杆挤出机、高导电PP/HIPS复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料制备领域，特别涉及一种螺杆组合、平行双螺杆 挤出机、高导电PP/HIPS复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯是产量最大的五种通用塑料之一，具有优异的力学性能、化学性 能，在汽车、家电、包装、建筑等领域得到广泛应用，已成为通用树脂中发 展最快的品种。但由于聚丙烯为绝缘材料，这限制了其在电子电器工业中有 导电性能要求产品上的应用。在聚合物中添加导电填料制备具有持久稳定导 电性能的复合型导电聚合物这一方法，由于工艺简单、成本低、电阻率可调 范围宽，近年来在电子、能源、化工、宇航等许多行业被广泛应用。
[0003]专利CN201811573936公开了一种高导电PP/PS复合材料及其制备方法， 是优选PP树脂与经过钛酸酯偶联剂处理过的导电炭黑作为导电填料及其他 助剂均混后从主喂料下机，经前半段双螺杆剪切熔融混合分散后，再使适当 比例的HIPS从侧喂料口下机与PP树脂跟导电填料的均匀熔体一起在平行双 螺杆中共混挤出造粒。由此制得低成本、密度小、综合力学性能优异的高导 电PP/HIPS复合材料。其使用导电炭黑使复合材料获得导电性，但想要使用 少量的导电炭黑实现良好的导电性能，制备过程中在保证其他性能的情况 下，如何最大限度地使导电炭黑发挥作用则是解决问题的关键。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术中需要保证其他性能的情况下，最大限度地使导电 炭黑发挥作用问题。本专利技术提供一螺杆组合，包括两根相互啮合的螺杆，具 体的，啮合角度为90度。所述螺杆组合一端至另一端依次分为主喂物料输送 段、主喂物料熔融混炼段、侧喂物料输送段、全部物料熔融混合段、排气计 量段；
[0005]所述主喂物料熔融混炼段采用包括错列角为45
°
和/或60
°
的片状剪切 块与输送螺纹的螺纹元件组合，对物料进行复数次剪切分散；所述全部物料 熔融混合段采用包括带左旋插槽的右旋螺纹块与错列角为45
°
和/或90
°
的 片状剪切块的螺纹元件组合，对物料进行混合分布。
[0006]具体的，在主喂物料熔融混炼段使用片状剪切块与输送螺纹的螺纹组合， 对物料进行复数次剪切分散，产生强剪切强分散作用，使导电填料与PP组分 充分熔融分散混合，并在全部物料熔融混合段使用带左旋插槽的右旋螺纹块 与错列角为45
°
和/或90
°
的片状剪切块的螺纹元件组合，产生弱剪切强分 布的作用，以避免PP相中的导电填料迁移进入HIPS相中，进而保持PP相处 于高导电状态。同时，在输送螺纹的选择上，大导程的输送螺纹元件有利于 进料，因此在下料口处可使用大导程螺纹元件；小导程的输送螺纹元件有利 于压缩物料，使物料密实并排出物料中夹带的空气。增加物料密实度有助于 提高螺杆对物料的熔融及后续剪切单元对物料的分散混合效果，本领域技术 人员可根据实际情况进行
调整。
[0007]在一实施例中，所述片状剪切块包括K45/72、K45/56、K60/44、K45/44、 K90/7/75中的一种或组合；所述输送螺纹包括96/96、72/72、56/56中的一 种或组合；所述带左旋插槽的右旋螺纹块包括SME44/44。其中K45/72代表错 列角为45
°
，由5块碟片组成长度共72毫米的剪切单元；K45/56代表错列 角为45
°
，由5块碟片组成长度共56毫米的剪切单元；K60/44代表错列角 为60
°
，由4块碟片组成长度共44毫米的剪切单元；K45/44代表错列角为 45
°
，由5块碟片组成长度共44毫米的剪切单元；K90/7/75代表错列角为 90
°
，由7块碟片组成长度共72毫米的剪切单元；而输送螺纹以96/96为例， 96/96代表导程为96毫米、长度为96毫米的输送元件，其余输送螺纹不再赘 述；SME44/44代表导导程44毫米，长度44毫米的带左旋插槽的右旋螺纹块。
[0008]具体的，主喂物料熔融混炼段螺纹元件可依次为K45/72、K45/56、K60/44、 K60/44、96/96、72/72、72/72、56/56、K45/72、K45/56、K45/44、K45/44、 72/72、72/72、72/72、K45/56、K60/44、44/22L。其中，44/22L代表导程为 44毫米、长度为22毫米的反向螺纹元件，反向螺纹元件在这里起增强剪切效 果的作用。当剪切块错列角角度为45
°
且碟片长度越长时，螺杆组合对物料 的剪切分散效果越好。主喂物料熔融混炼段共设置三处剪切组合，每一处剪 切组合都是先使用厚度大的碟片，这样可以使物料受到更大的拉伸变形，然 后再经过更大错列角的组合元件的剪切分散，这样更有利于各组分物料之间 的相互分散均匀混合。此种设置是为了使物料在剪切分散、混合、再剪切分 散、混合、再剪切分散的过程中，各组分能够充分分散均匀，尤其是使导电 填料分散于PP组分中。
[0009]全部物料熔融混合段元件可依次为K45/44、K45/44、SME44/44、SME44/44、 K90/7/75、44/22L。其中，K45/44、K90/7/75对物料进行一定剪切混合， SME44/44则对物料提供强烈的分布混合作用，使PP组分与HIPS组分均匀分 布。44/22L元件在抽真空排气前起到液封的作用。在全部物料熔融混合段， 采取弱剪切强分布作用的螺纹元件组合使PP组分与HIPS组分均匀分布，并 且防止PP相中导电填料进入HIPS组分，进而影响导电性。
[0010]在一实施例中，所述螺杆长径比为44:1。相比于40:1机型，44:1机型 更长，可以更好的设计螺杆组合以提高主喂物料熔融混炼段的混炼效果。
[0011]本专利技术还提供一种平行双螺杆挤出机，采用了如上任意所述的螺杆组合。
[0012]本专利技术还提供一种高导电PP/HIPS复合材料的制备方法，使用了如上所 述的平行双螺杆挤出机，包括以下步骤：
[0013]步骤a、按比例称取PP、SBS、导电填料、抗氧剂、润滑剂，所有物料加 入到高速搅拌机中进行高速搅拌混合均匀，得到预混料；
[0014]步骤b、将得到的预混料从主喂料斗加入如上所述的平行双螺杆挤出机； 将按比例称取的HIPS从侧喂料口加入到所述平行双螺杆挤出机，使所有组分 物料在所述平行双螺杆挤出机中进行剪切熔融共混挤出，所述平行双螺杆挤 出机加工温度为180～220℃；
[0015]步骤c、将经所述平行双螺杆挤出机口模出来的料条冷却、干燥、切粒， 制得高导电PP/HIPS复合材料。
[0016]在一实施例中，所述双螺杆挤出机各区加工温度为一区180℃、二区 190℃、三区200℃、四区220℃、五区220℃、六区215℃、七区215℃、八 区215℃、九区210本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺杆组合，其特征在于：所述螺杆组合包括两根相互啮合的螺杆，所述螺杆组合一端至另一端依次分为主喂物料输送段、主喂物料熔融混炼段、侧喂物料输送段、全部物料熔融混合段、排气计量段；所述主喂物料熔融混炼段采用包括错列角为45
°
和/或60
°
的片状剪切块与输送螺纹的螺纹元件组合；所述全部物料熔融混合段采用包括带左旋插槽的右旋螺纹块与错列角为45
°
和/或90
°
的片状剪切块的螺纹元件组合。2.根据权利要求1所述的螺杆组合，其特征在于：所述片状剪切块包括K45/72、K45/56、K60/44、K45/44、K90/7/75中的一种或组合；所述输送螺纹包括96/96、72/72、56/56中的一种或组合；所述带左旋插槽的右旋螺纹块包括SME44/44。3.根据权利要求1所述的螺杆组合，其特征在于：所述螺杆长径比为44:1。4.一种平行双螺杆挤出机，其特征在于，采用了如权利要求1～3任一项所述的螺杆组合。5.一种高导电PP/HIPS复合材料的制备方法，其特征在于，采用了如权利要求4所述的平行双螺杆挤出机，包括以下步骤：步骤a、按比例称取PP、SBS、导电填料、抗氧剂、润滑剂，所有物料加入到高速搅拌机中进行高速搅拌混合均匀，得到预混料；步骤b、将得到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：范木良，杨杰，安峰，申应军，蒋士鹏，张淼，
申请(专利权)人：金旸厦门新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：