用于生产高性能热塑性树脂粒料的方法技术

本发明专利技术涉及用于对高性能热塑性树脂进行共混改性，以实现低碳化连续式稳定生产粒径规整的高性能热塑性树脂粒料的方法。基于本发明专利技术的方法，所制得的热塑性树脂成品粒子的粒径大小具有良好的均一性和规整性，外观品质优良，机械强度高，尺寸稳定性好，且具有优良的热稳定性。本发明专利技术的方法可显著降低或减少废料、废弃粒子的产生，节约材料资源，实现低碳化生产。实现低碳化生产。实现低碳化生产。

【技术实现步骤摘要】
用于生产高性能热塑性树脂粒料的方法


[0001]本专利技术具体涉及用于对热塑性树脂进行共混改性，以实现低碳化连续式稳定生产粒径规整的高性能热塑性树脂粒料的方法。

技术介绍

[0002]众所周知，生物基聚合物(例如生物基热塑性树脂)是一类以生物可再生资源为原材料，经过生物或化学过程而合成的高分子材料。以生物基聚合物为基体树脂而获得的诸如塑料、橡胶、纤维等统称为生物基高分子材料。生物基高分子材料的推广使用，有利于降低现今社会对传统石化资源的高度依赖性，具有低碳环保的优势，具有可替代传统石化高分子材料的巨大潜力。
[0003]例如，生物基聚酰胺热塑性树脂是指利用可再生的生物质为原料，通过生物、化学及物理等手段制造用于合成聚酰胺的前体，包括生物基内酰胺、生物基二元酸、生物基二元胺等，再通过聚合反应合成的高分子材料，具有绿色、环境友好、原料可再生等特性。在当今“低碳经济”的环境下，生物基聚酰胺热塑性树脂具有十分广阔的发展前景。现已商品化的生物基聚酰胺热塑性树脂产品中，主要有PA1010、PA11、PA610、PA410等，此外还有多种生物基聚酰胺热塑性树脂正在研发。
[0004]目前，针对生物基热塑性树脂的共混改性及成型加工，双螺杆挤出机是广泛使用的生产加工设备，其主要包含挤出机主机、模头、口模等构成部件。在实际生产过程中，可将热塑性树脂、功能性填料、添加剂、颜料等原材料，按照一定的配方比例，通过精确的喂料系统加入到挤出机主机中，在螺杆的作用下，经输送、加热、剪切混炼等过程，形成物料均匀混合的聚合物熔体。经螺杆的旋转推动，聚合物熔体到达模头位置产生合适的压力，然后通过口模上的出料孔挤出，再经拉条、冷却造粒，即可获得目标颗粒制品。
[0005]目前，市面上常规的挤出机口模通常采用如图1和图2所示的结构，其出料孔4为并排设置，能够挤出呈“一”字型并排分布的料条，依据生产线上双螺杆挤出机的尺寸(螺杆直径26
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133mm)和产量设计(50
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10000kg/h)，口模1的出料孔4数量可以为5
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200个，出料孔4的直径可以为2
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8mm，出料孔4的排列可以是单排或双排或多排。现有的挤出机口模1通常具有多个尺寸均一的出料孔4，采用等间距分布、相同孔深的设计结构，即相邻出料孔4的间距大小是相同的，且每个出料孔4的深度也是相同的。相比于挤出机主机内部的螺杆的横截面尺寸，口模1的横截面尺寸要大很多。因此，当聚合物熔体从挤出机螺杆末端，通过模头腔体经圆锥形过渡腔5而被输送至口模1的出料孔4的时候，由于如图1所示的出料孔4分布特点，位于口模1的中间区域的出料孔4，其所分配的熔体物料通常要比位于远离口模1的中间区域的其它边侧区域的出料孔4要多得多，对应地，位于口模1的中间区域的出料孔4所承受的熔体压力也更高。由上述位于远离口模1的中间区域的其它边侧区域的出料孔4(尤其是位于口模1两侧远端区域的出料孔4)所挤出的料条由于熔体压力相对较低，生产过程中容易出现断条现象；而由位于口模1的中间区域的出料孔4所挤出的料条由于熔体压力高，容易出现鲨鱼皮，甚至发生熔体破碎，进而影响成品粒子的外观。另外，由于口模1不同区域的出料
孔4所能分配到的熔体物料的量具有明显差异，故这些出料孔4实际所承受的熔体压力大小差异非常明显，容易导致成品物料的截面尺寸偏差较大，会影响连续化稳定生产，并导致一定程度的成品外观缺陷，以致产品的不良率高，造成物料的浪费，会限制最大化的产能。因此，挤出机的口模1结构设计至关重要。
[0006]公开号为CN213006463U的中国技术专利，公开了一种超高熔指聚丙烯材料生产用双螺杆挤出机口模，其主要是针对现有的采用等间距分布、相同孔深的出料孔的口模进行的结构改进，即通过在定位卡槽的底部中部设置凹槽式流道(其上开设数个模孔)，用来平衡口模压力，并在定位卡槽的底部两端增设加热管，用来改善熔体的受热均匀性。该专利通过增设凹槽式流道以及加热管的结构设计，一方面会导致口模自身结构的复杂性，并会增加结构成本，经济性不佳，另一方面凹槽式流道对熔体的均匀分布效果有限，依然存在熔体物料在口模的中间区域分布相对较多，在远离口模的中间区域的两边侧区域分布相对较少的现象，在实际生产过程中，还是会遇到诸如断条、鲨鱼皮等缺陷，其改善效果有限。
[0007]针对市面上现有的出料孔均布、等深结构的口模，其在实际生产过程中存在熔体压力分布不均匀、生产产量效率受限等技术缺陷，本专利技术对口模上的出料孔的分布及其深度进行结构优化设计，并开发出适用于结构优化的口模的粒料生产工艺，以制备粒径规整度好，表观品质优异的粒料产品。
[0008]因此，本专利技术旨在提供一种出料孔采用非均布、非等深排列的结构设计的双螺杆挤出机口模，使得位于口模上的各个出料孔能够获得相对均匀的熔体压力，以改善料条的稳定性，并进一步提高生产过程的稳定性和产量。以及，本专利技术旨在利用这种具有非均布、非等深的出料孔结构设计的口模，通过优化相应的工艺条件，提供一种用于生产粒径均一规整的高性能热塑性树脂粒料的方法，该方法可以降低或减少产品的不良率，节约原料，提高单位时间内的产量，进而实现低碳化生产。

技术实现思路

[0009]一方面，本专利技术提供一种双螺杆挤出机口模，所述口模上设置有多个非均布、非等深排列的出料孔。所述“非均布、非等深”是相对于现有技术常规的口模上的出料孔呈现等间距分布、相同孔深的结构特点而言，出料孔呈非等间距分布、非相同孔深的排列结构。
[0010]具体而言，根据本专利技术所述的口模的中间区域和位于中间区域左、右两侧的两边侧区域均设置有出料孔，其中，位于中间区域的各出料孔的间距D相同，以及位于两边侧区域的各出料孔的间距d相同，但D＞d。各出料孔的深度由两边侧区域向中间区域逐渐增大，位于两边侧区域的出料孔深度均小于中间区域的出料孔深度。所述“中间区域”是指从口模的横向角度看，以口模的中心线出发分别向左、右两侧对称延伸的横向长度占口模总横向长度的1/2
‑
2/3的区域。所述“两边侧区域”则是以口模的中心线为对称轴，呈镜像对称地位于所述中间区域的左、右两侧的区域。
[0011]位于中间区域的出料孔的深度沿口模中心线向口模两端的方向逐渐减小。位于两边侧区域的出料孔的深度沿口模两端向口模中心线的方向逐渐增大。
[0012]进一步地，位于口模左、右两侧最远端的出料孔的深度为L，L通常为15
‑
20mm。进一步地，位于口模上的这些出料孔的深度以口模中心线作为对称轴，以镜像对称的方式，沿着口模左、右两侧最远端向口模中心线的方向依次增加0.2
‑
1.0mm。位于口模中心线处的出料
孔的深度为L
’
，其中，L
’
＞L，且L
’
与L的差值
△
L为2mm≤
△
L≤20mm。实际具体差值
△
L取决于口模的模孔数量和分布情况，可由本领域技术人员确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生产高性能热塑性树脂粒料的方法，其特征在于，所述方法包括提供熔融的热塑性树脂材料，使所述熔融的热塑性树脂材料通过具有非均布、非等深排列的出料孔的双螺杆挤出机口模进行挤出、拉条，然后冷却造粒，其中，所述双螺杆挤出机口模的中间区域和位于中间区域左、右两侧的两边侧区域均设置有出料孔，位于所述中间区域的各出料孔的间距D相同，以及位于所述两边侧区域的各出料孔的间距d相同，但D＞d，以及，各出料孔的深度由两边侧区域向中间区域逐渐增大。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中间区域是指从口模的横向角度看，以口模的中心线出发分别向左、右两侧对称延伸的横向长度占口模总横向长度的1/2
‑
2/3的区域，所述两边侧区域是以口模的中心线为对称轴，呈镜像对称地位于所述中间区域的左、右两侧的区域。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，位于所述口模左、右两侧最远端的出料孔的深度L为15
‑
20mm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述出料孔的深度是以口模中心线作为对称轴，以镜像对称的方式，沿着口模左、右两侧最远端向口模中心线的方向依次增加0.2
‑
1.0mm。5.根据权利要求3或4所述所述的方法，其特征在于，位于所述口模中心线处的出料孔的深度为L
’
，其中L
’
与...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱俊杰，毕振，熊墨华，刘永德，王要涛，
申请(专利权)人：巴斯夫一体化基地广东有限公司，
类型：发明
国别省市：