一种强剪切力化学反应器制造技术

本发明专利技术涉及高分子聚合物反应装置领域，尤其涉及一种强剪切力化学反应器，包括机架、料筒、螺杆，料筒水平固定在所述机架上，螺杆设置在料筒中，螺杆分为熔融段螺杆和加料段螺杆，加料段螺杆所处的料筒上设有进料口，熔融段螺杆所处的料筒的端口连接连接筒，连接筒的内腔为圆弧状，连接筒内设有圆弧状的研磨杆，研磨杆和熔融段螺杆固定连接，研磨杆的外表面与连接筒的内腔的表面抵接，连接筒未连接料筒的一端连接强剪切筒，强剪切筒内设有强剪切螺杆，强剪切螺杆与研磨杆连接，强剪切筒未连接连接筒的一端设有出料口。本发明专利技术的有益效果是：采用螺纹剪切的方法，产生的压力场更稳定，挤出效率更高，接枝率也更高，从而制备出高性能的热熔胶产品。

【技术实现步骤摘要】
一种强剪切力化学反应器
本专利技术涉及高分子聚合物反应装置领域，尤其涉及一种强剪切力化学反应器。
技术介绍
热熔胶，在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变，而化学特性不变，其无毒无味，属环保型化学产品。由于其粘接强度大，固化速度快等优点，被广泛应用。近些年，聚烯烃热熔胶作为胶粘剂工业领域中的重要产品，表现出良好的增长势头。在国际市场上，全球热熔胶的市场需求将随着橡塑工业的发展而稳定增加。而目前大部分的聚烯烃热熔胶主要的生产方法是采用过氧化物引发、双螺杆挤出的接枝工艺。由于过氧化物的分散困难、引发断链的工艺不易控制等原因，造成热熔胶往往有黑点、黄点、气味大、存储时间短等缺陷，因此力化学反应的接枝法越来越受到人们的重视。高分子力化学反应装置是制备高分子产品的重要设备，多年来，许多专家学者利用现有的设备对高分子聚合物在利化学反应方面作了大量的工作。在我国，四川大学徐僖、王琪等，北京化工大学和华南理工大学的许多学者都致力于高分子力化学的研究，对高分子力化学降解和共聚反应进行了深入而系统的探讨，合成了一系列的嵌段和接枝的共聚物。以前所采用的设备主要还是挤出机、球磨机、超声辐射以及高速搅拌等，大都借助于现有的加工设备，有一定的局限性，挤出机作为一种专用的塑料成型加工设备，对于材料的对于材料的共混及改性很有效，但作为力化学反应的研究，物料受到的剪切作用和力化学反应的效果方面的研究都是有限的。振动磨，通过钢球的振动和球体间的碰撞，可使高分子材料受到瞬时的挤压和冲击作用，物料通过振动磨中球体之间接触碰撞，受到挤压碰撞的几率有限，且振动所需的时间很长，受到的冲击力亦有限，较难实现工业化。四川大学分子材料工程国家重点实验室的王琪等的专利技术专利CN1130545A，运用高分子在应力作用下化学反应的基本原理，针对现有产品设备的不足，借鉴中国传统石磨的构思和结构，设计制造了可用于聚合物及填料的粉碎、混合及力化学反应的磨盘形力化学反应器。该反应器在加工高分子材料的过程中，能够提供较大的挤压、剪切作用，使材料受到各个方向的多种应力作用而破碎，产生更有效的破碎和力化学反应。实现采用力场技术制备具有特殊功能和高性能的新材料。另外，北京化工大学最新研制成功了 CPJ75/135II串连式磨盘螺杆挤出机，其设计原理与四川大学的力化学反应器类似，不同点在于将单一的大磨盘改变为多个小磨盘，从而获得更好的挤出效果。串联式磨盘螺杆挤出机通过磨盘的形状、数目以及磨盘间隙的调节等手段对混炼三要素进行控制，主要用于制取特殊高分子合金材料和高填充的物料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能提供较大的剪切力，并且剪切压力稳定，挤出效率高，能解决热熔胶制备中存在的黑点、黄点问题的强剪切力化学反应器。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种强剪切力化学反应器，包括机架、料筒、螺杆，所述料筒水平固定在所述机架上，所述螺杆可转动地设置在所述料筒中，所述 螺杆分为熔融段螺杆和加料段螺杆，所述加料段螺杆所处的料筒上设有进料口，所述熔融 段螺杆所处的料筒的端口连接连接筒，所述连接筒的内腔为从与料筒的连接端开始向另一 端逐渐增大的圆弧状，所述连接筒内设有圆弧状的研磨杆，所述研磨杆和所述熔融段螺杆 固定连接，所述研磨杆的外表面与所述连接筒的内腔的表面抵接，所述连接筒未连接料筒 的一端连接强剪切筒，所述强剪切筒内设有强剪切螺杆，所述强剪切螺杆与所述研磨杆连 接，所述强剪切筒未连接连接筒的一端设有出料口。本专利技术的有益效果是:构思新颖，结构独特，可提供较大的剪切应力场，运用一种 新型的接枝方法，为聚烯烃热熔胶的制备提供一种全新的方法，从而解决了热熔胶制备中 存在的黑点、黄点问题。采用螺纹剪切的方法，产生的压力场更稳定，挤出效率更高，接枝率 也更高，从而制备出高性能的热熔胶产品。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述连接筒与所述料筒和所述强剪切筒的连接方式为螺纹连接，所述螺 纹为反向螺纹。进一步，所述研磨杆与所述螺杆的连接方式为反向螺纹连接。进一步，所述强剪切螺杆与所述研磨杆的连接方式为反向螺纹连接。采用上述进一步方案的有益效果是:螺纹连接便于拆卸，方便加工制造，以及后期 使用中的更换和维修。进一步，所述强剪切螺杆上的螺棱为多头梯形螺棱，所述多头梯形螺棱的螺纹升 角为30度至65度。进一步，所述强剪切筒的内壁上设有梯形螺纹槽，所述梯形螺纹槽的升角为30度 至65度。采用上述进一步方案的有益效果是:多头梯形螺棱和梯形螺纹槽的设置既可以获 得较高的挤出效率，又可以保持较高的剪切力场。进一步，所述料筒外设有加热器。进一步，所述料筒外设有冷却器。采用上述进一步方案的有益效果是:料筒外设置加热器和冷却器以调整和保持整 机各部分的温度稳定并且适宜，从而调整内部物料的摩擦和粘粘力，进而调整物料的受力 和运动状态。【附图说明】图1为本专利技术一种强剪切力化学反应器结构示意图；图2为本专利技术一种强剪切力化学反应器的强剪切螺杆结构示意图；图3为本专利技术一种强剪切力化学反应器的研磨杆结构示意图；图4为本专利技术一种强剪切力化学反应器的应用示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下:1、机架，2、料筒，3、螺杆，3-1、加料段螺杆，3-2、熔融段螺杆，4、进料口，5、连接筒，6、研磨杆，7、强剪切筒，8、强剪切螺杆，9、出料口，10、反螺纹，11、多头梯形螺棱，12、反螺纹 槽，13、止推轴承，14、传动杆，15、轴承，16、电机，17、梯形螺纹槽。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术所述的一种强剪切力化学反应器，包括机架1、料筒2、螺杆3，所述料筒2水平固定在所述机架I上，所述螺杆3可转动地设置在所述料筒2中，所述螺杆3分为熔融段螺杆3-2和加料段螺杆3-1，所述加料段螺杆3-1所处的料筒2上设有进料口4，所述熔融段螺杆3-2所处的料筒2的端口连接连接筒5，所述连接筒5的内腔为从与料筒2的连接端开始向另一端逐渐增大的圆弧状，连接段做成圆弧状以保证熔融态的物料能够顺利进入强剪切段。所述连接筒5内设有圆弧状的研磨杆6，所述研磨杆6和所述熔融段螺杆3-2固定连接，所述研磨杆6的外表面与所述连接筒5的内腔表面抵接，所述连接筒5未连接料筒2的一端连接强剪切筒7，所述连接筒5与所述料筒2和所述强剪切筒7的连接方式为螺纹连接，所述螺纹为反向螺纹(与电机转向相反)，以保证运行时不会出现螺纹连接松动现象。所述强剪切筒7内设有强剪切螺杆8，所述强剪切螺杆8与所述研磨杆6连接，所述研磨杆6与所述螺杆3和所述强剪切螺杆8的连接方式为反向螺纹10连接，一端设有所述强剪切筒7未连接连接筒5的一端设有出料口 9。如图2所述，所述强剪切螺杆8上的螺棱为多头梯形螺棱11，所述多头梯形螺棱的螺纹升角为30度至65度，所述强剪切螺杆8的一端设有表面为反螺纹10的连接螺杆，强剪切螺杆8通过连接螺杆连接研磨杆6的反螺纹槽12上，如图3所述，从而与研磨杆6连接。所述强剪切筒的内壁上设有梯形螺纹槽，所述梯形螺纹槽的升角为30度至65度。如图4所述为本专利技术一种强剪切力化学反应器的应用示意图，本专利技术装置中的加料段螺杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强剪切力化学反应器，包括机架、料筒、螺杆，所述料筒水平固定在所述机架上，所述螺杆可转动地设置在所述料筒中，所述螺杆分为熔融段螺杆和加料段螺杆，所述加料段螺杆所处的料筒上设有进料口，其特征在于，所述熔融段螺杆所处的料筒的端口连接连接筒，所述连接筒的内腔为从与料筒的连接端开始向另一端逐渐增大的圆弧状，所述连接筒内设有圆弧状的研磨杆，所述研磨杆和所述熔融段螺杆固定连接，所述研磨杆的外表面与所述连接筒的内腔的表面抵接，所述连接筒未连接料筒的一端连接强剪切筒，所述强剪切筒内设有强剪切螺杆，所述强剪切螺杆与所述研磨杆连接，所述强剪切筒未连接连接筒的一端设有出料口。

【技术特征摘要】
1.一种强剪切力化学反应器，包括机架、料筒、螺杆，所述料筒水平固定在所述机架上， 所述螺杆可转动地设置在所述料筒中，所述螺杆分为熔融段螺杆和加料段螺杆，所述加料 段螺杆所处的料筒上设有进料口，其特征在于，所述熔融段螺杆所处的料筒的端口连接连 接筒，所述连接筒的内腔为从与料筒的连接端开始向另一端逐渐增大的圆弧状，所述连接 筒内设有圆弧状的研磨杆，所述研磨杆和所述熔融段螺杆固定连接，所述研磨杆的外表面 与所述连接筒的内腔的表面抵接，所述连接筒未连接料筒的一端连接强剪切筒，所述强剪 切筒内设有强剪切螺杆，所述强剪切螺杆与所述研磨杆连接，所述强剪切筒未连接连接筒 的一端设有出料口。2.根据权利要求1所述的一种强剪切力化学反应器，其特征在于，所述连接筒与所述 料筒和所述强剪切筒的连接方式为螺纹连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈占春，李峰，樊耀耀，王宁，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：