异向旋转双螺杆挤出机制造技术

一种螺旋挤出机，所述螺旋挤出机具有：本体，其形成容纳两个异向旋转、轴线平行的转子（５、６）的两个圆筒的腔室（２）；进料口（７），其在所述本体的一端用于在腔室内的待混合材料；卸料口（８），其用于在所述本体的另一端排放已混合材料；在每个转子上的带有螺杆的传送段（３４），其用于将材料从所述进料口（７）向下游供给到包括至少两个混合区（４５、４６）的混合段（４４），每个混合区（４５、４６）都具有至少一个前传翼（１４、１５）和至少一个位于所述前传翼下游的后传翼（１７、１８），其特征在于，节流阀（４０）设置在所述混合段（４４）下游的腔室中，并且带有螺杆的第二传送段（４７）和第二混合段设置在所述节流阀（４０）的下游。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于复合聚合物的异向旋转双螺杆挤出机。
技术介绍
在制备聚合物组合物时，为了获得尽可能均匀的组合物，必须将如不同的聚合物、填充物和如抗氧化剂、光稳定剂等添加剂的成分密切地混合。这通过在如异向旋转双螺杆挤出机的复合机中将成分混合而完成。尽管在一方面，为了获得均匀的组合物，应该在高温和高剪切速率下进行混合，但由非常严格的条件会引起聚合物的降解。在混合多峰聚合物如多峰聚乙烯材料时，会遇到特殊的问题。多峰聚合物在很多方面优于相应的单峰材料。作为用于如管道、导线和电缆、薄膜、吹塑和注塑产品等不同应用的材料，多峰聚乙烯材料，特别是双峰聚乙烯材料具有广泛的且越来越多的用途。多峰聚合物组合物，如双峰聚乙烯材料，由低分子量聚合物组分和高分子量分布组分。高分子量的分子被公认为对获得理想的均匀化程度所需的复合条件最敏感。例如，在有色材料中，高分子量分子的聚集区域显示为白斑。该白斑可能会对产品的强度产生不利影响。此外，对聚合物组合物进行混合时，例如在生产薄膜时，在已制成的由未充分混合的高分子量聚合物组成的薄膜中，凝胶颗粒会以缺陷点的形式出现。尽管在更高的-->温度和剪切速率下进行混合可能会去掉白斑和凝胶颗粒，但可能出现高分子量分子的降解，这对多峰聚合物材料原本优越的性能产生了不利影响。因此，白斑和凝胶颗粒在聚合物工业中是严重的问题，而问题的解决就意味着消除了严重障碍，以使用原本优越的多峰聚合物组合物。在EP-A-645 232中描述了一种通过向聚合物材料中添加液态氮或固态二氧化碳来减小上述问题的方法。然而，这是一种相当昂贵的方法。根据WO 98/15591，该问题可以通过以低剪切速率进行混合，从而使聚合物的温度缓慢上升来解决。然而，这要求对异向旋转双螺杆挤出机的工艺条件进行非常精确的控制，因而生产量相当低。US-A-6,409,373公开了一种具有节流阀或闸门板的上游混合段和下游混合段的异向旋转双螺杆挤出机，每个混合段包括前传翼(forward-conveying wings)和前传翼下游的后传翼(backward-conveying wings)。尽管在单峰聚合材料中可以减少凝胶的数量，但无法利用现有挤出机在不影响多峰聚合材料优越品质的情况下获得高均匀度的多峰聚合材料。1981年6月3日的第0050卷第85(C-057)号的JP 56 031433 A的日本专利摘要(PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol.0050，no.85(C-057)，3 June 1981-06-03 & JP 56 031433 A)公开了一种在带有两个进料口的两个供给段之间具有节流元件的双螺杆挤出机，每个供给段均具有带有螺杆和混合段的传送段。1982年1月22日的第0060卷第.11(C-088)号的JP 136633 A的日本专利摘要(PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol.0060，no.11(C-088)，-->22 January 1982(1982-01-22)& JP 136633 A)公开了一种根据权利要求1的前序部分的双螺杆挤出机。US-B1-6 280 074公开了一种具有带有“V”型翼的螺杆来形成向后和向前传送运动的双螺杆挤出机。
技术实现思路
本专利技术的目标是以低成本、高产量获得高均匀度的多峰聚合材料。该目标通过根据权利要求1的用于混合的异向旋转双螺杆挤出机来实现。根据本专利技术的异向旋转双螺杆挤出机包括在每个转子上的具有至少两个混合区的混合段，每个混合区由至少一个，优选为至少两个前传翼，和在前传翼下游的至少一个，优选为至少两个后传翼组成。优选地，每个混合区的前传翼的数量和后传翼的数量与混合段上游的传送段的螺杆的螺旋片的数量相对应。例如，在每个混合区中，可分别使用两个、三个或四个前传翼和后传翼。为了调整混合段的填充程度，通常在混合段和挤出机的卸料口之间设置节流阀或闸门。代替节流阀，与卸料阀相连的齿轮泵可以用来控制混合段中的填充程度。可以将JP-A-3004647中所公开的旋转槽杆(rotary slot bar)用作节流阀。在该解决方案中，两杆延伸穿过转子，节流缝隙由转子与杆的节流边缘之间的距离所限定，其中所述转子具有在圆筒的凹陷部分中旋转的凸侧。本专利技术的双螺杆挤出机具有两个混合段，即一个位于节流阀的上游而另一个位于节流阀的下游。然而，节流阀上游的第一混合段包括-->至少两个混合区，每个混合区具有至少两个前传翼和至少两个后传翼，优选地，节流阀下游的第二混合段具有的混合区的数量较少，例如当第一混合段具有两个混合区时，第二混合段只有一个混合区。在第一混合段中主要进行分散混合，因此，待混合的粉末材料的颗粒被打碎，而在第二混合段中，主要进行分布混合。也就是说，在与传送段的螺杆相邻的第一混合段的第一混合区中，聚合物材料开始熔化并且在第一混合段的第二混合区中继续熔化，然后聚合物熔体通过节流阀排入第二混合段。此处，熔体被搅拌从而进一步使不同的聚合物以及非必须的填充物、添加剂等在熔体内均匀地分布。由于其第一混合段的至少两个混合区的高分散混合效率，本专利技术的双螺杆挤出机对于混合多峰聚合物材料非常有效。聚合物熔体从第二混合段通过卸料口排入齿轮泵或排放挤出机。从齿轮泵或排放挤出机开始，熔体经过模板，之后被冷却并切割成小球。选择性地，熔体通过第一混合段之后直接通过卸料口排出。尽管第一混合段的填充程度由节流阀决定，但是可通过齿轮泵的抽吸端压力来调节节流阀下游的第二混合段的填充。优选地，第一混合段的第一混合区的前传翼的上游端位于第一传送段的螺杆的下游端，同样优选地，第二混合段的混合区的前传翼的上游端位于第二传送段的螺杆的下游端。也就是说，优选地，第一和第二传送段的螺杆、第一混合段的第一区的前传翼和第二混合段的混合区的前传翼被分别定位，以形成连续的闭合螺旋片。在第一混合段中，优选地，每个混合区的前传翼的下游端与后传翼的上游端发生偏移以形成待混合材料的通道。由于这些通道，出现-->了轴向上的混合作用，并且避免了材料特别是未熔化的材料在圆筒与转子上的翼之间被挤压，这种挤压会引起转子的偏转，导致由于翼和圆筒之间的不均匀间隙而使混合不均匀。每个混合区的前传翼与后传翼之间的偏移通常取决于传送段中螺杆的螺旋片的数量。在两个螺旋片的情况下，在圆周方向上的偏移可以是大约90°，在三个螺旋片的情况下，大约为60°。在第一混合段中，一个混合区的前传翼的下游端和后传翼的上游端以及一个混合区的后传翼的下游端与下一个混合区的前传翼的上游端分别位于相同的径向平面上。然而，这些端的轴向移动也是可行的，例如，在一个混合区中，后传翼的上端位于该区的前传翼的下游端的上游。当第一传送段的螺杆只有两个螺旋片时，在翼之间形成那些通道是特别优选的。在有三个或更多螺旋片的情况下，由于转子是刚性的，因此，每个混合区的前传翼的下游端和后传翼的上游端可连接形成“V”。由于较高的温度造成第二混合段中的聚合物熔体的粘性较低，所以第二混合段的混合区的前传翼与后传翼形成这样的V形。也就是说，优选地，第二混合段的前传翼与后传翼被定位为形成具有“V”形状的连续闭合螺旋片。优选地，在每个混合区中的前传翼的长度大于后传翼的长度，并且优选地，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋挤出机，所述螺旋挤出机具有：本体（１），其形成容纳两个异向旋转、轴线平行的转子（５、６）的两个圆筒（３、４）的腔室（２）；进料口（７），其在所述本体（１）的一端用于在腔室（２）内的待混合材料；卸料口（８），其用于在所述本体（１）的另一端排放已混合材料；在每个转子（５、６）上的带有螺杆（１２）的传送段（３４），其用于将材料从所述进料口（７）向下游供给到包括至少两个混合区（４５、４６）的混合段（４４），每个混合区（４５、４６）都具有至少一个前传翼（１４、１５；２１、２２）和至少一个位于所述前传翼（１４、１５；２１、２２）下游的后传翼（１７、１８；２４、２５），其特征在于，节流阀（４０）设置在所述混合段（４４）下游的腔室（２）中，并且带有螺杆（２７）的第二传送段（４７）和第二混合段（４８）设置在所述节流阀（４０）的下游。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种螺旋挤出机，所述螺旋挤出机具有：本体(1)，其形成容纳两个异向旋转、轴线平行的转子(5、6)的两个圆筒(3、4)的腔室(2)；进料口(7)，其在所述本体(1)的一端用于在腔室(2)内的待混合材料；卸料口(8)，其用于在所述本体(1)的另一端排放已混合材料；在每个转子(5、6)上的带有螺杆(12)的传送段(34)，其用于将材料从所述进料口(7)向下游供给到包括至少两个混合区(45、46)的混合段(44)，每个混合区(45、46)都具有至少一个前传翼(14、15；21、22)和至少一个位于所述前传翼(14、15；21、22)下游的后传翼(17、18；24、25)，其特征在于，节流阀(40)设置在所述混合段(44)下游的腔室(2)中，并且带有螺杆(27)的第二传送段(47)和第二混合段(48)设置在所述节流阀(40)的下游。2、如权利要求1所述的双螺杆挤出机，其特征在于，每个混合区(45、46)的前传翼(14、15；21、22)的下游端与后传翼(17、18；24、25)的上游端发生偏移，以形成待混合原料的通道。3、如权利要求1或2所述的双螺杆挤出机，其特征在于，位于所述传送段(34)一侧的第一混合区(45)的后传翼(17、18)的下游端与所述第一混合区(45)下游的混合区(46)的前传翼(21、22)的上游端发生偏移，以形成待混合原料的通道。4、如前述任一项权利要求所述的双螺杆挤出机，其特征在于，在所述第一混合区(45)中的后传翼(17、18)的长度(L2)小于所述第一混合区(45)下游的混合区(46)中的后传翼(24、25)的长度(L4)。5、如前述任一项权利要求所述的双螺杆挤出机，其特征在于，所述第一混合区(45)的翼(11、14；17、18)的径向间隙(C)大于所述第一混合区(45)下游的混合区(46)的翼(21、22；24、25)的径向间隙(C)。6、如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔吉斯塔夫埃克，扎里埃里莱，阿尔内西雷，井上茂木，岩井纯一，山泽孝之，水谷丰，
申请(专利权)人：北方科技有限公司，日本制钢所株式会社，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]