專利名稱：：用于熱塑性塑料彈性體熔融加工的雙螺桿擠出機的螺桿的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及雙螺桿擠出機的螺桿，尤其是一種采用雙螺桿擠出機熔融共混SEBS/PP彈性體材料，并適合其他的塑料改性的熱塑性彈性體材料加工的螺桿組合。
背景技術：
：熱塑性彈性體(ThermoplasticElastomer簡稱TPE)是一類在常溫下顯示橡膠彈性，高溫下又能塑化成型的高分子材料，由塑料段(硬段)和橡膠段(彈性軟段)相連組成的。分子鏈間的硬段內(nèi)聚能較大，通過范德華力等非共價作用相互締合形成物理交聯(lián)點，軟段則是自由旋轉(zhuǎn)能力較大的高彈性鏈段。硬段聚集相分散在軟段(橡膠段)形成的連續(xù)相基體之間，在形態(tài)上屬微觀多相結構。在常溫下，硬段不僅起到固定軟段(彈性鏈段)的物理交聯(lián)作用，同時還產(chǎn)生補強作用，而且，這種"物理"交聯(lián)具有可逆性，即在高溫下約束力喪失，呈塑性；溫度降至常溫時，交聯(lián)又恢復，起類似硫化橡膠交聯(lián)點的作用。由于常溫下顯示橡膠彈性，而高溫下又能塑化成型，故被稱為"第三代橡膠"。SEBS是一類典型的苯乙烯類熱塑性彈性體。它是以聚苯乙烯為末端嵌段，以聚丁二烯加氫得到的乙烯-丁烯共聚物為中間彈性嵌段的三嵌段共聚物。由于SEBS優(yōu)良的橡膠彈性、優(yōu)異的耐候性、耐低溫性、環(huán)保性能等，使得SEBS作為主體材料在許多領域得以應用。從整個彈性體應用市場的調(diào)研情況來看，在國際市場上，它們己成功地應用于如家用電器、體育用品、汽車材料、醫(yī)療器材、建筑業(yè)、制鞋業(yè)等。PP是一種高模量、高強度而且應用最廣的熱塑性塑料，經(jīng)常被用于改性SEBS彈性體。SEBS/PP彈性體多釆用雙螺桿擠出機進行熔融共混加工。雙螺桿擠出機是一種重要的高聚物共混設備，自1935年問世后，經(jīng)過半個多世紀的不斷改進和完善，得到了長足的發(fā)展，目前己廣泛應用于聚合物加工業(yè)和其他工業(yè)(如食品加工業(yè)、制藥業(yè)等)。雙螺桿擠出機在聚合物加工中占有重要地位。50%以上的聚合物樹脂在成為最終制品前都要經(jīng)過螺桿混料，其中最常用、也是研究最多的就是以混煉為主同向雙螺桿擠出機。同向雙螺桿擠出機的螺桿絕大多數(shù)采用模塊結構，螺桿組合是雙螺桿擠出工藝制定的關鍵。各不同作用的螺桿元件可以通過變換組合來滿足特定混料過程對輸送、熔融、混煉、脫揮、均化等方面的特殊要求。所以，螺桿組合對共混高聚物體系性能有重要的影響。目前嚙合同向雙螺桿擠出機的螺桿采用積木式結構，可以針對不同聚合物、不同配方、不同添加組分進行優(yōu)化組合。嚙合同向雙螺桿擠出機最常用的是根據(jù)相對運動原理制成的螺紋形狀的輸送元件(圖l)。剪切元件主要是指嚙合同向雙螺桿擠出機中常見的捏合元件，主要作用是提供高的剪切，因而能提供良好的分散混合和分布混合。根據(jù)其位錯角的不同可分為中性捏合塊，正向捏合塊和反向捏合塊。(圖2)為各種類型的捏合塊。雙螺桿擠出機螺桿的熔融反應段最具有特殊性，影響也最大，因為聚合物的相疇尺寸的降低主要發(fā)生在此區(qū)，由開始的毫米級下降到幾十微米或幾微米，因此熔融段的螺桿組合是整個擠出設計的核心。目前還沒有一種熔融段的螺桿組合對熱塑性彈性體材料提供好的剪切效果，達到良好的分散混合和分布混合。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種用于熱塑性塑料彈性體熔融加工的雙螺桿擠出機的螺桿，該螺桿通過對捏合塊有效組合排列，對熱塑性彈性體材料提供好的剪切效果，達到良好的分散混合和分布混合。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是一種用于熱塑性塑料彈性體熔融加工的雙螺桿擠出機的螺桿，包括用于同向嚙合雙螺桿擠出機的雙螺桿，其特點是在雙螺桿的熔融段1/3處和2/3處設置正反密煉轉(zhuǎn)子模塊組成螺桿組合，用于局部緩解高壓，高剪切，減少了分子鏈的斷裂，使熱塑性彈性體與改性劑在兩轉(zhuǎn)子之間反復混合。上述螺桿組合有五種第一種為通用組合K3077/48，K6074/22，22/22，22/22，K450/5/32，K9075/32，22/22，22/22，48/48，48/48，32/32，32/32，K3077/48，22/22，K4575/32,K900/5/32，22/22，K3077/48，K4575/32，22/22，22/22，22/22，K4575/32,K6074/22,謂。/5/32;第二種組合在通用組合基礎上，將K4575/32，K9075/32換為2個D-密/48;第三種組合在通用組合基礎上，將48/48換為K4575/32(L)和11/U(L);第四種組合在通用組合基礎上，減少5個捏合塊，增加2個D-密/48;第五種組合在通用組合基礎上，增加2個捏合塊和2個D-密/48，減少1個K卯。/5/32。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過在雙螺桿的熔融段1/3處和2/3處設置正反密煉轉(zhuǎn)子模塊組成螺桿組合，對捏合塊有效組合排列，對熱塑性彈性體材料提供好的剪切效果，達到良好的分散混合和分布混合。圖l是正反向螺紋元件圖；圖2是剪切元件圖；圖3是本發(fā)明的密煉轉(zhuǎn)子模塊圖，其中(a)正向密煉轉(zhuǎn)子，(b)反向密煉轉(zhuǎn)子。具體實施方式下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明所述雙螺桿擠出機為同向嚙合雙螺桿擠出機。如圖3所示，本發(fā)明用于塑料/熱塑性彈性體熔融加工的雙螺桿擠出機的螺桿，包括用于同向嚙合雙螺桿擠出機的雙螺桿，其特點是在雙螺桿的熔融段1/3處和2/3處設置正反密煉轉(zhuǎn)子模塊組成螺桿組合，用于局部緩解高壓，高剪切，減少分子鏈的斷裂，使彈性體SEBS和熱塑性塑料PP在兩轉(zhuǎn)子之間反復混合。所述共混體系為熱塑性塑料，如PP、PE、PS等改性的苯乙烯類熱塑性彈性體、EVA彈性體、聚氨酯彈性體等熱塑性彈性體；熱塑性塑料、填料改性的熱塑性彈性體。對于熱塑性塑料如PP，流動性能好，而彈性體SEBS,由于分子量和粘度較大，流動性不如前者，二者容易分流，導致混合不均。本發(fā)明根據(jù)SEBS/PP彈性體材料的具體特點，對雙螺桿擠出機螺桿熔融段進行組合，特別是將密煉轉(zhuǎn)子模塊應用于雙螺桿，設計出適合SEBS/PP等彈性體材料加工的螺桿組合。本發(fā)明針對塑料改性的SEBS彈性體材料設計的5種螺桿組合見表1。由表l采取的組合方式可以看出組合1#、2#、3#、4#在組合0#(通用組合)基礎上增加了熔融段的捏合塊的數(shù)量；組合1#、3#、4#螺桿組合還引入了密煉轉(zhuǎn)子。以組合4#為例對本發(fā)明的螺桿組合進行說明。組合4#在通用組合的基礎上增加了K60。/4/22，K30。/7/48，2個正向捏合塊，減少了一個中性捏合塊K90。/5/32，它們既有一定的輸送能力，同時也增加了一定的剪切力，同時引入了2個密煉轉(zhuǎn)子D-密/48，能提供良好的分散混合，另外停留時間也有增加。表1針對SEBS/PP彈性體材料設計的5種螺桿組合<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注22/22(表示導程為22mm的正向螺紋元件)，11/11L(表示導程為llmm的反向螺紋元件)，K30°/7/48(表示錯列角為30。的7片齒導程為48mm的正向捏合塊)，D-密/48指的是2個導程為48mm的密煉轉(zhuǎn)子(針對彈性體，采用燕山石化經(jīng)驗)。本發(fā)明所設置的雙螺桿擠出機加工溫度見表2。螺桿轉(zhuǎn)速250r.min"。表2雙螺桿擠出機設定的加工溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>螺桿組合對共混材料力學性能的影響本發(fā)明根據(jù)國標GB/T528-1998、GB/T529-1999對不同螺桿組合制備的SEBS/PP熱塑性彈性體材料的拉伸、撕裂性能做了比較(表3)。表3的數(shù)據(jù)表明，通過螺桿組合1#，2#，3#，^制備的SEBS/PP熱塑性彈性體材料的拉伸強度、撕裂強度均比組合0#的高，說明了對適用于塑料加工的雙螺桿組合重新設計，在加工熱塑性彈性體材料時會取得更好的共混效果。其中螺桿組合4#的強度、撕裂最高，且斷裂伸長率損失最小。表3不同螺桿組合對SEBS/PP彈性體材料*力學性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>*SEBS/Oil/PP=l:1.2:1(質(zhì)量比)權利要求1.一種用于熱塑性塑料彈性體熔融加工的雙螺桿擠出機的螺桿，包括用于同向嚙合雙螺桿擠出機的雙螺桿，其特征在于，在雙螺桿的熔融段1/3處和2/3處設置正反密煉轉(zhuǎn)子模塊組成螺桿組合，用于局部緩解高壓，高剪切，減少分子鏈的斷裂，使熱塑性彈性體與改性劑在兩轉(zhuǎn)子之間反復混合。2.根據(jù)權利要求1所述的用于熱塑性塑料彈性體熔融加工的雙螺桿擠出機的螺桿，其特征在于，所述螺桿組合有五種第一種為通用組合K30o/7/48，K60。/4/22，22/22，22/22,K450/5/32，K9075/32，22/22，22/22，48/48，48/48，32/32，32/32，K30。〃/48，22/22，K45。/5/32，K卯75/32,22/22，K3077/48,K4575/32，22/22，22/22，22/22，K4575/32,K6074/22,K9075/32;第二種組合在通用組合基礎上，將K4575/32,K9075/32換為2個D-密/48;第三種組合在通用組合基礎上，將48/48換為K45。/5/32(L)和11/11(L);第四種組合在通用組合基礎上，減少5個捏合塊，增加2個D-密/48;第五種組合在通用組合基礎上，增加2個捏合塊和2個D-密/48，減少1個K9075/32。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于熱塑性塑料彈性體熔融加工的雙螺桿擠出機的螺桿，包括用于同向嚙合雙螺桿擠出機的雙螺桿，其特點是在雙螺桿的熔融段1/3處和2/3處設置正反密煉轉(zhuǎn)子模塊組成螺桿組合，用于局部緩解高壓，高剪切，減少分子鏈的斷裂，使熱塑性彈性體與改性劑在兩轉(zhuǎn)子之間反復混合。本發(fā)明通過在雙螺桿的熔融段1/3處和2/3處設置正反密煉轉(zhuǎn)子模塊組成螺桿組合，對捏合塊有效組合排列，對熱塑性彈性體材料提供好的剪切效果，達到良好的分散混合和分布混合。文檔編號B29C47/60GK101214723SQ200710173239公開日2008年7月9日申請日期2007年12月27日優(yōu)先權日2007年12月27日發(fā)明者文付,施宇濤,霞王,鄭康生申請人:上海應用技術學院