本發(fā)明屬于塑料加工機(jī)械，涉及一種雙螺桿擠出機(jī)，具體涉及一種用于雙螺桿擠出機(jī)的密煉轉(zhuǎn)子元件及雙螺桿擠出機(jī)的螺桿組合。
背景技術(shù)：
：擠出機(jī)是一種常見的塑料加工機(jī)械設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于聚合物的共混、填充改性、增強(qiáng)改性以及擠出成型。擠出機(jī)按其螺桿的數(shù)量分為單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)以及多螺桿擠出機(jī)。其中，雙螺桿擠出機(jī)的喂料特性好，適用于粉料加工，而且相比單螺桿擠出機(jī)有更好的混煉、排氣、反應(yīng)以及自潔功能。此外，雙螺桿擠出機(jī)在加工熱穩(wěn)定性差的塑料和共混料時(shí)具有顯著優(yōu)勢(shì)。因此，近些年，出現(xiàn)了多種類型的雙螺桿擠出機(jī)，如嚙合同向平行雙螺桿擠出機(jī)、非嚙合同向平行雙螺桿擠出機(jī)以及反向平行雙螺桿擠出機(jī)等。嚙合同向平行雙螺桿擠出機(jī)主要用于物料的混煉和成型，其包括機(jī)筒以及設(shè)于機(jī)筒內(nèi)部的螺桿，其中，螺桿包括混煉元件和心軸，混煉元件套接在心軸上。目前，常見的混煉元件有捏合塊元件和輸送螺紋元件，在實(shí)際螺桿應(yīng)用中，捏合塊元件因其混煉效果優(yōu)于螺紋元件而得到廣泛應(yīng)用。但捏合塊具有強(qiáng)剪切，剪切會(huì)產(chǎn)生大量的剪切熱，對(duì)于熱穩(wěn)定性差的材料和玻纖增強(qiáng)材料，過(guò)強(qiáng)的剪切會(huì)導(dǎo)致材料降解、玻纖直徑過(guò)短，降低使用性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)嚙合同向平行雙螺桿擠出機(jī)螺桿組合中捏合塊元件存在的上述缺陷，提供一種用于雙螺桿擠出機(jī)的螺桿組合，該螺桿組合不僅可以降低剪切，而且可以獲得高的混煉質(zhì)量，降低能耗，提高產(chǎn)能。本發(fā)明的一種用于雙螺桿擠出機(jī)的密煉轉(zhuǎn)子元件，由正向大導(dǎo)程元件和反向大導(dǎo)程元件組成，所述正向大導(dǎo)程元件與反向大導(dǎo)程元件采用鏡像對(duì)稱相連接；正向大導(dǎo)程元件和反向大導(dǎo)程元件均為具有螺紋的元件。所述正向大導(dǎo)程元件與反向大導(dǎo)程元件的導(dǎo)程為100-200mm、長(zhǎng)度為20-50mm，優(yōu)選導(dǎo)程為140-160mm、長(zhǎng)度為20-50mm。正、反大導(dǎo)程具有很強(qiáng)的正、反輸送功能，提高拉伸混合；設(shè)置有上述所述密煉轉(zhuǎn)子元件的螺桿組合，包括兩個(gè)平行的、同向旋轉(zhuǎn)的螺桿，兩個(gè)所述螺桿設(shè)輸送段和混煉段，所述輸送段由具有螺紋的輸送元件構(gòu)成，所述混煉段由密煉轉(zhuǎn)子元件和捏合塊構(gòu)成。所述螺桿組合中，混煉段至少設(shè)有一組密煉轉(zhuǎn)子元件。所述螺桿組合由輸送螺紋元件、密煉轉(zhuǎn)子元件、捏合塊交替排列構(gòu)成。輸送螺紋元件、密煉轉(zhuǎn)子元件、捏合塊可具有不同導(dǎo)程，可根據(jù)具體所需產(chǎn)品而設(shè)定。本發(fā)明的用于雙螺桿擠出機(jī)的密煉轉(zhuǎn)子元件及雙螺桿擠出機(jī)，其中，混煉段比輸送段有更大的界面置換和更長(zhǎng)的停留時(shí)間，輸送段和混煉段一體的構(gòu)造了螺桿組合。本發(fā)明的優(yōu)異之處在于：1、本發(fā)明的螺紋組合中引入密煉轉(zhuǎn)子元件可降低捏合塊元件對(duì)材料的剪切，降低剪切熱。2、提高拉伸混合，以獲得良好的混合質(zhì)量提高材料的使用性能。3、降低能耗，提高產(chǎn)能，節(jié)約生產(chǎn)成本。本發(fā)明的螺桿組合中引入的密煉轉(zhuǎn)子元件可降低螺桿對(duì)材料的剪切，降低剪切熱，提高拉伸混合，以獲得良好的混煉質(zhì)量進(jìn)而提高材料的使用性能且可降低能耗，提高產(chǎn)能。附圖說(shuō)明圖1為雙螺桿組合中的兩組密煉轉(zhuǎn)子元件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為捏合塊元件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為輸送螺紋元件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為螺桿組合結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，各名稱標(biāo)號(hào)：1下料口、2玻纖口、3、排氣口、4、正向大導(dǎo)程元件、5、反向大導(dǎo)程元件、10M160/28、10’M160/28L、11M160/40、11’M160/40L、20輸送螺紋元件、30、捏合塊。具體實(shí)施方式下面結(jié)合一些實(shí)施例與對(duì)比例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。以下實(shí)施例只是本發(fā)明的典型例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。M160/40指導(dǎo)程160mm長(zhǎng)度40mm的正向大導(dǎo)程元件，M160/28指導(dǎo)程160mm長(zhǎng)度28mm的正向大導(dǎo)程元件，M160/40L指導(dǎo)程160mm長(zhǎng)度40mm的反向大導(dǎo)程元件，M160/28L指導(dǎo)程160mm長(zhǎng)度28mm的反向大導(dǎo)程元件。如圖1，本發(fā)明的密煉轉(zhuǎn)子元件為由正向大導(dǎo)程元件和反向大導(dǎo)程元件采用鏡像對(duì)稱相連接而成。如圖4，設(shè)置有密煉轉(zhuǎn)子元件的螺桿組合，包括兩個(gè)平行的、同向旋轉(zhuǎn)的螺桿，兩個(gè)所述螺桿設(shè)輸送段和混煉段，輸送段由具有螺紋的輸送元件構(gòu)成，混煉段由密煉轉(zhuǎn)子元件和捏合塊構(gòu)成。該螺桿組合中，混煉段可至少設(shè)有一組密煉轉(zhuǎn)子元件，該螺桿組合由具有不同導(dǎo)程的輸送元件、密煉轉(zhuǎn)子元件、捏合塊交替排列構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)實(shí)施：轉(zhuǎn)的軸采用本發(fā)明的具有密煉轉(zhuǎn)子元件的螺桿組合進(jìn)行擠出實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)例如下，實(shí)例中所述份數(shù)均為重量份：實(shí)施例1和對(duì)比例1-3的材料如下：聚丙烯短切玻纖抗氧劑1010相容劑PP-G實(shí)施例1使用具有兩組密煉轉(zhuǎn)子元件的螺桿組合進(jìn)行擠出實(shí)驗(yàn)，兩組密煉轉(zhuǎn)子分別為M160/40和M160/40L、M160/28和M160/28L，螺桿組合如圖4。（1）稱取780份聚丙烯,20份的相容劑PP-G、4份的抗氧劑1010投入高混機(jī)中混合2-4分鐘，高混機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。（2）將混合好的混合物加入嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、真空排氣、擠出、冷卻、切粒制得PP復(fù)合材料。其中嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)型為：40機(jī)，長(zhǎng)徑比：40：1，主機(jī)轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分鐘，真空度-0.06MPa，主喂料38HZ,側(cè)喂料30HZ,電流為42A,短切玻纖從側(cè)喂料口加入，加工溫度如下：溫區(qū)一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭溫度/℃170200205210200200200205210210對(duì)比例1：螺桿組合結(jié)構(gòu)中使用一組M160/40、M160/40L的密煉轉(zhuǎn)子元件，其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1所用螺桿組合結(jié)構(gòu)。（1）稱取780份聚丙烯,20份的相容劑PP-G、4份的抗氧劑1010投入高混機(jī)中混合2-4分鐘，高混機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。（2）將混合好的混合物加入嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、真空排氣、擠出、冷卻、切粒制得PP復(fù)合材料。其中嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)型為：40機(jī)，長(zhǎng)徑比：40：1，主機(jī)轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分鐘，真空度-0.06MPa，主喂料38HZ,側(cè)喂料30HZ,電流為45A,短切玻纖從側(cè)喂料口加入，加工溫度如下：溫區(qū)一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭溫度/℃170200205210200200200205210210對(duì)比例2：螺桿組合結(jié)構(gòu)中使用一組M160/28M160/28L的密煉轉(zhuǎn)子，其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1所用螺桿組合結(jié)構(gòu)。（1）稱取780份聚丙烯,20份的相容劑PP-G、4份的抗氧劑1010投入高混機(jī)中混合2-4分鐘，高混機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。（2）將混合好的混合物加入嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、真空排氣、擠出、冷卻、切粒制得PP復(fù)合材料。其中嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)型為：40機(jī)，長(zhǎng)徑比：40：1，主機(jī)轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分鐘，真空度-0.06MPa，主喂料38HZ,側(cè)喂料30HZ,電流48A,短切玻纖從側(cè)喂料口加入，加工溫度如下：溫區(qū)一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭溫度/℃170200205210200200200205210210對(duì)比例3螺桿組合結(jié)構(gòu)中不使用密煉轉(zhuǎn)子元件。（1）稱取780份聚丙烯,20份的相容劑PP-G、4份的抗氧劑1010投入高混機(jī)中混合2-4分鐘，高混機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。（2）將混合好的混合物加入嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、真空排氣、擠出、冷卻、切粒制得PP復(fù)合材料。其中嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)型為：40機(jī)，長(zhǎng)徑比：40：1，主機(jī)轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分鐘，真空度-0.06MPa，主喂料38HZ,側(cè)喂料30HZ,電流50A,短切玻纖從側(cè)喂料口加入，加工溫度如下：溫區(qū)一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭溫度/℃170200205210200200200205210210性能如下表1表1實(shí)施例1和對(duì)比例1~3性能測(cè)試表1測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例1對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3拉伸強(qiáng)度/MPa85807470彎曲強(qiáng)度/MPa11811310588彎曲模量/MPa4200417339703450簡(jiǎn)支梁缺口沖擊/(KJ/m2)1210.89.78.1灰份%20.220.320.520擠出機(jī)電流42454850注：拉伸性能按照ASTMD638進(jìn)行測(cè)試（拉伸速度為50mm/min）；彎曲性能按照ASTMD790進(jìn)行測(cè)試（彎曲速度為1.25mm/min）；簡(jiǎn)支梁缺口沖擊性能按照ASTMD6110進(jìn)行測(cè)試，灰份按照ASTMD2584進(jìn)行測(cè)試。以上實(shí)施例1和對(duì)比例1-3可以看出使用了密煉轉(zhuǎn)子元件的螺桿組合可明顯提高聚丙烯玻纖材料的力學(xué)性能，且電流較低，說(shuō)明擠出機(jī)的能耗低。實(shí)施例2使用具有兩組密煉轉(zhuǎn)子的螺桿組合如圖4。實(shí)施例2和對(duì)比例4的材料如下：聚丙烯長(zhǎng)纖維抗氧劑1010相容劑PP-G（1）稱取670份聚丙烯,30份的相容劑PP-G、4份的抗氧劑1010投入高混機(jī)中混合2-4分鐘，高混機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。（2）將混合好的混合物加入嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、真空排氣、擠出、冷卻、切粒制得PP復(fù)合材料。其中嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)型為：40機(jī)，長(zhǎng)徑比：40：1，主機(jī)轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分鐘，真空度-0.06MPa，主喂料40HZ,電流46A,長(zhǎng)纖維從玻纖口加入，加工溫度如下：溫區(qū)一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭溫度/℃170200205210200200200205210210對(duì)比例4不使用密煉轉(zhuǎn)子元件。（1）稱取670份聚丙烯,30份的相容劑PP-G、4份的抗氧劑1010投入高混機(jī)中混合2-4分鐘，高混機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。（2）將混合好的混合物加入嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、真空排氣、擠出、冷卻、切粒制得PP復(fù)合材料。其中嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)型為：40機(jī)，長(zhǎng)徑比：40：1，主機(jī)轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分鐘，真空度-0.06MPa，主喂料40HZ,電流50A,長(zhǎng)纖從玻纖口加入，加工溫度如下：溫區(qū)一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭溫度/℃170200205210200200200205210210實(shí)施例3使用具有兩組密煉轉(zhuǎn)子的螺桿組合如圖4。實(shí)施例3的材料如下：聚丙烯滑石粉抗氧劑1010增韌劑POE8150（1）稱取700份聚丙烯,200份的滑石粉、4份的抗氧劑1010、100份的增韌劑POE8150投入高混機(jī)中混合2-4分鐘，高混機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。（2）將混合好的混合物加入嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、真空排氣、擠出、冷卻、切粒制得PP復(fù)合材料。其中嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)型為：40機(jī)，長(zhǎng)徑比：40：1，主機(jī)轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分鐘，真空度-0.06MPa，主喂料40HZ,電流40A,加工溫度如下：溫區(qū)一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭溫度/℃170200205210200200200205210210對(duì)比例5不使用密煉轉(zhuǎn)子元件。（1）稱取700份聚丙烯,200份的滑石粉、4份的抗氧劑1010、100份的增韌劑POE8150投入高混機(jī)中混合2-4分鐘，高混機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。其中嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)型為：40機(jī)，長(zhǎng)徑比：40：1，主機(jī)轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn)/分鐘，真空度-0.06MPa，主喂料40HZ,電流45A,加工溫度如下：溫區(qū)一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)九區(qū)機(jī)頭溫度/℃170200205210200200200205210210性能測(cè)試如下表2。表2實(shí)施例2-3和對(duì)比例4-5性能測(cè)試表2測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例2對(duì)比例4實(shí)施例3對(duì)比例5拉伸強(qiáng)度/MPa82662217.3彎曲強(qiáng)度/MPa1059632.826.8彎曲模量/MPa5800520020781637簡(jiǎn)支梁缺口沖擊/(KJ/m2)96.34731灰份%30.530.220.220.4擠出機(jī)電流46504045注：拉伸性能按照ASTMD638進(jìn)行測(cè)試（拉伸速度為50mm/min）；彎曲性能按照ASTMD790進(jìn)行測(cè)試（彎曲速度為1.25mm/min）；簡(jiǎn)支梁缺口沖擊性能按照ASTMD6110進(jìn)行測(cè)試，灰份按照ASTMD2584進(jìn)行測(cè)試。以上實(shí)施例2-3和對(duì)比例4-3可以看出本發(fā)明的帶有密煉轉(zhuǎn)子元件的螺桿組合可明顯提高聚丙烯材料的力學(xué)性能，帶有密煉轉(zhuǎn)子元件的螺桿組合電流較低，說(shuō)明擠出機(jī)的能耗低，生產(chǎn)效率高，可節(jié)約生產(chǎn)制造成本。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3