專利名稱：聚烯烴交聯(lián)制品單螺桿擠出機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種加工聚烯烴的單螺桿擠出機，用于一步法生產聚烯烴交聯(lián)制品的擠出加工成型。
水解類不飽和硅烷交聯(lián)的烯烴聚合物已用于加工成型電纜和管子。這類制品的生產方法是將聚乙烯、改性聚乙烯、氯化聚乙烯等烯烴共聚物在不飽和硅烷與硅烷縮合催化劑的作用下將硅烷自由基“接枝”到烯烴聚合物上，再經交聯(lián)處理制得產品。Peter Warbrick等人提出的一步接枝的方法(美國專利4,117,195擠出產品制造)是將聚合物原料與接枝液經過計量后一起加入到單螺桿擠出機的尾部螺桿輸送段處，原料在機筒中混合、加熱、熔融擠壓，通過擠出型模成型，再在熱的水、汽的作用下經交聯(lián)處理制得產品。美國克羅姆著頓和利諾斯公司公開的技術(中國專利申請?zhí)朇N86100925A延伸的交聯(lián)產品的制備)是將聚合物由進料斗從單螺桿擠出機的尾部螺桿輸送段加入，聚合物在機筒內受熱呈熔融態(tài)擠送到螺桿頭部，接枝液通過注入口注射到機筒內螺桿頭部的空腔型混合器內，與熔融聚合物均勻混合，再經模頭擠出成型。由于接枝液由水解類不飽和硅烷和能產生自由基的物質和硅烷醇縮合催化劑組成，其閃點低、易揮發(fā)。美國專利4,117,195的接枝液在螺桿擠出機的機尾加入，聚合物原料與接枝液在螺桿的輸送段混合，聚合物在開始熔融或基本熔融之前便發(fā)生不均勻接枝作用，此時物料粘度增大、背壓增高、接枝液容易向螺桿尾部和加料口處泄漏，硅烷遇空氣中水分會產生甲醇，在螺桿尾部連接處有硅烷黃色結晶物析出，不僅損耗了接枝液而且還污染環(huán)境、影響螺桿的拆卸檢修。中國專利CN 86100925A的接枝液在螺桿頭部與機頭之間的空腔型混合器內注入，雖然解決了接枝液與熔融聚合物混合的問題，但接枝液的加入處為整個擠出過程中物料壓力最高處，接枝液在此處加入很困難，需要有特殊的高壓計量泵及注入系統(tǒng)來實現(xiàn)，故由此帶來設備及維修費用增高。通常螺桿擠出機都采用帶固定分流錐支承架的機頭，擠出的管坯經支承架分切后再合攏，雖然從外觀上看不出分切的痕跡，但對管子的強度是有影響的，從材料性能測試結果表明往往都是在分切線處發(fā)生破壞。由于交聯(lián)聚烯烴管材具有優(yōu)良的性能，常用于溫度和壓力都較高的場合，消除分切線的影響無疑有利于產品質量的提高，擴大使用范圍。
本實用新型的目的是提供一種經改進的、結構更加合理的單螺桿擠出機，用于一步法生產聚烯烴交聯(lián)制品，可以避免物料從機尾泄漏，容易加入接枝液，不需特殊的高壓計量泵注入系統(tǒng)，并可消除分流機頭的影響使產品的質量也能得到提高。
本實用新型聚烯烴交聯(lián)制品單螺桿擠出機的加料斗設在機筒尾部螺桿輸送段處，接枝液注入口設在機筒中部螺桿注入段處；螺桿注入段為根徑縮小的螺桿段；機頭與螺桿之間設有混合單元；機頭為螺旋式機頭。螺桿的總長度為螺桿直徑的24-32倍，螺桿依次由固體輸送段、第一壓縮段、第一均化段、注入段、分離段和第二均化段構成，注入段在距螺桿尾部螺桿全長的40％-50％處，注入段長度為螺桿直徑的2-6倍，螺紋深度為第一均化段的2-6倍?；旌蠁卧獮閯討B(tài)混合單元?；旌蠁卧獮殪o態(tài)混合單元。螺旋式機頭由帶有多頭螺旋槽的芯棒、口模、機頭體和壓圈構成。


圖1為本實用新型單螺桿擠出機的結構示意圖。
圖2為本實用新型單螺桿擠出機的螺桿結構示意圖。
圖3為本實用新型單螺桿擠出機的機頭結構圖。
本實用新型如
圖1所示，由加料斗1、機筒2、螺桿3、接枝液注入口4及機頭5構成。加料斗1設在機筒2的尾部，接枝液注入口4設在機筒2的中部，機頭5與螺桿2之間設有混合單元6，在機筒2上設有加熱器7。螺桿的直徑為D，螺桿3的總長度為24D-32D，在距螺桿尾部螺桿全長40％-50％處為注入段，注入段長度為2D-6D，其根徑縮小的螺桿段，螺桿3的結構形式可為通常的排氣式螺桿擠出機的螺桿那樣，例如圖2所示分為多段結構，螺桿由固體輸送段3A、第一壓縮段3B、第一均化段3C、注入段3D、分離段3E和第二均化段3F構成。注入段3D的總長度為螺桿全長的40％-50％處，注入段長度為螺桿直徑的2-6倍，螺紋深度在注入段為第一均化段的2-6倍?；旌蠁卧?可以用公知的Maddcok屏障型混合元件、DIS分流型混合元件、嚙合型混合元件或空腔型混合元件等動態(tài)混合單元，也可以采用公知的Kenies型旋轉式、東麗型雙螺旋式、ISG型流道式或Sulzer型波紋片式等靜態(tài)混合單元。本實用新型的機頭5不用通常固定分流錐的支承架，而是如圖3所示螺旋式機頭，由帶有多頭螺旋槽的芯棒9、口模11、機頭體10和壓圈12構成。芯棒9與機頭體10、機頭體10和壓圈12之間由螺釘固定連接，芯棒9與機筒2有法蘭由螺栓固定連接。由螺桿擠出的物料經機頭的中心流道13和螺旋槽8再經口模11和壓圈12形成管坯。本實用新型由于加料斗1設在機筒2的尾部；接枝液入口4設在機筒中部，可以避免聚合物在熔融之前就發(fā)生不均勻接枝而引起泄漏。接枝液入口4設在螺桿注入段，因為螺桿根徑縮小，此處壓力低，可小到不足一個大氣壓，接枝液注入容易，因此不需要特殊高壓注入系統(tǒng)，采用普通的計量泵即可，可以降低注入系統(tǒng)的設備和維修費用。采用了混合單元使接枝液與聚合物能更充分混合均勻，采用螺旋槽機頭，沒有固定分流錐的支承架分切的痕跡，故擠出成型的管坯質量好。
本實用新型單螺桿擠出機，例如用65mm螺桿，螺桿長徑比L/D=30，驅動功率37KW，擠出Φ20×2mm管線速度19米/分。
本實用新型適用于聚乙烯、改性聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯等烯烴共聚物的接枝改性擠出成型加工。
權利要求1.一種生產聚烯烴交聯(lián)制品的單螺桿擠出機由加料斗、接枝液注入口、機筒、螺桿和機頭構成，其特征在于加料斗設在機筒尾部螺桿輸送段處，接枝液注入口設在機筒中部螺桿注入段處；螺桿注入段為根徑縮小的螺桿段；機頭與螺桿之間設有混合單元；機頭為螺旋式機頭。
2.根據(jù)權利要求1所述的單螺桿擠出機，其特征在于螺桿的總長度為螺桿直徑的24-32倍，螺桿依次由輸送段、第一壓縮段、第一均化段、注入段、分離段和第二均化段構成，注入段在距螺桿尾部螺桿全長的40％-50％處，注入段長度為螺桿直徑的2-6倍，螺紋深度為第一均化段的2-6倍。
3.根據(jù)權利要求1所述的單螺桿擠出機，其特征在于混合單元為動態(tài)混合單元。
4.根據(jù)權利要求1所述的單螺桿擠出機，其特征在于混合單元為靜態(tài)混合單元。
5.根據(jù)權利要求1所述的單螺桿擠出機，其特征在于螺旋式機頭由帶有多頭螺旋槽的芯棒、口模、機頭體和壓圈構成。
專利摘要本實用新型聚烯烴交聯(lián)制品單螺桿擠出機，其加料斗設在機筒尾部螺桿輸送段處，接枝液注入口設在機筒中部螺桿注入段處；螺桿注入段為根徑縮小的螺桿段；機頭與螺桿之間設有混合單元；機頭為螺旋式機頭?？梢员苊饩酆衔镌谌廴谥熬桶l(fā)生不均勻接枝而引起泄漏。不需要特殊高壓注入系統(tǒng)，可以降低注入系統(tǒng)的設備和維修費用。接枝液與聚合物能更充分混合均勻；有利于提高擠出成型的管坯質量。適用于烯烴共聚物的接枝改性擠出成型加工。
文檔編號B29C47/00GK2352327SQ9722124
公開日1999年12月8日 申請日期1997年7月18日 優(yōu)先權日1997年7月18日
發(fā)明者徐凌秀, 朱復華 申請人:青島高科技工業(yè)園遠東塑料工程有限公司