專利名稱：一種用于硬質聚氯乙烯擠出單螺桿的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種用于硬質聚氯乙烯擠出的單螺桿及其應用。屬于塑料機械領域。
背景技術：
單螺桿擠出機的擠出系統由機筒和單螺桿所組成，螺桿是關鍵性部件，通過它的轉動，機筒內的物料才能發生移動，并得到增壓和部分的摩擦熱量，混勻后定量定壓地輸送到機頭而成型。根據塑料在擠出機中物料的三種物理狀態變化過程及螺桿各部位的工作要求，通常將螺桿分為加料段(又稱固體輸送段)、熔融段(又稱壓縮段)和均化段(又稱計量段)三段，其中加料段的出口即是熔融段的進口，熔融段的出口即是均化段的進口。加料段的作用是輸送物料給熔融段和均化段；熔融段的作用是壓實物料和熔融物料；均化段的作用是將來自熔融段的物料進一步塑化均勻并定量定壓定溫地送入機頭。
傳統硬質聚氯乙烯單螺桿擠出技術的擠出過程描述如下開機前，通過外加熱裝置對機筒進行預熱，使機筒溫度控制為硬質聚氯乙烯能初步熔融的所需溫度，然后啟動電機，螺桿旋轉，將硬質聚氯乙烯混合物(以下簡稱物料)從加料斗進入機筒，物料是呈固態狀，在螺桿旋轉的作用下向前輸送。當物料從加料段進入熔融段后隨著物料的繼續向前輸送，由于螺桿螺槽的深度逐漸變淺，以及過濾網、分流板和機頭的阻礙作用，物料進一步被壓實，與此同時，物料又受到來自機筒外加熱裝置的加熱，物料的溫度不斷升高，熔融物料(稱為液相或熔池)量不斷增加，而未熔融的固態物料(稱為固相或固體床)量則不斷減少，至熔融段末端，物料全部或大部分熔融而轉變為粘流態。當物料進入均化段后進一步被塑化和均勻化，并使之擠入機頭。以上描述中，很明顯反映出物料從固態加熱為熔融態直至加熱成粘流態的塑化過程很長，這是由于目前傳統單螺桿的熔融段幾何壓縮比小，一般為2-5倍，熔融段出口處螺槽深度尺寸大，一般為2mm-4mm，從而使物料和機筒、物料和螺桿、物料和物料之間摩擦程度低，物料塑化只能依靠外界加溫，因此物料內部的受熱很慢，熔融時間長，塑化過程緩慢。由于聚氯乙烯自身具有熱降解傾向，如果塑化過程緩慢，必然導致物料在加工過程中熱降解現象嚴重，塑化率低，聚氯乙烯初級粒子核被打開僅在60％～70％以下；又由于傳統單螺桿均化段的進口、出口螺槽深度尺寸相同，在物料塑化輸送過程中，在螺桿熔融段時物料已基本成粘流態，受過濾網、分流板和機頭等的阻礙作用后，物料向前輸送困難，造成物料回流、漏流、打滑現象嚴重，這也直接影響了熔融段物料的壓實和物料塑化的效果及效率，從而導致傳統單螺桿擠出技術生產的硬質聚氯乙烯產品的材質各項性能指標相當低。由于此傳統單螺桿擠出技術的擠出過程中，物料塑化效率低、均勻性差、生產效率低、產品質量無法穩定，成品率低，因此傳統單螺桿擠出硬質聚氯乙烯技術已基本被淘汰。
發明內容
本發明的目的在于針對上述傳統技術存在的缺陷，克服單螺桿擠出技術混煉效果差、物料均勻性差的缺點，提出一種用于硬質聚氯乙烯擠出的單螺桿新技術。本發明的技術解決方案在螺桿壓縮段的出口處設置淺槽密煉段，淺槽密煉段的螺槽深度為0.1mm-1mm；在淺槽密煉段的出口處設置深槽推送段，深槽推送段的出口處螺槽深度為1mm-4mm。采用減小螺桿壓縮段出口螺槽深度尺寸，加大壓縮段的幾何壓縮比，增強物料輸送壓力，并在壓縮段的出口處設置淺槽密煉段，從而有效增強物料和機筒、物料和螺桿、物料和物料之間的摩擦程度，使物料在高壓下得到充分密煉，加速物料的自身塑化效率，提高物料的均勻性。由于設置了淺槽密煉段，會降低粘態物料的輸送能力。因此，在淺槽密煉段的出口處設置深槽推送段，把淺槽密煉段的出口槽深逐步加大，以保證粘態物料往機頭、模具有足夠的推送能力。本發明加大了壓縮段的幾何壓縮比，提高了物料的輸送壓力，大幅度縮短了物料從固體狀塑化成粘流狀的塑化時間，由于塑化時間短，有效地抑制了聚氯乙烯在加工過程中的熱降解現象，粘流態物料再經過淺槽密煉段，在高壓下得以充分密煉，使聚氯乙烯的初級粒子打開程度可達90％以上；由于在螺桿的出口處設置了深槽推送段，增強了粘流態物料的推送能力，提高了物料在機頭、模具中的壓力，從而大幅度增強了制品的材質密度。利用此技術，使單螺桿擠出機不僅能生產出符合國家質量標準的化學建材，而且在多項技術參數和技術指標方面能遠遠超過投資昂貴的先進雙螺桿擠出技術，并能生產、制造出有特殊質量要求的化學建材。
本發明的優點1、運用本發明技術，由于物料塑化時間短，在原輔材料配方中，用于遏制聚氯乙烯熱降解傾向的穩定劑可大幅度少用或者甚至不用，同時由于在機筒內物料壓力大，材質密度高，在同等質量要求下，可較大幅度地增加填充料比例，以上兩個因素可以降低原料配方成本高達30％左右；2、使用原料適應范圍廣，能使用加工粘數大的超高分子量樹脂，并能減少潤滑劑的比例，為提高制品質量提供了有利條件；3、生產的產品材質密度高，能生產出雙螺桿生產技術無法達到的高密度產品，抗沖擊力強，韌性好、表面光亮，抗老化性能好；4、機械設備投資小，其投資額還不到先進雙螺桿擠出設備的十分之一，并且操作穩定性好，機械設備維修成本低；5、節能效果顯著，比現有技術節約能源20％左右。
附
圖1是傳統技術中的單螺桿示意圖附圖2是本發明的單螺桿示意圖附圖中的1是加料段、2是壓縮段、3是淺槽密煉段、4是深槽推送段、5是均化段實施方法實施例1結合附圖2所描述的螺桿，選用擠出機口徑為φ65mm，螺桿的下料口深度為8mm，淺槽密煉段3的槽深為0.1mm，深槽推送段4的出口槽深為1mm；實施例2結合附圖2所描述的螺桿，選用擠出機口徑為φ65mm，螺桿的下料口深度為8mm，淺槽密煉段3的槽深為0.3mm，深槽推送段4的出口槽深為1.5mm；實施例3結合附圖2所描述的螺桿，選用擠出機口徑為φ65mm，螺桿的下料口深度為8mm，淺槽密煉段3的槽深為1mm，深槽推送段4的出口槽深為4mm；上述三個實施例均采用電機功率為22千瓦，螺桿轉速44轉/分，開機前，用加熱裝置對機筒進行預熱，使溫度加到能適應開機時，啟動電機，使螺桿旋轉，將物料從加料斗加入機筒內呈固態，在擠出過程中，隨著螺桿壓縮段2螺槽深度迅速變淺，以及在分流板和機頭的的阻礙作用下，物料很快被壓實，在壓力迅速增加的同時，又由于螺桿淺槽密煉段3的槽深只有0.1mm、0.3mm、1mm，因此，物料與機筒、物料與螺桿、物料與物料之間的摩擦力也迅速加大，然而產生強烈的攪拌混合和剪切作用，使固態物料在壓縮段2迅速塑化為粘流態物料，從而進入淺槽密煉段3進行高壓密煉，再由深槽推送段4把物料擠入機頭、模具，然后進行冷卻、定型。
本發明產品配方成本低，生產制造成本低，制造的產品材質緊密，硬度高，抗沖擊力強，韌性好，使產品的工程應用能力大大提高，其經濟效益和社會效益顯著，應用前景廣闊。
權利要求
1.一種用于硬質聚氯乙烯擠出單螺桿，其特征是在螺桿壓縮段(2)的出口處設置淺槽密煉段(3)，淺槽密煉段(3)的螺槽深度為0.1mm-1mm；在螺桿淺槽密煉段(3)的出口處設置深槽推送段(4)，深槽推送段(4)的出口處螺槽深度為1mm-4mm。
全文摘要
本發明涉及的是一種用于硬質聚氯乙烯擠出單螺桿新技術。采用減小螺桿壓縮段出口螺槽深度尺寸,加大壓縮段的幾何壓縮比,增強物料輸送壓力,并在壓縮段的出口處設置淺槽密煉段,淺槽密煉段的螺槽深度為0.1mm－1mm,在淺槽密煉段的出口處設置深槽推送段,深槽推送段的出口處螺槽深度為1mm－4mm,用本發明技術生產的產品材質密度高,在同等質量要求下,可增加填充料比例,從而降低原輔料配方成本高達30%左右,使用原料適應范圍廣,能使用加工粘數大的超高分子量樹脂,并能減少潤滑劑的比例,生產的產品材質抗沖擊力強,韌性好、表面光亮,抗老化性能好,機械設備投資小,操作穩定性好,機械設備維修成本低,節能效果顯著。
文檔編號B29C47/38GK1376570SQ0211288
公開日2002年10月30日 申請日期2002年4月17日 優先權日2002年4月17日
發明者包赟元 申請人:包赟元