一種木塑復合發泡材料成型設備的制作方法

專利名稱：一種木塑復合發泡材料成型設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發泡材料成型設備，尤其是涉及一種木塑復合發泡材料成型 設備。
背景技術：
木塑復合發泡材料是近來國際上發展非常快的新一代綠色環保類材料，其生產 原料主要為天然植物纖維、熱塑性塑料(包括各種再生塑料、塑料原料)或淀粉，以及相關改 性劑和加工助劑。它是一種輕質、高緩沖和彈性材料。這種材料相對于純塑料，自然降解比 例提高，材料成本下降，很多性能得到增強，而成為一種廣為關注的代木代塑新材料，在國 際上得到了廣泛應用。在木塑復合發泡材料擠出成型技術中，按成型方法可分為熱流道牽引法和冷流道 頂出法。熱流道牽引法所加工的復合材料木纖維含量較低，物料粘度相對較小，型胚強度較 高，往往伴隨發泡，類似熱塑性塑料加工法，具體又可分為一步法與兩步法。冷流道法是由 擠出機擠出已充分塑化的物料，在機頭流道的成型區內驟冷固結后，熔體壓力增大，在螺桿 前的流道內形成較大密度的堆積，胚型似固體塞狀，最終以正向位移的方式被頂出成型。木塑復合材料與其它純塑料材料及其它塑料復合材料比較，性質有很大差別。首 先，木(植物)纖維中通常含有大量水分且很難完全干燥，高溫下還很容易發生團聚、分解和 碳化；其次，在整個加工過程中，植物纖維部分均是以固態的形式存在而不會發生熔化，這 種狀態，給植物纖維在熔體中的取向和分散帶來很大困難。目前，國內外木塑復合材料使用的擠出成型設備，流行的錐形螺桿擠出機，由于主 要是為PVC塑料的擠出成型而設計的，并不十分適宜用于木塑復合材料的擠出成型。CN101015951A公開了一種由兩臺擠出機呈階梯形布置的專門用于木塑復合材料 生產的擠出成型裝置，其中第一階擠出機為平行同向雙螺桿擠出機，作用是排氣，第二階為 錐形逆向雙螺桿擠出機，其作用是增壓擠出。該方法在一定程度上改善了木塑復合材料的 產品質量，但是木纖維在塑料還是固態時就進行了混合，在塑料進一步的熔化過程中，木纖 維在熔體中的流動受初始狀態的限制，很難得到充分分散，同時木纖維進料不可靠，木纖維 在擠出過程中的時間太長，溫度太高，容易炭化降解，產品沒有發泡，產品不能夠充分生物 降解。CN100563999C公開了一種木塑復合材料專用錐形雙螺桿擠出機，其所采用的錐形 雙螺桿帶有混合段，同時機筒和螺桿長徑比大于30，且在機筒上只設有一個排氣孔，該裝置 在排氣口之前使熔融的塑料包裹了加熱的木粉并混合均勻，但是該裝置僅在加料倉位置加 載了一個垂直向下的螺桿，而并沒有改善纖維的難于下料問題，同時所述擠出機并不能保 證纖維在熔體中的均勻分散，木纖維在該設備中停留時間過長，溫度過高，容易炭化，產品 無發泡，不環保，設備能耗高，操作復雜。CN2650971Y公開了一種塑木擠出機，采用了橫縱兩根螺桿，橫螺桿起塑化作用，并 在縱螺桿上添加了一個混煉筒，其間又加載了滾動齒輪，增加了塑木復合材料的混煉效果，但還是沒有從根本上解決木纖維送料與塑木復合體系穩定共混比的問題，纖維進料困難， 纖維在設備中停留時間過長，容易炭化，纖維分散效果差，設備無發泡單元。CN201399887Y公開了一種由橫螺桿與縱螺桿夾角呈20-100度布置的木塑復合材 料成型機，其中橫螺桿為單螺桿，用于熱塑性塑料的塑化，縱螺桿為錐形雙螺桿，負責木塑 復合材料的共混與塑煉。從其說明書附圖可以看出，其并沒有考慮到橫縱兩擠出機之間的 連接位置，而對于木纖維與熱塑性塑料的共混，高聚物的熔融狀態對其共混時機的影響非 常大，同樣沒有解決纖維進料困難和纖維容易炭化的問題，設備無發泡單元，產品也不能充 分生物降解。C擬925844Y公開了一種纖維增強熱塑性塑料的雙螺桿擠出機，其將纖維的加料位 置設置在雙螺桿塑料塑化段的前半段以優化纖維與塑料基體混合效果，但是由于并沒有對 纖維的加料方式進行詳細闡述，從而很難確定其優化效果。因為在塑料的塑化段，高聚物物 料內壓力已相當大，纖維物料很難進入塑料熔體中去，纖維與塑料的共混效果差，纖維容易 炭化，而且設備無發泡單位。在植物纖維與熱塑性塑料加料過程中，如果同時從料斗中加入而進入螺桿擠出， 那么在混合過程中纖維常會因為強烈的機械作用而散開并形成線團，使原料混合不均，影 響產品質量；同時，這種加料方式還很容易造成喂料系統的堵塞甚止卡死，影響產品加工的 整個過程。CN201419503公開了一種擠出機裝置料斗裝置，該裝置在料斗內加載了一個變徑 螺旋攪拌器，所述變徑螺旋攪拌器的主要作用是對難于下料的膨松狀物料進行螺旋式輸 送，其缺點表現在該類物料(主要指纖維)在喂料口處很難在重力作用下進行喂料。CN201049512公開了一種短玻璃纖維加料裝置，其在料倉加料過程中加入了周期 性振動，以實現均勻加料，但是對于密度小的植物纖維，這種加料方式仍然不能解決均勻下 料問題。CN1064059C公開了一種纖維增強熱塑性塑料的結構、制法及其生產設備，纖維主 要采用玻璃纖維、碳纖維及其混合物，所述設備利用機筒或螺桿不規則表面的梳理作用和 置于擠出機螺桿前端與模頭之間的一個或多個至少以網絡形式安裝且部分為楔形橫截面 的壓板來控制熱塑性樹脂母料中增強纖維的精梳度、纖維長度以及混合熔體的螺線流動， 這種控制纖維大小和纖維與熱塑性樹脂混合均勻程度的方法對技術要求太高，特別是機筒 和螺桿表面結構的加工，設備加工成本過高，同時纖維進料困難的問題沒有解決，設備無發 泡單元。

實用新型內容本實用新型的目的是為了解決現有木塑復合設備存在的上述缺陷，提供一種應用 范圍廣，產品質量高，生物降解性能好，運行可靠的木塑復合發泡材料成型設備。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的本發明之木塑復合發泡材料成型 設備包括熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置、植物纖維強制進料裝置、復合材料共混裝置、氣 體或液體發泡劑輸送裝置、預發泡筒和擠出發泡模頭。根據生產工藝需要，還可以包括固體發泡劑輸送裝置和/或貼面裝置。所述熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置與復合材料共混裝置前端相連，并在一條線上，構成“一字型一階擠出發泡成型設備”，或者熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置與復合 材料共混裝置呈一定夾角，構成“丁字型二階擠出發泡成型設備”，所述夾角角度為1(Γ180 度；植物纖維強制進料裝置亦與復合材料共混裝置連接；距復合材料共混裝置末端廣10個 螺距處安裝固體發泡劑輸送裝置，固體發泡劑輸送裝置通過固體發泡劑輸送管與復合材料 共混裝置相連，固體發泡劑輸送裝置前端開有排氣孔，復合材料共混裝置末端通過法蘭與 預發泡筒一端連接，預發泡筒上方設有氣體或液體發泡劑輸送裝置，氣體或液體發泡劑輸 送裝置通過氣體或者液體發泡劑輸送管與預發泡筒內部相通，預發泡筒內設有攪拌裝置， 預發泡筒的另一端與擠出發泡模頭連接，貼面裝置位于整套設備的末端。所述丁字型二階擠出發泡成型設備的熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置與復合材 料共混裝置之間的夾角角度，優選90度。所述熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置包括熱塑性塑料或淀粉加料裝置，所述熱塑 性塑料或淀粉加料裝置采用螺桿計量輸送裝置，熱塑性塑料或淀粉加料裝置包括用于驅動 定量輸送螺桿的塑料喂料驅動電機、減速器、攪拌撐和定量輸送螺桿，定量輸送螺桿通過減 速器與塑料喂料驅動電機相連，減速器通過傳動裝置與攪拌撐相連，定量輸送螺桿右端伸 入接料頭。所述定量輸送螺桿可以是廣5條(優選2 3條)。所述一字型一階擠出發泡成型設備的熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置還包括多 功能螺桿的前段和裝有多功能螺桿的料筒的前段，熱塑性塑料或淀粉加料裝置的定量輸送 螺桿通過接料頭與裝有多功能螺桿的料筒內部相通，多功能螺桿可在料筒里自由轉動，多 功能螺桿通過減速箱與電機相連，所述熱塑性塑料或淀粉加料裝置設于減速箱上，減速箱 設于擠出機底座上。所述多功能螺桿優選錐形螺桿，條數為1飛條，優選2 3條。所述丁字型二階擠出發泡成型設備的熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置還包括塑 化螺桿及裝有塑化螺桿的料筒I，熱塑性塑料或淀粉加料裝置的定量輸送螺桿右端伸入接 料頭，熱塑性塑料或淀粉加料裝置通過接料斗與裝有塑化螺桿的料筒I內部相通，塑化螺 桿通過減速箱I與電機I相連，所述熱塑性塑料或淀粉加料裝置設于減速箱I上，減速箱 I設于擠出機底座上。所述植物纖維強制進料裝置采用螺桿-泵體強制進料裝置，植物纖維強制進料 裝置包括驅動電機、變速箱、加料斗、攪拌器、輸料螺桿、輸料泵和輸料泵殼，所述驅動電機 設于支座上，支座設于料筒上，輸料螺桿設于加料斗內，驅動電機通過變速箱與輸料螺桿相 連，攪拌器通過方形頭與輸料螺桿相連，攪拌器旋轉方向與輸料螺桿旋轉方向一致，攪拌器 的葉片數目為廣16片，攪拌器的法向方向與其轉動時邊緣切線方向的夾角為;Γ45度，所述 輸料螺桿為等螺槽深度變徑輸料螺桿、變螺槽深度變徑輸料螺桿或等螺槽深度等徑輸料螺 桿，螺槽深度為0. 5 10cm，螺距為1-lOcm，螺紋為等距或變螺距，相鄰螺距之比為0. 5-1. 5， 所述輸料泵包括齒輪或凸輪，齒輪或凸輪置于輸料泵殼內，齒輪的齒根與輸料螺桿的螺槽 底部平齊，齒輪的齒數為1-40個，凸輪的小徑與輸料螺桿底徑相同，而大徑與輸料螺桿的 外徑相同，且凸輪小徑與輸料螺桿螺槽結束點處于同一位置，所述輸料泵殼采用“6”字形結 構；這樣，植物纖維首先在攪拌器的作用下混合均勻，進而被送入輸料螺桿，并在輸料螺桿 的作用下向下強制輸送而不依賴于植物纖維的自重，最后在泵體結構中的齒輪或凸輪作用下被強制擠出，最終與熔融的熱塑性塑料混合。該裝置有利于保證送料的均勻性與穩定性， 實現植物纖維強制送料的準確定量。所述輸料螺桿的螺槽深度優選0. 6 3cm，螺距優選2 5cm，相鄰螺距之比優選 0. 6 1. 2。所述攪拌器的葉片數優選2 3片。所述輸料泵齒輪的齒數優選3、個。所述一字型一階擠出發泡成型設備的復合材料共混裝置包括多功能螺桿中部和 后段、料筒中部和后段，固體發泡劑輸送裝置安裝于距裝有多功能螺桿的料筒末端廣10個 螺距處，固體發泡劑輸送裝置通過固體發泡劑輸送管與裝有多功能螺桿的料筒內部相通， 植物纖維強制進料裝置設于裝有多功能螺桿的料筒中部，并垂直于料筒和多功能螺桿，植 物纖維強制進料裝置輸料泵的出料口通過法蘭與裝有多功能螺桿的料筒連接，裝有多功能 螺桿的料筒的末端通過法蘭與預發泡筒一端連接。所述丁字型二階擠出發泡成型設備的復合材料共混裝置包括共混螺桿、裝有共混 螺桿的料筒II，共混螺桿在料筒II里自由轉動，共混螺桿條數為可為廣5條，共混螺桿通過 減速箱II與電機II相連，減速箱II設于擠出機底座上，熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置的 料筒I通過法蘭與裝有共混螺桿的料筒II相連，固體發泡劑輸送裝置通過固體發泡劑輸送 管與裝有共混螺桿的料筒II內部相通，固體發泡劑輸送裝置安裝于距裝有共混螺桿的料筒 II末端1 10個螺距處，植物纖維強制進料裝置設于料筒II中部，并垂直于料筒II和共混 螺桿，植物纖維強制進料裝置輸料泵的出料口通過法蘭與裝有共混螺桿的料筒II連接，裝 有共混螺桿的料筒II末端通過法蘭與預發泡筒一端連接；所述共混螺桿優選錐形螺桿，條數優選2 3條。所述預發泡筒可呈橢球形、球形或類圓柱體形，預發泡筒的中間位置設有氣體或 者液體發泡劑輸送管，氣體或者液體發泡劑輸送裝置設于氣體或者液體發泡劑輸送管上 方，氣體或者液體發泡劑輸送管穿過預發泡筒筒壁伸入預發泡筒內部，氣體或者液體發泡 劑輸送管伸入預發泡筒內部的長度為預發泡筒內徑的0-50% (優選37. 5%)，設于預發泡筒 內的攪拌裝置包括偶數組攪拌器軸，各攪拌器軸對稱分布于氣體或者液體發泡劑輸送管兩 側，每根攪拌器軸上部和下部對稱設有1-10個攪拌器(優選2個)，攪拌器軸下端伸出預發 泡筒外，攪拌器軸底端設有驅動其轉動的攪拌電機。所述擠出發泡模頭中心設有流道，流道入口處的截面為帶有倒角的平直矩形，倒 角角度為0-80度(優選45度)，流道出口處的截面為呈喇叭狀的錐形結構，錐角為0-80度 (優選30度)。與擠出發泡模頭的流道入口相對應的模頭外壁設有加熱裝置，與擠出發泡模頭的 流道出口相對應的模頭內壁和外壁之間埋有冷卻裝置。所述加熱裝置可采用鋁質加熱器，冷卻裝置可采用傳統的水冷卻方式。所述貼面裝置包括導向輥、與導向輥相接觸的貼于發泡制品表面的材料(如膜、 紙、片材)、壓光裝置，兩個壓光裝置設于裝有發泡制品的擠出槽兩側，擠出槽前端與擠出發 泡模頭的流道出口相通，貼于發泡制品表面的材料置于壓光裝置與擠出槽之間，貼面裝置 前方設有置于擠出槽兩側的粘接劑涂敷輥，貼面裝置后方設有置于擠出槽上的后處理裝 置。[0037]工作過程熱塑性塑料或淀粉由熱塑性塑料或淀粉加料裝置送入熱塑性塑料或淀 粉塑化擠出裝置的螺桿前端，在螺桿轉動剪切和料筒加熱作用下，熱塑性塑料或淀粉熔融 塑化成熔體，熔體在螺桿的轉動作用下向前輸送，進入復合材料共混裝置，并與從植物纖維 強制進料裝置輸送過來的纖維混合均勻，然后再與從固體發泡劑輸送裝置輸送過來的固體 發泡劑共混(也可以無固體發泡劑，根據實際需要決定)，然后被輸送入預發泡筒，并與從氣 體或者液體發泡劑輸送裝置輸入來的氣體或者液體發泡劑共混，復合材料共混物流體流動 方向與攪拌器軸垂直，形成預發泡體，針對不同的復合材料配方與發泡劑種類通過位于擠 出模頭內外的加熱裝置與冷卻裝置調節擠出發泡模頭溫度，合復合材料熔體通過擠出發泡 模頭形成發泡制品；如有需要，該發泡制品可在貼面裝置作用下，在其表面進行貼膜、紙、片 材等，或者進行表面處理，得到所需制品。當使用的原料包括有橡膠粉時，還應當有橡膠粉加料裝置，橡膠粉加料裝置與熱 塑性塑料或淀粉加料裝置結構相同。本實用新型設有植物纖維強制進料裝置，有利于保證植物纖維與塑料熔體在混合 比例上的一致性，保證材料宏觀結構與理化性質上的均一性；在加工成型過程中，植物纖維 不會發生分解和炭化；有良好的排氣系統，可以保證材料內部無氣孔；螺桿與料筒長徑比 較大，可以保證有足夠的時間使纖維與塑料熔體進行充分混合取向。本實用新型應運行可靠，植物纖維進料順暢，不易堵塞，有利于改善纖維原料難于 下料的問題，能從根本上解決植物纖維送料與塑木復合體系穩定共混比的問題，保證纖維 在熔體中均勻分散，纖維在擠出過程中的時間較短，溫度適宜，不易被炭化，環保，設備能耗 低，操作方便，工作效率高，用其生產的木塑復合發泡材料密度小，強度高，產品質量好，用 途廣。

圖1 (a)是本實用新型制造的發泡木塑復合材料及與其它片材復合實施例結構示 意圖；圖1 (b)是本實用新型制造的發泡木塑復合材料及與其它片材復合另一實施例結 構示意圖；圖2是一字型一階擠出發泡成型設備結構示意圖；圖3是丁字型二階擠出發泡成型設備結構示意圖；圖4是圖3所示丁字型二階擠出發泡成型設備左視圖；圖5 丁字型二階擠出發泡成型設備俯視圖；圖6 (a)是本實用新型植物纖維強制進料裝置等螺槽深度變徑輸料螺桿結構示意 圖；圖6 (b)是本實用新型植物纖維強制進料裝置變螺槽深度變徑輸料螺桿結構示意 圖；圖6 (C)是本實用新型植物纖維強制進料裝置等螺槽深度等徑輸料螺桿結構示意 圖；圖7 (a)是本實用新型植物纖維強制進料裝置實施例采用凸輪的泵體結構示意 圖；[0051]圖7(b)是本實用新型植物纖維強制進料裝置實施例采用齒輪的泵體結構示意 圖；圖8(a)是本實用新型橢球形預發泡筒結構示意圖；圖8(b)是本實用新型球形預發泡筒結構示意圖；圖8(c)是本實用新型類圓柱體形預發泡筒結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，但這些實施例不得用于解釋 對本實用新型保護范圍的限制。實施例1參照圖2，本實施例為一種一字形一階木塑復合發泡材料成型設備，包括熱塑性塑 料或淀粉塑化擠出裝置51、植物纖維強制進料裝置3、復合材料共混裝置、固體發泡劑輸送 裝置25、氣體或液體發泡劑輸送裝置觀、預發泡筒沈、擠出發泡模頭52、貼面裝置53 ；所述熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置51與復合材料共混裝置前端相連，并在一 條線上，稱為“一字型一階擠出發泡成型設備”，植物纖維強制進料裝置3亦與復合材料共 混裝置連接；距復合材料共混裝置末端5個螺距處安裝固體發泡劑輸送裝置25，固體發泡 劑輸送裝置25通過固體發泡劑輸送管M與復合材料共混裝置相連，固體發泡劑輸送裝置 前端開有排氣孔23，復合材料共混裝置末端通過法蘭與預發泡筒沈一端連接，預發泡筒沈 上方設有氣體或液體發泡劑輸送裝置觀，氣體或液體發泡劑輸送裝置觀通過氣體或者液 體發泡劑輸送管27與預發泡筒沈內部相通，預發泡筒沈內設有攪拌裝置，預發泡筒的另 一端與擠出發泡模頭52連接，貼面裝置53位于整套設備的末端；所述熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置51包括熱塑性塑料或淀粉加料裝置20、多 功能螺桿15的前段和裝有多功能螺桿15的料筒16的前段，所述熱塑性塑料或淀粉加料裝 置20采用螺桿計量輸送裝置，熱塑性塑料或淀粉加料裝置20包括用于驅動定量輸送螺桿 22的塑料喂料驅動電機18、減速器19、攪拌撐21和定量輸送螺桿22，定量輸送螺桿22通 過減速器19與塑料喂料驅動電機18相連，減速器19通過傳動裝置與攪拌撐21相連，定量 輸送螺桿22右端伸入接料頭43，熱塑性塑料或淀粉加料裝置20通過接料頭43與裝有多功 能螺桿15的料筒16相連，多功能螺桿15置于料筒16內，多功能螺桿15可在料筒16里自 由轉動，多功能螺桿15的轉速為80r/min，多功能螺桿15為錐形螺桿，多功能螺桿15通過 減速箱2與電機17相連，所述熱塑性塑料或淀粉加料裝置20設于減速箱2上，減速箱2設 于擠出機底座1上。所述復合材料共混裝置包括多功能螺桿15中部和后段、料筒16中部和后段，固體 發泡劑輸送裝置25安裝于距復合材料共混裝置的料筒16末端5個螺距處，固體發泡劑輸 送裝置25通過固體發泡劑輸送管M與裝有多功能螺桿15的料筒16內部相通，植物纖維 強制進料裝置3設于料筒16中部，并垂直于料筒16和多功能螺桿15，裝有多功能螺桿的料 筒的末端通過法蘭與預發泡筒一端連接。參照圖2、6a、7b，所述植物纖維強制進料裝置3采用專門設計的螺桿-泵體強制進 料裝置，植物纖維強制進料裝置3包括驅動電機11、變速箱12、加料斗7、攪拌器5、輸料螺 桿6、輸料泵和輸料泵殼10，所述驅動電機11設于支座13上，支座13設于料筒16上，輸料螺桿6設于加料斗7內，驅動電機11通過變速箱12與輸料螺桿6相連，并為其提供動力，攪 拌器5通過方形頭4與輸料螺桿6相連，攪拌器5旋轉方向與輸料螺桿6旋轉方向一致，攪 拌器5的葉片數目為2片，攪拌器5的法向方向與其轉動時邊緣切線方向的夾角為15度。 所述輸料螺桿6為等螺槽深度變徑輸料螺桿，螺槽深度為2 cm,螺距為km，螺紋采用等距 設計，所述輸料泵包括齒輪46，齒輪46置于輸料泵殼10內，齒輪46的齒根與輸料螺桿6的 螺槽底部平齊，齒輪46的齒數為4個。這樣，植物纖維可在攪拌器5、輸料螺桿6和泵體結 構的雙重作用下被強制擠出，有利于保證送料的穩定性，實現植物纖維強制送料的準確定 量。所述輸料泵殼10采用“6”字形結構，出料口通過法蘭14與料筒16連接。參照圖8a，所述預發泡筒沈呈橢球形，預發泡筒沈的中間位置設有氣體或者液體 發泡劑輸送管27，氣體或者液體發泡劑輸送裝置觀設于氣體或者液體發泡劑輸送管27上 方，氣體或者液體發泡劑輸送管27穿過預發泡筒沈筒壁伸入預發泡筒沈內部，氣體或者 液體發泡劑輸送管27伸入預發泡筒26內部的長度為預發泡筒沈內徑37. 5%，設于預發泡 筒26內的攪拌裝置包括攪拌器軸四，2根攪拌器軸四對稱分布于氣體或者液體發泡劑輸 送管27兩側，每根攪拌器軸四上部和下部對稱設有2個攪拌器30，攪拌器軸四下端伸出 預發泡筒26外，攪拌器軸四底端設有驅動其轉動的攪拌電機49。所述擠出發泡模頭52中心設有流道，流道入口處的截面為帶有倒角31的平直矩 形33，倒角角度為45度；流道出口處的截面為呈喇叭狀的錐形結構35，錐角為30度；與擠出發泡模頭52的流道入口相對應的模頭外壁設有加熱裝置32，與擠出發泡 模頭52的流道出口相對應的模頭內壁和外壁之間埋有冷卻裝置34。所述貼面裝置53包括導向輥38、與導向輥38相接觸的貼于發泡制品表面的材料 39 (如膜、紙、片材)、壓光裝置40，兩個壓光裝置40設于裝有發泡制品的擠出槽36兩側，擠 出槽36前端與擠出發泡模頭52的流道出口相通，貼于發泡制品表面的材料39置于壓光裝 置40與擠出槽36之間，貼面裝置53前方設有置于擠出槽36兩側的粘接劑涂敷輥37，貼面 裝置53后方設有置于擠出槽36上的后處理裝置41。所述加熱裝置32采用鋁質加熱器，冷卻裝置34采用傳統的水冷卻方式。本實施例之擠出成型設備采用一字型一階擠出結構。工作時，熱塑性塑料或淀粉由熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置51送入多功能螺 桿15前端，在多功能螺桿15轉動剪切和料筒16加熱作用下，熱塑性塑料或淀粉熔融塑化 成熔體，熔體在多功能螺桿15的轉動作用下向前輸送，并與植物纖維強制進料裝置3輸送 過來的纖維混合均勻，然后在多功能螺桿12末端與從固體發泡劑輸送裝置25輸送過來的 固體發泡劑共混(也可以無固體發泡劑，根據實際需要決定)，然后被輸送入預發泡筒26，并 與從氣體或者液體發泡劑輸送裝置觀輸入來的氣體或者液體發泡劑共混，復合材料共混 物流體流動方向與攪拌器軸四垂直，形成預發泡體，最后通過擠出發泡模頭52形成發泡制 品，如有需要，該發泡制品可在貼面裝置53作用下，在其表面進行貼膜、紙、片材等，或者進 行表面處理，得到所需制品。所述貼面裝置53的工作過程為發泡制品從擠出發泡模頭52的流道出口流入擠 出槽36，紙板39在導向輥38的作用下引入，并通過粘接劑涂敷輥37在發泡制品與紙板39 之間涂敷膠粘劑，最后在壓光裝置40及后處理裝置41作用下，得到所需制品。實施例2[0071]參照圖6b，本實施例與實施例1的區別在于所述輸料螺桿6為變螺槽深度變變 徑輸料螺桿。參照圖8b，所述預發泡筒沈呈球形。其余同實施例1。實施例3參照圖6c，本實施例與實施例1的區別在于所述輸料螺桿6為等螺槽深度等徑 輸料螺桿。參照圖8c，所述預發泡筒沈呈類圓柱體形。其余同實施例1。實施例4本實施例與實施例1的區別在于參照圖7a，所述輸料泵包括凸輪8，凸輪8的小 徑與輸料螺桿6內徑相同，凸輪8大徑與輸料泵殼10內徑相同，所述輸料泵殼10采用“6 字形結構，其出料口與凸輪8大徑頂點處旋轉的切線方向一致，出料口通過法蘭14與料筒 16連接。其余同實施例1。實施例5參照圖3、4、5，本實施例為一種丁字形二階木塑復合發泡材料成型設備，本實施例 與實施例1的區別在于所述熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置51與復合材料共混裝置前端 相連，熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置51與復合材料共混裝置呈90度夾角；所述熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置51包括熱塑性塑料或淀粉加料裝置20、塑 化螺桿44及裝有塑化螺桿44的料筒I 16-1，所述熱塑性塑料或淀粉加料裝置20采用螺 桿計量輸送裝置，熱塑性塑料或淀粉加料裝置20包括用于驅動定量輸送螺桿22的塑料喂 料驅動電機18、減速器19、攪拌撐21和定量輸送螺桿22，驅動定量輸送螺桿22通過減速 器19與塑料喂料驅動電機18相連，減速器19通過傳動裝置與攪拌撐21相連，定量輸送螺 桿22右端伸入接料頭43，熱塑性塑料(或淀粉)加料裝置20通過接料斗43與裝有塑化螺 桿44的料筒I 16-1內部相通，塑化螺桿44通過減速箱I 2_1與電機I 17-1相連，所述熱 塑性塑料或淀粉加料裝置20設于減速箱I 2-1上，減速箱I 2-1設于擠出機底座1上；所述復合材料共混裝置包括共混螺桿42、裝有共混螺桿42的料筒II 16_2，共混螺 桿42在料筒II 16-2里自由轉動，共混螺桿42條數為2條，轉速為90r/min，共混螺桿42為 錐形螺桿，共混螺桿42通過減速箱II 2-2與電機II 17-2相連，減速箱II 2-2設于擠出機底 座1上，熱塑性塑料(或淀粉)塑化擠出裝置的料筒I 16-1通過法蘭45與裝有共混螺桿42 的料筒II 16-2相連，固體發泡劑輸送裝置25安裝于距裝有共混螺桿42的料筒II 16-2末 端5個螺距處，植物纖維強制進料裝置3設于料筒II 16-2中部，并垂直于料筒II 16-2和共 混螺桿42，裝有共混螺桿42的料筒II 16-2末端通過法蘭與預發泡筒沈一端連接；所述植物纖維強制進料裝置3的輸料泵殼10采用“6”字形結構，出料口通過法蘭 14與裝有共混螺桿42的料筒II 16-2連接。其余同實施例1。工作時，熱塑性塑料淀粉)由熱塑性塑料或淀粉加料裝置20送入塑化螺桿44段， 在塑化螺桿44轉動剪切和料筒加熱作用下，熱塑性塑料或淀粉材料熔融塑化成熔體，在塑 化螺桿44轉動作用下向前輸送，并與共混螺桿42內的由植物纖維強制進料裝置3輸送過來的纖維植物混合，兩者一起在共混螺桿42的作用下，混合均勻，然后在共混螺桿42末端 與從固體發泡劑輸送裝置25輸送過來的固體發泡劑共混(也可以無固體發泡劑，根據實際 需要決定)，然后被輸送入預發泡筒26，并與氣體或者液體發泡劑共混，形成預發泡體，最后 通過擠出發泡模頭52形成發泡制品，如有需要，該發泡制品可在貼面裝置作用下，在其表 面進行貼膜、紙、片材等，或者表面處理，最后得到所需制品。
權利要求1.一種木塑復合發泡材料成型設備，其特征在于，包括熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝 置、植物纖維強制進料裝置、復合材料共混裝置、氣體或液體發泡劑輸送裝置、預發泡筒和 擠出發泡模頭；所述熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置與復合材料共混裝置前端相連，并在一條線上， 構成“一字型一階擠出發泡成型設備”，或者熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置與復合材料共 混裝置呈一定夾角，構成“丁字型二階擠出發泡成型設備”，所述夾角角度為1(Γ180度；植 物纖維強制進料裝置亦與復合材料共混裝置連接；復合材料共混裝置末端通過法蘭與預發 泡筒一端連接，預發泡筒上方設有氣體或液體發泡劑輸送裝置，氣體或液體發泡劑輸送裝 置通過氣體或者液體發泡劑輸送管與預發泡筒內部相通，預發泡筒內設有攪拌裝置，預發 泡筒的另一端與擠出發泡模頭連接。
2.如權利要求1所述的木塑復合發泡材料成型設備，其特征在于，還設有固體發泡劑 輸送裝置和/或貼面裝置，固體發泡劑輸送裝置安裝于距復合材料共混裝置末端廣10個螺 距處，固體發泡劑輸送裝置通過固體發泡劑輸送管與復合材料共混裝置相連，固體發泡劑 輸送裝置前端開有排氣孔；貼面裝置位于整套設備的末端。
3.如權利要求1或2所述的木塑復合發泡材料成型設備，其特征在于，所述丁字型二階 擠出發泡成型設備的熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置與復合材料共混裝置之間的夾角角 度為90度。
4.如權利要求1或2所述的木塑復合發泡材料成型設備，其特征在于，所述熱塑性塑料 或淀粉塑化擠出裝置包括熱塑性塑料或淀粉加料裝置，所述熱塑性塑料或淀粉加料裝置采 用螺桿計量輸送裝置，熱塑性塑料或淀粉加料裝置包括用于驅動定量輸送螺桿的塑料喂料 驅動電機、減速器、攪拌撐和定量輸送螺桿，定量輸送螺桿通過減速器與塑料喂料驅動電機 相連，減速器通過傳動裝置與攪拌撐相連，定量輸送螺桿右端伸入接料頭；所述一字型一階擠出發泡成型設備的熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置還包括多功能 螺桿的前段和裝有多功能螺桿的料筒的前段，熱塑性塑料或淀粉加料裝置的定量輸送螺桿 通過接料頭與裝有多功能螺桿的料筒內部相通，多功能螺桿可在料筒里自由轉動，多功能 螺桿通過減速箱與電機相連，所述熱塑性塑料或淀粉加料裝置設于減速箱上，減速箱設于 擠出機底座上；所述丁字型二階擠出發泡成型設備的熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置包括塑化螺桿 及裝有塑化螺桿的料筒I，熱塑性塑料或淀粉加料裝置的定量輸送螺桿右端伸入接料頭， 熱塑性塑料或淀粉加料裝置通過接料斗與裝有塑化螺桿的料筒I內部相通，塑化螺桿通過 減速箱I與電機I相連，所述熱塑性塑料或淀粉加料裝置設于減速箱I上，減速箱I設于 擠出機底座上；所述植物纖維強制進料裝置采用螺桿-泵體強制進料裝置，植物纖維強制進料裝置包 括驅動電機、變速箱、加料斗、攪拌器、輸料螺桿、輸料泵和輸料泵殼，所述驅動電機設于支 座上，支座設于料筒上，輸料螺桿設于加料斗內，驅動電機通過變速箱與輸料螺桿相連，攪 拌器通過方形頭與輸料螺桿相連，攪拌器旋轉方向與輸料螺桿旋轉方向一致，攪拌器的葉 片數目為廣16片，攪拌器的法向方向與其轉動時邊緣切線方向的夾角為;Γ45度，所述輸料 螺桿為等螺槽深度變徑輸料螺桿、變螺槽深度變徑輸料螺桿或等螺槽深度等徑輸料螺桿， 螺槽深度為0. 5 10cm，螺距為1-lOcm，螺紋為等距或變螺距，相鄰螺距之比為0. 5-1. 5，所述輸料泵包括齒輪或凸輪，齒輪或凸輪置于輸料泵殼內，齒輪的齒根與輸料螺桿的螺槽底 部平齊，齒輪的齒數為1-40個，凸輪的小徑與輸料螺桿底徑相同，而大徑與輸料螺桿的外 徑相同，且凸輪小徑與輸料螺桿螺槽結束點處于同一位置，所述輸料泵殼采用“6”字形結 構；所述一字型一階擠出發泡成型設備的復合材料共混裝置包括有多功能螺桿中部和后 段、料筒中部和后段，固體發泡劑輸送裝置安裝于距裝有多功能螺桿的料筒末端廣10個螺 距處，固體發泡劑輸送裝置通過固體發泡劑輸送管與裝有多功能螺桿的料筒內部相通，植 物纖維強制進料裝置設于裝有多功能螺桿的料筒中部，并垂直于料筒和多功能螺桿，植物 纖維強制進料裝置輸料泵的出料口通過法蘭與裝有多功能螺桿的料筒連接，裝有多功能螺 桿的料筒的末端通過法蘭與預發泡筒一端連接；所述丁字型二階擠出發泡成型設備的復合材料共混裝置包括共混螺桿、裝有共混螺桿 的料筒II，共混螺桿在料筒II里自由轉動，共混螺桿條數為可為廣5條，共混螺桿通過減速 箱II與電機II相連，減速箱II設于擠出機底座上，熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置的料筒 I通過法蘭與裝有共混螺桿的料筒II相連，固體發泡劑輸送裝置通過固體發泡劑輸送管與 裝有共混螺桿的料筒II內部相通，固體發泡劑輸送裝置安裝于距裝有共混螺桿的料筒II末 端1 10個螺距處，植物纖維強制進料裝置設于料筒II中部，并垂直于料筒II和共混螺桿， 植物纖維強制進料裝置輸料泵的出料口通過法蘭與裝有共混螺桿的料筒II連接，裝有共混 螺桿的料筒II末端通過法蘭與預發泡筒一端連接；所述預發泡筒可呈橢球形、球形或類圓柱體形，預發泡筒的中間位置設有氣體或者液 體發泡劑輸送管，氣體或者液體發泡劑輸送裝置設于氣體或者液體發泡劑輸送管上方，氣 體或者液體發泡劑輸送管穿過預發泡筒筒壁伸入預發泡筒內部，氣體或者液體發泡劑輸送 管伸入預發泡筒內部的長度為預發泡筒內徑的0-50%，設于預發泡筒內的攪拌裝置包括偶 數組攪拌器軸，各攪拌器軸對稱分布于氣體或者液體發泡劑輸送管兩側，每根攪拌器軸上 部和下部對稱設有1-10個攪拌器，攪拌器軸下端伸出預發泡筒外，攪拌器軸底端設有驅動 其轉動的攪拌電機；所述擠出發泡模頭中心設有流道，流道入口處的截面為帶有倒角的平直矩形，倒角角 度為0-80度，流道出口處的截面為呈喇叭狀的錐形結構，錐角為0-80度。
5.如權利要求4所述的木塑復合發泡材料成型設備，其特征在于，所述定量輸送螺桿 為2 3條，螺槽深度0. 6 3cm，螺距2 5cm，相鄰螺距之比0. 6 1. 2 ； 所述多功能螺桿為錐形螺桿2 3條； 所述輸料螺桿的攪拌器的葉片數為2 3片； 所述輸料泵齒輪的齒數為3、個；與擠出發泡模頭的流道入口相對應的模頭外壁設有加熱裝置，與擠出發泡模頭的流道 出口相對應的模頭內壁和外壁之間埋有冷卻裝置。
專利摘要一種木塑復合發泡材料成型設備，其包括熱塑性塑料或淀粉塑化擠出裝置、植物纖維強制進料裝置、復合材料共混裝置、氣體或液體發泡劑輸送裝置、預發泡筒和擠出發泡模頭。本實用新型應運行可靠，植物纖維進料順暢，不易堵塞，有利于改善纖維原料難于下料的問題，能從根本上解決植物纖維送料與塑木復合體系穩定共混比的問題，保證纖維在熔體中均勻分散，纖維在擠出過程中的時間較短，溫度適宜，不易被炭化，環保，設備能耗低，操作方便，工作效率高，用其生產的木塑復合發泡材料密度小，強度高，產品質量好，用途廣。
文檔編號B29C44/36GK201841624SQ20102055779
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者劉躍軍, 曾廣勝 申請人:曾廣勝