本发明专利技术涉及一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的挤出装置，包括进料筒体；容置于进料筒体内的推进挤出螺杆，包括沿进料筒体的入口朝出口的方向交错布置的多个第一推进挤出螺杆部分和至少一个第二推进挤出螺杆部分。推进挤出螺杆还包括第三推进挤出螺杆部分，其位于至少一个第二推进挤出螺杆部分中邻近进料筒体的出口的第二推进挤出螺杆部分的末端，第三推进挤出螺杆部分与进料筒体形成减缓推进区。本发明专利技术还涉及一种制备热塑性聚合物挤出制品的设备及方法。本发明专利技术通过仅涉及一个加热步骤，简化了挤出制备过程，限制了整个加工过程中的热降解效应，提高了挤出制品的机械性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于制备热塑性聚合物制品的挤出装置、设备和方法，更具体地，涉及一种制备纤维素树脂或纤维素酯挤出制品的挤出装置、设备和方法，此外，本专利技术还涉及一种利用上述挤出装置、设备和方法制备的纤维素树脂和/或纤维素酯挤出制品(成品或半成品)。专利技术背景目前，制备热塑性纤维素树脂或纤维素酯条状、片状或板状挤出制品一般会涉及多个加工步骤，例如，如图1所示，制备用于手工工具的醋酸纤维素板状挤出制品通常至少需要以下四个步骤：-混合并挤出至胶粒：先将未增塑和/或预增塑醋酸纤维素粉末(也称为“胶粉”)与增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、抗紫外线添加剂、荧光增白剂以及应用所需的其它特定配料混合形成醋酸纤维素混合物，然后该混合物挤出形成胶粒；-着色：将上述胶粒与颜料、油墨、母料或其它色料及配料、或者它们的组合机械混合，在挤出成板状物之前，经常会进行再抽粒以制备着色胶粒，从而提高色料在醋酸纤维素混合物中的均匀分散程度；-干燥：对上述着色胶粒加热以去除水分；-挤出：对干燥后的着色胶粒进行加热、挤出，塑形，以生产例如用于模压成型应用的扁平片材、板材、薄膜挤出制品。可见，在上述整个加工过程中，醋酸纤维素材料若要从粉末状加工成板材或片材需要被加热若干次，进而涉及到多个作业线或多个加工装置或设备。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种可简化步骤的热塑性聚合物挤出制品的挤出装置、设备和方法，以解决现有技术的上述问题。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的挤出装置，包括：进料筒体；容置于所述进料筒体内的推进挤出螺杆，所述推进挤出螺杆包括沿所述进料筒体的入口朝出口的方向交错布置的多个第一推进挤出螺杆部分和至少一个第二推进挤出螺杆部分，其中，所述第一推进挤出螺杆部分与所述进料筒体形成多个传送区，所述第二推进挤出螺杆部分与所述进料筒体形成至少一个混合区；以及用于控制所述传送区和所述混合区的温度的温控装置，在一些实施例中，该温控装置位于所述进料筒体的外表面，其中，所述推进挤出螺杆还包括第三推进挤出螺杆部分，所述第三推进挤出螺杆部分与所述进料筒体形成减缓推进区。在一些实施中，所述第三推进挤出螺杆部分位于所述至少一个第二推进挤出螺杆部分中邻近所述进料筒体的出口的第二推进挤出螺杆部分的末端。在推进挤出螺杆上设有至少一个混合区，可以确保聚合物熔体混合均匀，尤其当组成物中具有高浓度色料时，可使得挤出制品着色均匀。此外，设置第三推进挤出螺杆部分形成减缓推进区，可以减缓材料的推进速度，促进材料停顿以确保其均匀混合。在一些实施例中，所述第二推进挤出螺杆部分可包括至少一个捏合剪切块。在一些实施例中，所述第三推进挤出螺杆部分可包括与所述第一推进挤出螺杆部分的推进方向相反的螺纹块，所述第二推进挤出螺杆部分与所述第三推进挤出螺杆部分的总长度与第一推进挤出螺杆部分的螺纹外径之比大于0.3且小于25。在一些实施例中，所述多个第一推进挤出螺杆部分中邻近所述进料筒体的入口的第一个所述第一推进挤出螺杆部分的螺纹的线性长度与外径之比大于3且小于40。根据原料和通过管道注入的液体配料或其它配料(若需要)，在挤出装置的入料端设置一定长度的第一推进挤出螺杆部分，可使粉末原料具有足够时间吸收所注入的配料或其它可选配料，同时在推进挤出螺杆的转动下，原料和配料在被向前推进时还可进行“温和”的混合，这对至少含有部分配料且在进入挤出装置之前未进行预混合的待处理材料尤为重要。在一些实施例中，所述推进挤出螺杆可配置为同向旋转的双螺杆，所述双螺杆的每一螺杆的螺纹的线性长度与外径之比可大于20且小于65。同向双螺杆结构具有较好的混炼塑化能力，产量大，挤出速度快，单位产量耗能低，尤其适合粉料加工。在一些实施例中，所述推进挤出螺杆可配置为单螺杆，所述单螺杆的螺纹的线性长度与外径之比可大于22且小于60。相对于双螺杆结构，单螺杆挤出装置结构简单、容易控制。在一些实施例中，所述推进挤出螺杆可配置为双螺杆和单螺杆的组合，所述单螺杆沿推进方向串联地设置于所述双螺杆的后方。在一些实施例中，根据本专利技术的挤出装置还可包括设置于所述进料筒体上的真空泵连接孔，用以连接真空泵，以便将挤出过程中所产生的例如水和低分子量酸的热挥发物去除，因此无需在挤出步骤之前对待处理材料进行干燥。作为一种具体实施方式，所述进料筒体在与所述传送区和/或所述捏合剪切区的对应的区域可设有至少一个配料供给口。由此可以根据需要在挤出过程的不同阶段添加配料。当然，在与所述传送区和/或所述捏合剪切区的对应的区域也可以不设置任何配料供给口。优选地，所述热塑性聚合物挤出制品可为纤维素树脂或纤维素酯挤出制品。根据本专利技术的另一方面，提供了一种制备热塑性聚合物制品的设备，包括：待处理材料供送装置；与所述供送装置联通的根据权利要求1-10中任一项所述的挤出装置；连接至所述挤出装置上的真空泵；与所述挤出装置的出口联通的塑形装置。由此简化了加工步骤。在一些实施例中，所述设备还可包括布置于所述供送装置上游的预混合装置，从而提高含有至少部分配料的待处理材料中的配料的均匀分散度。在一些实施例中，所述设备还可包括布置在所述挤出装置与所述塑形装置之间的熔体流量调节装置。为提高所获得的例如挤出条状制品或挤出片状制品的厚度的精度，降低聚合物熔体的排出量的波动是很重要的，而在挤出装置和塑形装置之间提供熔体流量调节装置可以有效通过该装置进给恒定量的熔化物。因为即使挤出装置的螺杆的螺纹端部的压力存在微小改变，该装置也能补偿这种改变，从而确保聚合物熔体几乎恒流至塑形装置，使挤出制品的厚度波动降低，例如在+/-3％或更小的范围内波动，这对于高要求应用尤为重要。在一些实施例中，所述熔体流量调节装置可为具有多个齿轮的熔体泵。使用该熔体泵可以增大塑形装置中的模具压力，同时降低挤出装置螺杆的螺纹端部的压力，从而降低能量损耗，防止聚合物温度升高，提高熔体流动稳定性，降低其在挤出装置中的停留时间。根据本专利技术的又一方面，提高了一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的方法，包括：将待处理材料供送至挤出装置；在所述挤出装置中对所述待处理材料进行加热、混合和挤出，生成聚合物熔体和热挥发物质；利用真空泵从所述挤出装置中去除所述热挥发物质；以及将所述聚合物熔体塑形，以形成热塑性聚合物制品。本专利技术提供了一种改良的挤出方法，使得在单一加热步骤中即可完成从粉末状原材料向条状、片状、板状或薄膜挤出成品或半成品的转变，从而简化加工步骤。此外，本专利技术还能够实现快速制备并避免加工过程中产生过多污染，这在特定的高质量应用(例如，但不限于，手工工具、光学镜以及装饰材料)中非常重要。在一些实施例中，将所述聚合物熔体塑形可包括：对所述聚合物熔体模塑、辊磨、冷却以及切割。在一些实施例中，所述待处理材料可至少包括原料和/或再循环料。使用再循环料可以减少浪费，节约资源。在一些实施例中，所述待处理材料还可包括除所述原料和/或再循环料之外的配料，在将待处理材料供送至所述挤出装置之前包括：对所述待处理材料进行预混合。在一些实施例中，所述原料和/或所述再循环料为纤维素树脂或纤维素酯材料。特别地，所述纤维素树脂或纤维素酯可占所述待处理材料的至少20％的重量百分比，更优选地至少30％重量百分比。此外，需要特别说明本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的挤出装置(3)，包括：进料筒体(31)；容置于所述进料筒体(31)内的推进挤出螺杆(32)，所述推进挤出螺杆包括沿所述进料筒体的入口朝出口的方向交错布置的多个第一推进挤出螺杆部分(321)和至少一个第二推进挤出螺杆部分(322)，其中，所述第一推进挤出螺杆部分(321)与所述进料筒体形成多个传送区，所述第二推进挤出螺杆部分(322)与所述进料筒体形成至少一个混合区；以及用于控制所述传送区和所述混合区的温度的温控装置(33)，其特征在于，所述推进挤出螺杆(32)还包括第三推进挤出螺杆部分(323)，所述第三推进挤出螺杆部分(323)与所述进料筒体形成减缓推进区。
【技术特征摘要】
1.一种用于制备热塑性聚合物挤出制品的挤出装置(3)，包括：进料筒体(31)；容置于所述进料筒体(31)内的推进挤出螺杆(32)，所述推进挤出螺杆包括沿所述进料筒体的入口朝出口的方向交错布置的多个第一推进挤出螺杆部分(321)和至少一个第二推进挤出螺杆部分(322)，其中，所述第一推进挤出螺杆部分(321)与所述进料筒体形成多个传送区，所述第二推进挤出螺杆部分(322)与所述进料筒体形成至少一个混合区；以及用于控制所述传送区和所述混合区的温度的温控装置(33)，其特征在于，所述推进挤出螺杆(32)还包括第三推进挤出螺杆部分(323)，所述第三推进挤出螺杆部分(323)与所述进料筒体形成减缓推进区。2.如权利要求1所述的挤出装置(3)，其中，所述第二推进挤出螺杆部分(322)包括至少一个捏合剪切块。3.如权利要求1所述的挤出装置(3)，其中，所述第三推进挤出螺杆部分(323)包括与所述第一推进挤出螺杆部分(321)的推进方向相反的螺纹块，所述第二推进挤出螺杆部分(322)与所述第三推进挤出螺杆部分(323)的总长度与第一推进挤出螺杆部分(321)的螺纹外径之比大于0.3且小于25。4.如权利要求1所述的挤出装置(3)，其中，所述多个第一推进挤出螺杆部分(321)中邻近所述进料筒体的入口的第一个所述第一推进挤出螺杆部分(321)的螺纹的线性长度与外径之比大于3且小于40。5.如权利要求1至4之一所述的挤出装置(3)，其中，所述推进挤出螺杆(32)配置为同向旋转的双螺杆，所述双螺杆的每一螺杆的螺纹的线性长度与外径之比大于20且小于65。6.如权利要求1至4之一所述的挤出装置(3)，其中，所述推进挤出螺杆配置为单螺杆，所述单螺杆的螺纹的线性长度与外径之比大于22且小于60。7.如权利要求1至4之一所述的挤出装置(3)，其中，所述推进挤出螺杆配置为双螺杆和单螺杆的组合，所述单螺杆沿推进方向串联地设置于所述双螺杆的后方。8.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李泽英，
申请(专利权)人：李泽英，
类型：发明
国别省市：广东;44
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