填充热塑性聚合物的生产方法和装置制造方法及图纸

为了用废弃的热塑性原材料生产填充热塑性聚合物，把热塑性原材料供给一容器（１）中，该容器设有一用作混合和搅拌的装置（２，３），其中热塑性原材料在容器中被软化，所需的填料加入到所述装置和不断搅拌以使填料和软化的材料完全混合，接着从所述的容器收集软化和填充材料并使该材料经挤压或其他压实的步骤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
填充热塑性聚合物的生产方法和装置
本专利技术涉及填充热塑性聚合物的生产方法和装置，更具体地说，涉及以惰性填料填充的热塑性聚合物的生产方法和装置，惰性填料诸如矿物填料和纤维，也称之“化合物”。
技术介绍
惰性填料，即那些不会与聚合物基体起反应的填料，通常被加入到热塑性聚合物中，该填料的主要功能是减低产品的平均成本、减少成型件的冷却时间并给填充聚合物提供相对于原始聚合物不同的技术特性。填料的例子有碳酸钙、硅石、硫酸钡、滑石粉、木粉或木纤维、纤维素纤维和玻璃纤维。填料所加的数量一般为15％至80％(重量)聚合物基体的重量计，最好是30％至70％(重量)。这里所涉及的聚合材料是热塑树脂，尤其是PP、PE与一般的聚烯烃、PVC ABS等；所述材料是一种单聚物或者共聚物以及是一种可共存物质的单一材料或者混合物诸如PP/PE。换句话说，不相容物质的混合物并不在本专利技术的保护范围内，而热塑性材料这一词的意思是相容物质的单一材料或混合物。这里所述的热塑性材料最好是工业废料，如生产废料，诸如由尿布和双向胶卷产生的例如BO、PP和PP/PE废料片、由非编织纤维和非编织产品产生的废料、由聚合过程及聚合物生产中获得的聚合物粉末。根据先有技术，在聚合材料达到熔融状态以后，才把填料加入到热塑性聚合物中。把例如聚合材料的颗粒或压实状态的聚合材料装入一挤压机中和把聚合材料熔化与增塑以后，在挤压螺杆的缸的一处或多处将所述填料加入；当填充材料离开螺旋缸的时候，其再次成为颗粒状。所述方法的主要缺点是方法的成本，该方法以颗状或丸状作原料，获得的还是颗状或丸状填充材料。当所述聚合材料是一种回收物质的时候，所述缺点就尤其明显。为了排除所述的难题，有人业已提出在其处理步骤中，例如在成型件的挤-->出或注塑的过程当中填充聚合物颗粒或压实材料；然而，这样的解决方案被证实只是部份可应用，因为所述材料的最终用户宁愿采用一业已具有所需填料份量的化合物，很明显是为了简单、方法的较低成本、较便宜和更容易采用模塑和挤出机。US-A-4,225,640(Erb)公开一城市废料的回收方法，该方法把不同且不相容的塑料和干树叶的碎片融合并挤出这样的混合物。利用挤压机中的热量熔化热塑性材料并包括有树叶碎片。在一实施例中，热塑性材料先被熔化和在混合之前使其与树叶碎片熔合。从挤压机挤出的产品是一由塑料融合树叶的熔凝体，所述树叶作为一把不同的热塑性材料结合成整体而不应当组合在一起的桥梁。DE-A-19718138(Ermafa)涉及回收机，其打碎和凝聚热塑性材料，直到机器中处理一预定数量的材料；然后，所述材料被熔合和加入到“冲击水”(shockwater)以使材料在机械里凝固。之后，使该固体和凝聚的材料弄干燥、破碎以及从机器中取出。这文件中没有记载填料。US-A-5,636,125(Ternes)公开了一种面板，该面板是通过研磨纤维强化的PVC材料(即橡胶软管)，使磨碎的软管与锯屑混合并挤出而获得。此外，在该文件中，把填料在挤出的时候加入熔融塑料中。US-A-3,552,722(Sutter)涉及把所述混合物供入一挤压机或捏合与加热装置之前，粉状塑料与塑料的碎片混匀的问题。所公开的装置不能达到所述的材料的任何切碎或软化并且也没有提到填料。EP-A-0911131(Gamma Meccanica)公开一塑料的粉碎、切碎和压实装置。所述装置包含一容器，其具有一转子，其用作切碎塑料并将其推入与容器相切以及把所述材料带到一挤压机螺杆的第一螺杆。添加装置把染料或颗粒状塑料供入切向螺杆。所引用的配置应当确保较均匀把塑料供入挤压机中。
技术实现思路
因此，这样就需要有一种填充热塑性化合物的生产方法，也就是说，采用一简单和便宜的装置以较目前采用的方法低的成本，生产一以惰性填料填充的热塑性聚合化合物。同时也需要一种比公知的产品更便宜而且具有与相应的公知产品相同或更好的技术特性的填充热塑性化合物。本专利技术的一个目的在于解决上述的问题，透过一种填充热塑性材料的生产-->方法，所述方法比传统的方法更便宜并可提供一产品(即填充颗粒)，其大体上具有固定的组分，尤其填料在生产的全部颗粒中大体上具有均匀的百分比，该产品较现有公知的相应化合物具有相同或更好的技术特性。所述目的则通过本专利技术中根据权利要求1所述的一种填充热塑性聚合物的生产方法达到。本专利技术的另一目的是提供一种根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述装置生产与上述的方法一致的填充热塑性聚合物。根据本专利技术的较佳实施例，聚合物基体是工业废料并通过在一垂直的容器内被搅拌和切碎而软化，也称为“热碎机”(“hot mill”)，其中软化基本聚合物材料的热量则由搅拌和切碎的动作所产生的摩擦提供。根据本专利技术的另一方面，所述方法是一连续的过程，其中材料由顶端供入，而经软化并填充聚合物基体由底部取出；以及填料供入容器的下半部，所述下半部里的聚合物基体则处于软化的状态。根据本专利技术另一较佳实施例，填料通过一重量测定装置而供入容器以及填料供入容器中的加料装置的出口不受软化材料流动的影响。根据本专利技术的方法和装置可由工业的残余物或废料得到一填充材料，即是说一“化合物”，生产成本大大低于传统的方法。从相同的基材开始，生产成本一般降低约25％至30％和甚至达到50％。制成品里的填料的百分比在整个生产的过程中是固定的和可以达到总重量的70％。本专利技术还有一个优点是所述的热塑性材料只会受到一次热处理而不是先有技术方法中的两次热处理；这样的结果使热塑性材料的性能降低减少。附图说明以下，将结合附图(作为一非限制性的实施例)对本专利技术进行较详细地讨论：图1所示为根据本专利技术一装置的示意图；图2所示为容器与所述容器连接的部分装置的顶视示意图；图3所示为测重装料装置及其与容器连接的侧视示意图；图4所示为供入搅拌容器中的填料出口的细部示意图。具体实施例-->正如图1中，根据本专利技术的装置或系统包含一“热碎机”，也就是一垂直容器1，其设有一可转动地装配在容器的底部的搅拌部件2及多把刀片3。此外，有一些刀片3a则固定地安装在容器壁上并与刀片3配合以搅拌和破碎热塑性材料以及使热塑性材料软化而不熔化。容器1侧面设有添加装置4，以把诸如碳酸钙的填料供入容器并且侧面还设有出装置5，以从容器中把最终的材料带走，所述最终材料为添加填料的软化聚合物基体。根据本专利技术的另一实施例，填料添加装置4可以配置在容器1里的热塑性材料的水平以上的位置；还可以把已称重的填料与热塑性材料一起供入，例如，由带式升降机18把填料和热塑性材料送入容器1。填料一般是在材料己达到软化状态以前或之后添加，但无论如何，要在材料熔化以前添加。换句话说，要在材料还未熔化以前把填料添加到聚合材料并将它们混合，这样，所述材料还不是紧密和稠密的，然而，所述材料仍是“充气的”，因为所述材料是由切碎块形成并处于软化状态中。通过搅拌器和刀片的转动使所述填料与热塑树脂料彻底混合，即根据本专利技术，所述填料和软化热塑性材料会在容器1里面混合；高速转动的搅拌器和刀片也产生使热塑性材料软化所需要的热量。关于“软化的热塑性材料”、“软化的”和“软化”的措词，本文的意思是一种材料其处在一温度范围中可得到的状态，该温度范围则是从比材料的熔点稍低的温度至所述材料的Vicat软化温度以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含填料的热塑性材料的生产方法，其特征在于所述方法包含以下的步骤：把热塑性材料加入一设有混合和搅拌的装置（２，３）的容器（１）中；使基体热塑性材料的温度升高到所述材料达到一软化状态；在所述容器（１）中使填料与所述软化热塑性材料混合；从所述容器中把填充所述填料的材料带走以及对所述软化和填充材料进行一压实的步骤。

【技术特征摘要】
EP 2001-7-2 01830444.41.一种包含填料的热塑性材料的生产方法，其特征在于所述方法包含以下的步骤：把热塑性材料加入一设有混合和搅拌的装置(2，3)的容器(1)中；使基体热塑性材料的温度升高到所述材料达到一软化状态；在所述容器(1)中使填料与所述软化热塑性材料混合；从所述容器中把填充所述填料的材料带走以及对所述软化和填充材料进行一压实的步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的混合和搅拌装置包含一切碎装置(3，3a)以及通过搅拌和切碎作用使所述的基体热塑性材料软化。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述软化的热塑性材料的温度在其熔点(熔点温度则除外)与该塑料的Vicat软化温度(10N)以下25℃的范围内。4.根据权利要求1到3中任何一项所述的方法，其特征在于所述压实的步骤是一挤压的步骤。5.根据权利要求1到4中任何一项所述的方法，其特征在于所述热塑性材料是待回收的工业废料。6.一生产填充热塑性材料的装置，其特征在于所述装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：M马格尼，G德尔佐托，
申请(专利权)人：马格尼莫罗EC稠液贸易SAS，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]