[发明专利]连续式挤出机

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续式挤出机，尤其涉及一种无需专门添加挤出机即可原地进行搅拌、熔融、压缩、分散及排出，也无需添加如表面活性剂、分散剂、抗氧化剂、偶联剂的添加剂，也可以将如粘土的层状物质有效地剥离到树脂聚合物并将其分散的连续式挤出机。

背景技术

对于聚合物合成物来说，单一的聚合物无法得到所需的性能，因此混合其他原料，并将其熔融、混炼而生产聚合物合成物。

但是，为了生产聚合物合成物，需要经过熔融热可塑性树脂并将其混炼的过程，不过需要搅拌的热可塑性树脂和其他原料之间其熔融温度有差异，且难以控制粘性，并且引起被熔融混炼的物质之间的化学结构差异的极性及表面张力不同，从而产生相分离的现象，对分散造成困难。因此，为了防止这种相分离的现象，添加如分散剂、表面活性剂的添加剂从而得到聚合物合成物。

聚合物的熔融加工方法通常使用螺杆方式的单螺杆(single screw)法和双螺杆(twin screw)法。螺杆方式为利用螺杆的齿轮将熔融时难以搅拌的原料强制进行混炼，从而均匀地熔融的方式。

美国授权专利公报第6770340号涉及混沌搅拌方法及由此形成的结构材料(Chaotic mixing method and structured materials formed therefrom)，公开了一种利用挤出聚合物树脂的挤出机和挤出除了聚合物树脂以外的其他原料的挤出机、以及用于混合被挤出的原料的搅拌机，由此生产聚合物合成物的方法。

但是，为了在聚合物树脂里添加其他原料并使其分散，分别需要专门用于挤出聚合物树脂的挤出机(extruder)和用于挤出添加的原料的挤出机，并且通过挤出机挤出的聚合物树脂和添加原料需要在专门设置的搅拌机(mixer)中搅拌，以促进分散。因此，为了熔融加工聚合物需要至少两个挤出机，并且熔融以及混炼工艺和搅拌工艺分别进行，由此工艺无法连续进行，具有耗时过长的缺点。

发明内容

技术问题

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无需追加专门的挤出机，即可在原地进行搅拌、熔融、压缩、分散以及排出，也无需添加如表面活性剂、分散剂、抗氧化剂、偶联剂的添加剂，也可以将如粘土的层状物质有效地剥离到树脂聚合物并将其分散的连续式挤出机。

技术方案

本发明提供一种连续式挤出机，包含：熔融及压缩区域，由螺旋形螺杆状的转轴结构形成，熔融及压缩通过料斗投入的聚酰胺树脂和添加原料；分散区域，已被熔融及压缩的熔融物通过压缩及剪切应力，朝聚酰胺树脂分散添加原料，并使聚酰胺树脂流动到排出区域；排出口型，排出朝聚酰胺树脂分散所述添加原料的合成物。所述分散区域形成至少包含：朝上锥化的压缩部；与朝上锥化的压缩部相邻地形成，并且平坦的一字形的剪切部的转轴结构。所述分散区域中，转轴的长度和直径之比的范围为20～60。

朝上锥化的所述压缩部的锥角范围为1～40°。

在所述分散区域中，机筒和转轴之间的间距范围为转轴直径的1/20～1/60。

所述分散区域中，与机筒最靠近的所述一字形的剪切部和机筒之间的间距范围为转轴直径的1/40～1/60。

在所述分散区域中，转轴具有朝上锥化的压缩部及一字形的剪切部至少反复形成两次以上的阶梯式结构，以用于依次增加剪切应力。

所述分散区域的转轴在朝上锥化的压缩部之前，还具有一字形的剪切部，并且形成依次设置一字形的剪切部、朝上锥化的压缩部及一字形的剪切部的结构。

所述一字形的剪切部以转轴的直径偏差在5％内的起伏形状形成。

所述分散区域的转轴还包含朝下锥化的释放部。所述分散区域由包含：朝上锥化的压缩部；一字形剪切部；以及朝下锥化的释放部的转轴结构形成。

所述分散区域的转轴在朝上锥化的压缩部之前或在朝下锥化的释放部之后，还具有一字形的剪切部。

所述分散区域的转轴还包含朝下锥化的释放部。所述分散区域由朝上锥化的压缩部，一字形的剪切部以及朝下锥化的释放部至少反复形成两次以上的转轴结构构成。

朝下锥化的所述释放部的锥角范围为-1～-40°。

所述熔融及压缩区域中，螺旋形螺杆的长度和直径之比的范围为20～40。

所述熔融及压缩区域中，所述螺旋形螺杆的螺旋角的范围为20～62°，螺旋形螺杆的螺纹和机筒之间的间距范围为转轴直径的1/40～1/60，螺旋形螺杆的螺距范围为3～15cm。

所述的连续式挤出机还包含通过排出口型排出朝聚酰胺树脂分散的合成物的排出区域，所述排出区域由螺旋形螺杆状的转轴结构形成。