[发明专利]一种热塑性聚酯弹性体的挤出设备及其挤出加工方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料加工技术领域，具体涉及一种热塑性聚酯弹性体的挤出设备及其挤出加工方法。

背景技术

热塑性聚酯弹性体是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。其中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相，聚酯硬段部分结晶形成结晶微区，起物理交联点的作用。这种热塑性聚酯弹性体简称TPEE(Thermoplastic Elastomer Ether-ester)。TPEE具有橡胶的弹性和工程塑料的强度，软段赋予它弹性，使它像橡胶；硬段赋予它加工性能，使它像塑料。与橡胶相比，它具有更好的加工性能和更长的使用寿命；与工程塑料相比，它同样具有强度高的特点，而柔韧性和动态力学性能更好。TPEE具有高强度、高弹性、耐油、耐酸碱、耐高温、耐辐射，动态力学性能特优等特性，使用温度范围很宽，为-55℃～+150℃，硬度范围30-75D。根据分子量的不同可分为注塑级、挤出级、吹塑级和改性级等。

最初的研究开发TPEE的目的是为了纺织工业制备高弹性纤维。但现在TPEE已成为不可替代的高性能新型弹性体材料，逐步应用于汽车安全气囊展开门、工业车轮、消防胶管内层胶、汽车防尘罩、滑雪靴底和电子电缆等领域。为适应市场需求，扩宽应用领域，需要对这种热塑聚酯弹性体进行改性，开发耐热、阻燃和玻纤增强等产品。但在对TPEE进行挤出改性的过程中，容易发生凝胶现象，这与TPEE的结构有关。TPEE分子中含有较多的强极性基团，如酯基和醚基等，这些基团分子间存在着强的作用力和氢键形成物理交联，这些物理交联遇热、空气和水等溶剂的共同作用下呈可逆性的“连接点”，这些连接点不是化学交联，但起着化学交联的作用。这些点被称为凝胶。如果在挤出加工过程中出现凝胶，在材料的后续使用中就会出现问题。比如在注塑的过程中，如果这些凝胶迁移到制品表面，就会产生类似麻点的小突起。特别是在一些薄壁制品中，这些凝胶不但会产生小突起，还会引起表面破洞等现象。

挤出机主机一般由挤压系统、传动系统和加热冷却系统三部分组成。挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤出机头；传动系统的作用是驱动螺杆，供给螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速，通常由电动机、减速器和轴承等组成；而加热冷却系统是塑料挤出过程能够进行的必要条件。挤出机工作时可分为输送段、压缩段和计量段。从料口最后一道螺纹开始叫输送段，物料在此处要求不能塑化，但要预热、受压挤实。压缩段的螺槽体积由大逐渐变小，并且温度要达到物料塑化程度，此处将物料根据一定的压缩比进行压缩塑化，然后送到第三段。第三段是计量段，此处物料保持塑化温度，只是像计量泵那样准确、定量输送熔体物料，以供给机头，此时温度不能低于塑化温度，一般略高点。由于一般挤出机的料斗是敞开的，料口和输送段之间也直接与空气接触，物料从料口加入后携带着一些空气和水分，在输送段这些空气和水分是和物料共存的，到压缩段时由于螺杆剪切力变大，温度升高，会将一些气体从排气口排出，但每种物料都有一个合适的压缩比，气体不可能完全排出，仍会有一部分气体留在物料内通过计量段到达出料口。在这种空气、水和热共同作用的情况下生产热塑弹性体时会产生凝胶。

现有热塑性聚酯弹性体的加工方法一般和普通塑料或者工程塑料的类似，如专利CN101608056A中所述，只对挤出机的温度和螺杆转速等进行了限定。目前一些厂家的热塑性聚酯弹性体的产品宣传资料上推荐的加工方法也仅是对螺杆类型、长径比、压缩比和温度设定等进行设定。热塑性聚酯弹性体在这样的方法下挤出时，空气会随原料进入螺杆内部，进而形成空气、水和热的共同作用并生产凝胶。

发明内容

本发明的一个目的就是提供了一种用于热塑性聚酯弹性体的改性加工用的螺杆挤出设备。

本发明的另一个目的是提供一种用上述的挤出设备对热塑性聚酯弹性体进行挤出加工的方法，以防止或者减少加工过程中凝胶的产生。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种用于热塑性聚酯弹性体改性加工用的螺杆挤出设备，该挤出设备采用的是挤出机，挤出机的挤压系统包括螺杆、机筒、料口、机头，还包括一个氮气保存装置，氮气保存装置与挤出机的加料口是以一个软管进行连接的，软管上安装有分压调节阀。