[发明专利]一种用于热塑性聚酯发泡成型装置

说明书

本发明涉及一种用于热塑性聚酯发泡成型装置，包括：双螺杆挤出机、熔体泵、静态混合器、发泡机头、成型定型装置和真空系统，双螺杆挤出机的双螺杆的长径比为35～45，双螺杆机筒上开设有一个自然排气口、至少一个真空排气口和至少一个发泡剂注入口，真空系统与双螺杆机筒上的真空排气口相连接，可使双螺杆挤出机真空排气段的真空度在20Pa～200Pa之间调节，装置采用冷却系统对熔体温度进行控制。装置是热塑性聚酯免干燥反应挤出发泡一体化生产设备，聚酯原料不需干燥可直接加入双螺杆挤出机中，降低了能耗并提高了生产效率，可以稳定生产低密度、泡孔结构均匀细密、大厚度的热塑性聚酯发泡板材，且具有生产效率高、能耗低、工艺易操作、生产稳定性高的优点。

技术领域

本发明涉及一种聚合物加工装置，特别涉及一种用于热塑性聚酯发泡成型装置。

背景技术

热塑性聚酯具有优异的耐热性和力学性能，相比于传统的泡沫塑料，热塑性聚酯泡沫具有高温下尺寸稳定性好、优异的机械性能和抗疲劳性、低烟、阻燃、无毒、低吸水率、良好的气体阻隔性以及可回收再利用等优点，在风力发电、轨道交通、汽车工业等领域具有广泛应用前景。但热塑性聚酯具有熔体粘度低、热稳定性差、易吸收水分发生热降解和水解，特别是水解，会造成聚酯分子量急剧下降；为了克服热塑性聚酯的缺点，现有技术主要通过添加扩链剂或交联剂提高聚酯的黏度，可以在聚合时添加多官能团助剂再后固相缩聚得到高熔体粘度的热塑性聚酯；或者在挤出过程中添加多官能团扩链剂或支化剂，反应挤出得到高粘度聚酯。针对聚酯的吸水性和高温水解缺点，现有技术通常采用预干燥技术除去聚酯切片中的水分。预干燥常用的有真空转鼓干燥、回转充填组合干燥和流动床等三种形式，常用连续式气流干燥，干燥工艺为140℃，3-4小时，且干燥后要在100-110℃下保温或放置于干燥的密闭容器待用，加料斗也要用红外线照射以保持干燥状态，或采用N₂保护喂料装置。这种预干燥工艺设备复杂，干燥工艺耗时长，效率低且能耗高。

为了克服该缺点，US 2015336319A1公开了一种聚酯发泡挤出装置，包括：加料系统，同向双螺杆挤出机，机头和定型装置，其中双螺杆挤出机上有空气排气区和真空排气区，空气排气区的温度低于聚酯熔点10℃，真空排气区的熔体温度高于聚酯的熔点，特别是在第一排气区注入预热的氮气以增强空气排气效果。该装置可实现聚酯免干燥直接挤出加工，一定程度上克服了预干燥工艺耗时、能耗高和设备复杂的缺点。但缺点是在第一排气区注入预热氮气设备和操作复杂。

CN201220654257.5公开了一种PET无需结晶干燥双螺杆片材挤出设备，包括喂料装置、螺杆挤出机和片材挤出装置，其中螺杆挤出机为同向平行双螺杆挤出机，其上配置有多个抽真空装置。该专利技术方案为了提高脱水效率，在实施例中公开真空泵的真空绝对压力≤0.5mbar，脱气能力大于1000l/s。这种技术方案对于聚酯反应挤出发泡过程中需要添加多种低分子添加剂组分来讲缺乏适应性，过高的真空度和脱气量会造成低分子添加剂(扩链剂、增塑剂等)被真空抽离，从而使得扩链反应效率降低，聚酯熔体粘弹性不能达到发泡要求，无法实现PET免干燥反应挤出发泡一体化生产。

US5958164公开了一种热塑性聚酯发泡方法，包括：将聚酯和添加剂直接加入第一阶双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机上真空排气段脱出聚酯吸附的水分，然后注入发泡剂，在下游低压区发泡得到PET发泡制品，特别地聚酯中添加氟塑料，真空脱气压力低于20Torr(2666pa)，发泡剂从在第二阶单螺杆挤出机上注气口注入。该技术方案发泡剂(丁烷)从第二阶单螺杆挤出机注入，且单螺杆直径与双螺杆直径相等，为了使发泡剂与PET熔体充分混合，单螺杆转速较高，加工容易产生高剪切热，无法精确控制PET熔体温度，造成挤出过程不稳定，机头压力低等缺点，难以获得发泡密度低于200kg/m³且厚度大于30mm的PET发泡板材。

发明内容

为实现热塑性聚酯发泡成型的高效、稳定、高品质生产，本发明提供了一种用于热塑性聚酯发泡成型装置。