[发明专利]一种液态添加剂辅助聚合物挤出共混的方法、装置及应用

说明书

为了解决现有技术中在使用添加剂时容易发生汽化、分布不均而导致产品品质下降的问题，本发明提供一种液态添加剂辅助聚合物挤出共混的方法及装置，其技术方案在于：将原料混合物转化为熔融物后，将液态添加剂连续注入至上述熔融物内部，使上述添加剂与上述熔融物充分融合形成均匀的融合物，最后进行脱水、脱挥后得到目标产物。本发明方法简单，可直接在现有双螺旋杆挤出机上进行修改即可实现，改动量小，运行稳定，故障率低，产品质量稳定可靠，解决了现有技术中存在的问题。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种液态添加剂辅助聚合物挤出共混的方法、装置及应用。

背景技术

聚合物材料往往需要进行改性制备成共混物以满足不同的产品需求。通常在聚合物中加入其他聚合物、填料、增强体、阻燃剂等组分，通过双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、密炼机等设备进行熔融混炼、挤出造粒等制备改性聚合物材料。

常规挤出共混采用改变双螺杆挤出机的螺杆组合、螺杆转速、喂料方式、加工温度等设备和工艺条件以实现稳定的挤出共混和达到需求的产品性能。在进行挤出共混前往往需要对物料进行烘干除水，如聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物、聚丙烯酸酯类等树脂，以避免加工过程使材料降解、变色等缺陷。对于耐水解的多相非稳态聚合物体系，共混改性加工过程中也往往采取抽真空等方式使材料中的水分、挥发分等排出。对于应用于汽车内饰的多种组分进行增韧、增强等改性的聚丙烯材料，可向其粒子混合物中加入一定量的水，以改善其气味感官，但是粒子混合物中的水往往和高温的机筒接触后变成水蒸汽而大部分散失，作用效果有限，并且散失的水蒸汽通过挤出机加料口排出，影响了物料的顺利下料，在一定程度上影响了产量和生产稳定性。另外，对于一些受热熔化的、受热易分解的以及受热易挥发的添加剂，如低熔点助剂、阻燃剂、加工油等，在进行物料共混时受限于物料特性难以混合均匀，在添加过程中性质发生变化，影响产品品质。

现有的，如中国专利申请CN11082007,《一种高性能纳米涤纶长丝的制备方法》中，公开的步骤(2)中，采用“将干燥后的聚酯切片与添加剂放入螺杆挤出机中熔融”的方法进行添加剂的添加。由于螺杆挤出机对聚合物加工是在螺杆旋转产生的剪切热和外加热的双重作用下实现的，并且剪切热占较大比例。聚合物是热的不良导体，过多的剪切热不能及时传递给螺杆而被冷却水带走，导致熔体物料温度往往高于显示温度，并且由于螺杆的结构特征导致在熔体内部的温度存在分布，甚至在螺棱的顶部出现局部温度过高，添加剂出现汽化，对共混物中的热稳定性较差组分不利。聚合物的黏度受温度影响非常大，加工过程不均匀温度和局部高温会影响产品品质。

可见，现有技术中在使用添加剂时容易发生汽化、分布不均而导致产品品质下降。

发明内容

为了解决现有技术中在使用添加剂时容易发生汽化、分布不均而导致产品品质下降的问题，本发明提供一种液态添加剂辅助聚合物挤出共混的方法、装置及应用，能够有效解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种液态添加剂辅助聚合物挤出共混的方法，其技术方案在于：将原料混合物转化为熔融物后，将液态添加剂连续注入至上述熔融物内部，使上述添加剂与上述熔融物充分融合形成均匀的融合物，最后进行脱水、脱挥后得到目标产物。

具体的包括以下步骤：

S1.将耐溶剂的多相非稳态聚合物的原料混合物通过双螺杆挤出机的加料口加入螺筒内，通过螺杆进行螺旋输送；

S2.经过S1步骤，在螺筒内的熔融区形成S1步骤所述原料混合物的熔融物；

S3.在S2步骤所述的熔融区位置通过施压装置将待添加的液态添加剂连续、定量注入至该熔融区内，液态添加剂处于过热状态，通过螺杆作用与S2步骤所述的熔融物充分混合形成融合物；

S4.通过螺杆将S3步骤所述的融合物向前输送，并在螺筒下游通过排气口进行脱水、脱挥；