[实用新型]双螺杆挤出机口模

说明书

本实用新型涉及用于对新型生物基高分子材料进行共混改性、低碳化连续式稳定生产的双螺杆挤出机口模，所述双螺杆挤出机口模具有多个非均布、非等深排列的出料孔。

技术领域

本实用新型具体涉及用于对新型生物基高分子材料进行共混改性、低碳化连续式稳定生产的双螺杆挤出机口模，所述双螺杆挤出机口模具有非均布、非等深排列的出料孔。

背景技术

众所周知，生物基聚合物是一类以生物可再生资源为原材料，经过生物或化学过程而合成的高分子材料。以生物基聚合物为基体树脂而获得的诸如塑料、橡胶、纤维等统称为生物基高分子材料。生物基高分子材料的推广使用，有利于降低现今社会对传统石化资源的高度依赖性，具有低碳环保的优势，具有可替代传统石化高分子材料的巨大潜力。

例如，生物基聚酰胺是指利用可再生的生物质为原料，通过生物、化学及物理等手段制造用于合成聚酰胺的前体，包括生物基内酰胺、生物基二元酸、生物基二元胺等，再通过聚合反应合成的高分子材料，具有绿色、环境友好、原料可再生等特性。在当今“低碳经济”的环境下，生物基聚酰胺材料具有十分广阔的发展前景。现已商品化的生物基聚酰胺产品中，主要有PA1010、PA11、PA610、PA410等，此外还有多种生物基聚酰胺正在研发。

目前，针对生物基高分子材料的共混改性及成型加工，双螺杆挤出机是广泛使用的生产设备，其主要包含挤出机主机、模头、口模等构成部件。在实际生产过程中，可将塑料颗粒、功能性填料、添加剂、颜料等原材料，按照一定的配方比例，通过精确的喂料系统加入到挤出机主机中，在螺杆的作用下，经输送、加热、剪切混炼等过程，形成物料均匀混合的聚合物熔体。经螺杆的旋转推动，聚合物熔体到达模头位置产生合适的压力，然后通过口模上的出料孔挤出，再经拉条、过水、冷却造粒，即可获得塑料颗粒制品。

目前，市面上常规的挤出机口模通常采用如图1和图2所示的结构，其出料孔4为并排设置，能够挤出呈“一”字型并排分布的料条，依据生产线上双螺杆挤出机的尺寸(螺杆直径26-133mm)和产量设计(50-10000kg/h)，口模1的出料孔4数量可以为5-200个，出料孔4的直径可以为2-8mm，出料孔 4的排列可以是单排或双排或多排。现有的挤出机口模1通常具有多个尺寸均一的出料孔4，采用等间距分布、相同孔深的设计结构，即相邻出料孔4 的间距大小是相同的，且每个出料孔4的深度也是相同的。相比于挤出机主机内部的螺杆的横截面尺寸，口模1的横截面尺寸要大很多。因此，当聚合物熔体从挤出机螺杆末端，通过模头腔体经圆锥形过渡腔5而被输送至口模 1的出料孔4的时候，由于如图1所示的出料孔4分布特点，位于口模1的中间区域的出料孔4，其所分配的熔体物料通常要比位于远离口模1的中间区域的其它边侧区域的出料孔4要多得多，对应地，位于口模1的中间区域的出料孔4所承受的熔体压力也更高。由上述位于远离口模1的中间区域的其它边侧区域的出料孔4(尤其是位于口模1两侧远端区域的出料孔4)所挤出的料条由于熔体压力相对较低，生产过程中容易出现断条现象；而由位于口模1的中间区域的出料孔4所挤出的料条由于熔体压力高，容易出现鲨鱼皮，甚至发生熔体破碎，进而影响成品粒子的外观。另外，由于口模1不同区域的出料孔4所能分配到的熔体物料的量具有明显差异，故这些出料孔4实际所承受的熔体压力大小差异非常明显，容易导致成品物料的截面尺寸偏差较大，会影响连续化稳定生产，并导致一定程度的成品外观缺陷，以致产品的不良率高，造成物料的浪费，会限制最大化的产能。因此，挤出机的口模1结构设计至关重要。

公开号为CN213006463U的中国实用新型专利，公开了一种超高熔指聚丙烯材料生产用双螺杆挤出机口模，其主要是针对现有的采用等间距分布、相同孔深的出料孔的口模进行的结构改进，即通过在定位卡槽的底部中部设置凹槽式流道(其上开设数个模孔)，用来平衡口模压力，并在定位卡槽的底部两端增设加热管，用来改善熔体的受热均匀性。该专利通过增设凹槽式流道以及加热管的结构设计，一方面会导致口模自身结构的复杂性，并会增加结构成本，经济性不佳，另一方面凹槽式流道对熔体的均匀分布效果有限，依然存在熔体物料在口模的中间区域分布相对较多，在远离口模的中间区域的两边侧区域分布相对较少的现象，在实际生产过程中，还是会遇到诸如断条、鲨鱼皮等缺陷，其改善效果有限。