[發(fā)明專利]一種熱塑性聚酯彈性體的擠出設(shè)備及其擠出加工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010555432.0
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102476440A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂勵耘;付常俊;陳學(xué)年
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: B29C47/08
• 分類號: B29C47/08;B29C47/60;B29C47/92;B29K67/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱塑性聚酯彈性體的擠出設(shè)備及其擠出加工方法。

背景技術(shù)

熱塑性聚酯彈性體是含有聚酯硬段和聚醚軟段的嵌段共聚物。其中聚醚軟段和未結(jié)晶的聚酯形成無定形相，聚酯硬段部分結(jié)晶形成結(jié)晶微區(qū)，起物理交聯(lián)點(diǎn)的作用。這種熱塑性聚酯彈性體簡稱TPEE(Thermoplastic?Elastomer?Ether-ester)。TPEE具有橡膠的彈性和工程塑料的強(qiáng)度，軟段賦予它彈性，使它像橡膠；硬段賦予它加工性能，使它像塑料。與橡膠相比，它具有更好的加工性能和更長的使用壽命；與工程塑料相比，它同樣具有強(qiáng)度高的特點(diǎn)，而柔韌性和動態(tài)力學(xué)性能更好。TPEE具有高強(qiáng)度、高彈性、耐油、耐酸堿、耐高溫、耐輻射，動態(tài)力學(xué)性能特優(yōu)等特性，使用溫度范圍很寬，為-55℃～+150℃，硬度范圍30-75D。根據(jù)分子量的不同可分為注塑級、擠出級、吹塑級和改性級等。

最初的研究開發(fā)TPEE的目的是為了紡織工業(yè)制備高彈性纖維。但現(xiàn)在TPEE已成為不可替代的高性能新型彈性體材料，逐步應(yīng)用于汽車安全氣囊展開門、工業(yè)車輪、消防膠管內(nèi)層膠、汽車防塵罩、滑雪靴底和電子電纜等領(lǐng)域。為適應(yīng)市場需求，擴(kuò)寬應(yīng)用領(lǐng)域，需要對這種熱塑聚酯彈性體進(jìn)行改性，開發(fā)耐熱、阻燃和玻纖增強(qiáng)等產(chǎn)品。但在對TPEE進(jìn)行擠出改性的過程中，容易發(fā)生凝膠現(xiàn)象，這與TPEE的結(jié)構(gòu)有關(guān)。TPEE分子中含有較多的強(qiáng)極性基團(tuán)，如酯基和醚基等，這些基團(tuán)分子間存在著強(qiáng)的作用力和氫鍵形成物理交聯(lián)，這些物理交聯(lián)遇熱、空氣和水等溶劑的共同作用下呈可逆性的“連接點(diǎn)”，這些連接點(diǎn)不是化學(xué)交聯(lián)，但起著化學(xué)交聯(lián)的作用。這些點(diǎn)被稱為凝膠。如果在擠出加工過程中出現(xiàn)凝膠，在材料的后續(xù)使用中就會出現(xiàn)問題。比如在注塑的過程中，如果這些凝膠遷移到制品表面，就會產(chǎn)生類似麻點(diǎn)的小突起。特別是在一些薄壁制品中，這些凝膠不但會產(chǎn)生小突起，還會引起表面破洞等現(xiàn)象。

擠出機(jī)主機(jī)一般由擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)三部分組成。擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭、和模具，塑料通過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所建立壓力下，被螺桿連續(xù)的擠出機(jī)頭；傳動系統(tǒng)的作用是驅(qū)動螺桿，供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速，通常由電動機(jī)、減速器和軸承等組成；而加熱冷卻系統(tǒng)是塑料擠出過程能夠進(jìn)行的必要條件。擠出機(jī)工作時可分為輸送段、壓縮段和計(jì)量段。從料口最后一道螺紋開始叫輸送段，物料在此處要求不能塑化，但要預(yù)熱、受壓擠實(shí)。壓縮段的螺槽體積由大逐漸變小，并且溫度要達(dá)到物料塑化程度，此處將物料根據(jù)一定的壓縮比進(jìn)行壓縮塑化，然后送到第三段。第三段是計(jì)量段，此處物料保持塑化溫度，只是像計(jì)量泵那樣準(zhǔn)確、定量輸送熔體物料，以供給機(jī)頭，此時溫度不能低于塑化溫度，一般略高點(diǎn)。由于一般擠出機(jī)的料斗是敞開的，料口和輸送段之間也直接與空氣接觸，物料從料口加入后攜帶著一些空氣和水分，在輸送段這些空氣和水分是和物料共存的，到壓縮段時由于螺桿剪切力變大，溫度升高，會將一些氣體從排氣口排出，但每種物料都有一個合適的壓縮比，氣體不可能完全排出，仍會有一部分氣體留在物料內(nèi)通過計(jì)量段到達(dá)出料口。在這種空氣、水和熱共同作用的情況下生產(chǎn)熱塑彈性體時會產(chǎn)生凝膠。

現(xiàn)有熱塑性聚酯彈性體的加工方法一般和普通塑料或者工程塑料的類似，如專利CN101608056A中所述，只對擠出機(jī)的溫度和螺桿轉(zhuǎn)速等進(jìn)行了限定。目前一些廠家的熱塑性聚酯彈性體的產(chǎn)品宣傳資料上推薦的加工方法也僅是對螺桿類型、長徑比、壓縮比和溫度設(shè)定等進(jìn)行設(shè)定。熱塑性聚酯彈性體在這樣的方法下擠出時，空氣會隨原料進(jìn)入螺桿內(nèi)部，進(jìn)而形成空氣、水和熱的共同作用并生產(chǎn)凝膠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的就是提供了一種用于熱塑性聚酯彈性體的改性加工用的螺桿擠出設(shè)備。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種用上述的擠出設(shè)備對熱塑性聚酯彈性體進(jìn)行擠出加工的方法，以防止或者減少加工過程中凝膠的產(chǎn)生。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種用于熱塑性聚酯彈性體改性加工用的螺桿擠出設(shè)備，該擠出設(shè)備采用的是擠出機(jī)，擠出機(jī)的擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料口、機(jī)頭，還包括一個氮?dú)獗４嫜b置，氮?dú)獗４嫜b置與擠出機(jī)的加料口是以一個軟管進(jìn)行連接的，軟管上安裝有分壓調(diào)節(jié)閥。