[發(fā)明專利]一種強剪切擠出機的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710098143.4
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106863746B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳占春;王飛;李紅
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: B29C48/505
• 分類號: B29C48/505;B29C48/68
• 代理公司: 太原倍智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

一種強剪切擠出機的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)是在料筒內(nèi)壁開有內(nèi)齒結(jié)構(gòu)，在螺桿與料筒內(nèi)齒配合處未設(shè)置螺棱結(jié)構(gòu)，在強剪切段的螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)進行物料的輸送和強剪切。本發(fā)明通過螺桿旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)螺桿螺棱斷面與料筒內(nèi)齒端面間的相對運動，實現(xiàn)了高分子鏈輸送速度矢量變化，達到了對輸送物料的強力剪切。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種擠出機的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)，尤其是一種用于高分子聚合物改性的強剪切擠出機的料筒與螺桿結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

高分子聚合物是當(dāng)今不可或缺的材料，而用于特殊用途的改性高分子聚合物也越來越被市場需要。在改性高分子聚合物中，熱熔膠是一種無毒無味，在加熱后有流動性的熱粘膠，它因粘結(jié)強度高、固化速度快而被廣泛使用。目前，為了實現(xiàn)金屬與非金屬的粘接，接枝馬來酸酐的聚烯烴熱溶膠被生產(chǎn)出來。但現(xiàn)有的生產(chǎn)方法是用過氧化物引發(fā)高分子斷鏈，從而接枝上馬來酸酐來實現(xiàn)的。這種斷鏈方式會造成熱熔膠性能的缺陷，因此一種新型的強剪切力化學(xué)反映裝置被構(gòu)想出來。

公開號為CN113054A公開了一種“力化學(xué)反應(yīng)器”。其借鑒了中國傳統(tǒng)石磨與磨盤的原理，設(shè)計了可用于聚合物和填料的粉碎、混合、及力化學(xué)反應(yīng)的磨盤形力化學(xué)反應(yīng)器。該反應(yīng)器在物料加工過程中可提供較大的擠壓和剪切力，使物料受到各個方面的應(yīng)力而破碎。實現(xiàn)了在力場技術(shù)下制備具有特殊功能和高性能的新材料。但由于該裝置中磨盤半徑的限制，磨盤轉(zhuǎn)速受限，剪切行程有限，因此對物料的剪切效果有限。北京化工大學(xué)研制的CPJ75/135II串聯(lián)式磨盤擠出機，利用與磨盤相似的原理，將大磨盤變?yōu)樾∧ケP且串聯(lián)起來，獲得了更好的基礎(chǔ)效果，主要用于制取特殊高分子合金材料和高填充物料。

發(fā)明人先前申報的公開號為CN10356682A和CN104890215A的強剪切力化學(xué)反應(yīng)器結(jié)合了“磨盤”結(jié)構(gòu)和螺桿的“螺旋”結(jié)構(gòu),進一步提高了高分子聚合物熱熔膠產(chǎn)品的性能，實現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)。這種“螺旋式”剪切結(jié)構(gòu)增加了物料流的剪切行程，使剪切更充分。但上述剪切結(jié)構(gòu)對某些高分子材料進行擠出加工時，還存在接枝反應(yīng)不充分，接枝率低等問題。

在通過力化學(xué)反應(yīng)對高分子聚合物接枝改性時，最主要是實現(xiàn)高分子鏈的斷裂，從而需要很強的剪切力，而高分子鏈只有在受很大的速度梯度時才能實現(xiàn)較強的剪切效果。因此，本發(fā)明根據(jù)剪切原理設(shè)計了一種新型的螺桿及料筒強剪切結(jié)構(gòu)。涉及到本發(fā)明中，螺桿螺棱斷面的旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于刀片旋轉(zhuǎn)，強剪切料筒的內(nèi)齒及其流道相當(dāng)于網(wǎng)柵，利用物料輸送過程中較大的速度變化梯度來實現(xiàn)強力剪切。通過加長螺桿的段數(shù)增加物料剪切的次數(shù)，通過改變螺桿螺棱頭數(shù)和料筒內(nèi)齒齒數(shù)改變物料受到剪切的比率，通過改變螺桿螺棱斷面與料筒內(nèi)齒端面的距離改變物料收到的剪切力大小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)較大剪切力，較高物料剪切率，并且能夠使物料在運送過程中充分反應(yīng)以實現(xiàn)接枝改性的強剪切擠出機的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的具體任務(wù)通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種強剪切擠出機的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)，包括螺桿螺棱和料筒螺槽結(jié)構(gòu)；其特征在于：所述螺桿螺棱是螺旋線型結(jié)構(gòu)，所沿軸向方向每60mm被20mm寬的料筒內(nèi)齒間隔一次；所述料筒螺槽是螺線型或直線型結(jié)構(gòu)，所沿軸線方向每60.25mm被19.5mm長的內(nèi)齒隔斷一次；所述螺桿螺棱和料筒螺槽的頭數(shù)均為10，寬度分別為3mm和4mm，螺桿螺棱的高度與料筒螺槽的深度分別為4mm和2mm；若料筒開設(shè)螺旋槽，則料筒螺槽與螺桿螺棱的旋轉(zhuǎn)方向相反，螺桿螺棱與料筒螺槽的斷面形狀均為等腰梯結(jié)構(gòu)；料筒外徑≥90mm。

進一步的附加技術(shù)特征如下。

所述強剪切擠出機的螺桿是由開設(shè)螺棱部分與料筒內(nèi)齒隔斷部分通過反向螺紋鏈接構(gòu)成。

所述料筒的內(nèi)壁開有斜齒時，斜齒的傾角為0度至30度，斜齒的旋向與螺桿螺棱的旋轉(zhuǎn)方向相反。

所述螺桿螺棱部分外，螺桿與料筒的內(nèi)齒部分構(gòu)成配合結(jié)構(gòu)，且配合間隙為0.2～0.3mm。