[發明專利]一種高黏度材料的熔融擠出-流/壓延成型方法及裝置

有效

• 申請號: 201811036013.9
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109228220B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 張桂珍;瞿金平
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B29C48/07
• 分類號: B29C48/07;B29C48/025;B29L7/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 謝靜娜

本發明公開一種高黏度材料的熔融擠出?流/壓延成型方法及裝置，其方法是先利用柱塞桿往復運動產生的擠壓作用力將物料送至拉伸組件內；利用拉伸組件中拉伸流道徑向截面面積的周期性變化，使拉伸組件對通過的物料產生拉伸作用力，進行高效熔融塑化運輸和分散混合；隨后利用模頭中均化流道的逐漸扁平化，完成物料的均化分散和擠出。其裝置包括依次連接的料筒、套筒和模頭，料筒內設有柱塞桿，柱塞桿與料筒的內壁之間形成擠壓流道，套筒內設有拉伸組件，拉伸組件中拉伸流道的徑向截面面積呈周期性的放大縮小變化或曲折變化，模頭中均化流道的徑向截面逐漸趨向扁平化。本發明利用擠壓作用和拉伸作用的結合，可有效提高高黏度、流動性差的聚合物的加工效率。

技術領域

本發明涉及高分子材料加工技術領域，特別涉及一種高黏度材料的熔融擠出-流/壓延成型方法及裝置。

背景技術

高分子材料加工成型是一種高分子材料在外力場作用下發生形變，獲得所需要的產品的過程，其加工方法與設備在很大程度上決定了產品的性能。壓延與流延技術是生產聚合物薄膜與片材的主要方法。傳統的生產方法主要是通過螺桿擠出機或其他設備將高分子材料加熱塑化并進行共混，隨后通過衣架式、T型或燕尾式流延模頭進行流延，或使其通過若干平行轉動的輥筒之間的間隙，對材料進行擠壓和延展，由此制成表面光潔度較好的薄膜或片材。

在聚合物加工過程中，物料流動形態主要包括剪切流動與拉伸流動。在傳統的螺桿加工過程中，物料的速度梯度方向與流動方向垂直，混合塑化過程受到剪切形變支配，因此存在熱機械歷程長、能耗高、設備體積及重量大、混合混煉效果差、物料體系適應性差等缺點。與之相比，基于拉伸流場的高分子材料加工方法具有物料特性依賴小、塑化輸送效率高、節能降耗等優點。

高黏度材料制成的制品具有優越的使用性能，如被稱為“塑料王”的聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、高填充聚合物復合體系等，其具有無色、無毒、耐高低溫范圍寬、化學惰性和摩擦因數小等多種優異性能。但同時由于其高黏度，此類材料的線膨脹系數較大，尺寸穩定性差，熱導率低，耐蠕變性差，耐磨損性差、成型和二次加工困難，因此限制了其實用化和功能化。若能將拉伸流場應用到材料的塑化混合加工過程，則可以有效提高此類高黏度、流動性差的聚合物的加工效率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高黏度材料的熔融擠出-流/壓延成型方法，該方法利用擠壓作用和拉伸作用的結合，可有效提高高黏度、流動性差的聚合物的加工效率。

本發明的另一目的在于提供一種用于實現上述方法的高黏度材料的熔融擠出-流/壓延成型裝置。

本發明的技術方案為：一種高黏度材料的熔融擠出-流/壓延成型方法，先利用柱塞桿往復運動產生的擠壓作用力將物料送至拉伸組件內；然后利用拉伸組件中拉伸流道徑向截面面積的周期性變化，使拉伸組件對通過的物料產生拉伸作用力，從而對物料進行高效熔融塑化運輸和分散混合；隨后物料進入模頭，利用模頭中均化流道的逐漸扁平化，完成物料的均化分散和擠出。

所述柱塞桿處形成擠壓作用區域，拉伸組件處形成拉伸作用區域，模頭處形成均化區域，擠壓作用區域、拉伸作用區域和均化區域依次連通。

本發明一種高黏度材料的熔融擠出-流/壓延成型裝置，包括依次連接的料筒、套筒和模頭，料筒內設有柱塞桿，柱塞桿與料筒的內壁之間形成擠壓流道(該流道即為擠壓作用區域)，套筒內設有拉伸組件，拉伸組件中拉伸流道的徑向截面面積呈周期性的放大縮小變化或曲折變化，模頭中均化流道的徑向截面逐漸趨向扁平化。

所述料筒上設有進料斗，進料斗的出口端與擠壓作用區域連通。

所述拉伸組件包括依次連接的若干個拉伸模塊，各拉伸模塊的內腔均為光滑面，且各拉伸模塊的內腔光滑連接形成徑向截面呈周期性變化的拉伸流道，該流道即為拉伸作用區域。

所述拉伸模塊的內腔在軸線方向上呈圓錐形，拉伸流道的徑向截面形狀呈圓形，相鄰兩個拉伸模塊之間呈鏡像對稱設置。