專利名稱：一種塑料或橡膠母粒制造的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于塑料與橡膠材料的混合、塑化造粒技術(shù)，特別是一種塑料或橡膠母粒
制造的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)塑料母粒的混合、塑化與造粒是先將母粒配方中的各種組份放入可升溫 的高速混合機(jī)中先充分混合分散，并使其中的物料被加熱升至一定的溫度，然后再將這種 物料加入單螺桿或雙螺桿密閉式混煉機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步混合并完成塑化過程，然后塑化好的 物料通過裝在混煉機(jī)機(jī)頭的擠出孔擠出成條，該塑料條通過另一臺切粒刀切成塑料顆粒。 該方法屬于一種半連續(xù)半間斷的生產(chǎn)方法，既先用混合機(jī)進(jìn)行混合升溫，再用螺桿混煉機(jī) 進(jìn)行塑化，最后用外置切粒刀進(jìn)行切粒。 另外對于熱敏性成份的熱敏塑料在密閉的雙螺桿混煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行高溫混煉塑化，易 發(fā)生安全事故。 現(xiàn)傳統(tǒng)工藝中的另一種方法是，先采用混合機(jī)將塑料或橡膠中組份進(jìn)行初步混合 與分散，再采用敞開式雙輥壓延機(jī)(平輥或帶簡易溝槽的槽輥)上用人工進(jìn)行切粒。該方 法間斷，工人勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，工人長期在高溫環(huán)境下工作，對工人健康影響很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種塑料或橡膠母粒制造的方法及其裝置，以使塑料或橡 膠等的生產(chǎn)在同一臺裝置上實(shí)現(xiàn)軟化、混合、塑化、造粒等過程連續(xù)化，并提高產(chǎn)品質(zhì)量、安 全性和生產(chǎn)效率。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種塑料或橡膠母粒制造的方法，連續(xù)進(jìn)行以下 步驟 第一步，將塑料或橡膠原料加入到工作輥的進(jìn)料端上，通過調(diào)整電加熱裝置的溫
度按不同的溫度段加熱連續(xù)運(yùn)動的工作輥與被動輥來軟化塑料或橡膠； 第二步，使工作輥與被動輥?zhàn)鞑钏龠\(yùn)動，邊混合邊軟化塑料或橡膠； 第三步，混合、融化過程中的塑料或橡膠在工作輥和被動輥表面上的螺旋槽中作
推進(jìn)輸送運(yùn)動，兩輥間距調(diào)整為1 5mm，使塑料或橡膠在兩輥間受到剪切壓延和塑化； 第四步，剪切壓延和塑化后的塑料或橡膠經(jīng)過位于兩輥筒的出料端的塑料或橡膠
成型及切斷器，造粒成符合要求直徑的母粒。 —種實(shí)現(xiàn)上述的塑料或橡膠母粒制造方法的裝置，包括能連續(xù)運(yùn)動的兩個(gè)輥筒， 一個(gè)為工作輥，另一個(gè)為被動輥，工作輥與被動輥的軸心線平行；工作輥與被動輥表面上設(shè) 置螺旋槽，兩個(gè)輥筒的出料端設(shè)置母粒成型及切斷器；兩個(gè)輥筒內(nèi)設(shè)置電加熱裝置；控制 被動輥后退和前移的止退裝置連接在被動輥上。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)(l)生產(chǎn)連續(xù)，生產(chǎn)效率提高0.5 2 倍；(2)設(shè)備上設(shè)置有溫度監(jiān)控與兩輥快退系統(tǒng)，因而生產(chǎn)安全性大大提高，特別適用于熱
3敏性塑料加工；(3)設(shè)備只需一臺，工房面積減少30% 50%，操作人員減少50%;(4)設(shè)備
上設(shè)置對兩輥間物料的壓力連續(xù)監(jiān)測與控制，確保了兩輥間塑料或橡膠塑化過程的均一性
與穩(wěn)定性，因而使產(chǎn)品質(zhì)量均勻性大大提高。(5)輥面設(shè)置有兩個(gè)或三個(gè)溫度段，有效的保
證了塑化過程的完成，同時(shí)又避免了塑料中各組份長時(shí)間受高溫、高壓作用而引起的分解，
進(jìn)而影響塑料的力學(xué)與其它性能。 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明塑料或橡膠母粒制造方法的流程圖。
圖2是本發(fā)明塑料或橡膠母粒制造裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖，本發(fā)明塑料或橡膠母粒制造方法，連續(xù)進(jìn)行以下步驟
第一步，將塑料或橡膠加入到工作輥1的進(jìn)料端上，通過調(diào)整電加熱裝置9、10、11 的溫度按不同的溫度段加熱連續(xù)運(yùn)動的工作輥1與被動輥2來軟化塑料或橡膠。其中，被動 輥電加熱裝置9加熱被動輥2并使其溫度恒定(根據(jù)塑料設(shè)置不同的溫度)，如70 95°C; 工作輥電加熱裝置10、11將工作輥1的分為兩個(gè)或三個(gè)溫度段。如三個(gè)溫度段，工作輥1 的進(jìn)料端為高溫段3，該高溫段3高溫段表面溫度設(shè)置為135 20(TC，該高溫段大于或等 于全輥長的1/3 ;工作輥1的中間段為中溫段4，中溫段表面溫度設(shè)置為120 135°C，中溫 段小于或等于全輥長的1/3 ;工作輥1的出料端為低溫段5，低溫段表面溫度設(shè)置為100 12(TC。如兩個(gè)溫度段，工作輥1的進(jìn)料端為高溫段3，該高溫段3高溫段表面溫度設(shè)置為 135 20(TC，該高溫段大于或等于全輥長的1/2 ;工作輥1的出料端為低溫段5，低溫段表 面溫度設(shè)置為120 135°C。 第二步，使工作輥1與被動輥2作差速運(yùn)動，邊混合邊軟化塑料或橡膠；兩輥筒轉(zhuǎn) 速為差速運(yùn)動，工作輥1與被動輥2轉(zhuǎn)速速比可以為1 : 1.01 1 : 2.0。
第三步，混合、融化過程中的塑料或橡膠在工作輥1和被動輥2表面上的螺旋槽中 作推進(jìn)輸送運(yùn)動，兩輥間距調(diào)整為1 5mm，使塑料或橡膠在兩輥間受到剪切壓延和塑化；
第四步，剪切壓延和塑化后的塑料或橡膠經(jīng)過位于兩輥筒的出料端的塑料或橡膠 成型及切斷器6，造粒成符合要求直徑的母粒； 第五步，造粒結(jié)束后，止退裝置12、13控制被動輥2立即后退到安全距離。
實(shí)施例1 :本發(fā)明塑料母粒制造方法是在同一臺機(jī)器上實(shí)現(xiàn)熱塑性塑料及橡膠等 原料組份被升溫、混合、塑化、造粒的連續(xù)運(yùn)動。因此，對輥筒的表面溫度、加料速度、輥筒的 轉(zhuǎn)速都有要求。如將被動輥2溫度設(shè)置為70°C ，并使其恒定，工作輥1表面溫度高溫段、中溫 段、低溫段分別為135 200°C、120 135°C、100 120。C，如155°C 、 130°C 、 115°C ，工作輥 1與被動輥2的轉(zhuǎn)速比可以為1 : 1. 01 1 : 2. O，如50 : 40(rpm)。如將產(chǎn)量75kg/h的 聚乙烯PE、聚苯乙烯PP或聚氯乙烯PVC或它們的混合物連續(xù)加入輥筒高溫入料端兩輥間， 物料在螺旋的作用下從高溫段推向中溫段及低溫段，最后通過成型及切斷器6成①3X 3小 粒。物料在兩輥間成薄片，在高溫及兩螺旋輥?zhàn)饔孟卤簧郎?、混合、剪切塑化并造粒。升溫?混合、剪切塑化、造粒全過程在同一臺機(jī)器上僅3 6分鐘全部完成，獲得了塑化良好，質(zhì)量均一的塑料母粒。 實(shí)施例2 :本發(fā)明橡膠母粒制造方法中，如將被動輥2溫度設(shè)置為95°C，并使其恒 定，工作輥1表面溫度高溫段、低溫段分別為135 200°C、120 135t:，如高溫段、低溫段 分別設(shè)置為17(TC、125t:，工作輥l與被動輥2的轉(zhuǎn)速比可以為1 : 1.01 1 : 2.0，如轉(zhuǎn) 速70 : 60(rpm)。如將產(chǎn)量85kg/h的聚硫或丁晴橡膠連續(xù)加入輥筒高溫入料端兩輥間，在 雙螺旋槽輥連續(xù)運(yùn)動的作用下，物料均勻粘附于工作輥1表面，并在螺旋槽的推動下從入 料端均勻地向出料端推進(jìn)，在兩槽輥強(qiáng)剪切力的作用下，物料在同一臺機(jī)器上連續(xù)完成升 溫、混合與塑化過程，最后通過成形孔，經(jīng)切粒刀切成小粒排出機(jī)外。整個(gè)升溫、混合、塑化 造粒過程只需4 7分鐘完成，取代了傳統(tǒng)工藝需數(shù)小時(shí)才能完成的升溫、混合、塑化及造 粒過程。 實(shí)施例3 :本發(fā)明塑料或橡膠母粒制造裝置是在同一臺機(jī)器上的兩輥筒表面上實(shí) 現(xiàn)塑料及橡膠等被驅(qū)水、軟化、混合、塑化、造粒的連續(xù)運(yùn)動。因此，本發(fā)明是在同一臺機(jī)器 上設(shè)置能連續(xù)運(yùn)動的兩輥筒一個(gè)為工作輥1，另一個(gè)為被動輥2，工作輥1與被動輥2之間 有一定間距，且兩輥筒的軸心線平行；工作輥1與被動輥2表面上設(shè)置螺旋槽，以便使物料 能在螺旋槽推動下沿兩輥面運(yùn)動；兩輥筒的出料端設(shè)置母粒成型及母粒切斷器6，這是為 了連續(xù)造粒，該成型及切斷器6能控制成型顆粒的大小。被動輥電加熱裝置9加熱被動輥 2并使其溫度恒定(根據(jù)塑料設(shè)置不同的溫度)；工作輥電加熱裝置10、11將工作輥1的分 為兩個(gè)或三個(gè)溫度段。對于塑料與橡膠設(shè)計(jì)成電加熱，該加熱裝置9、10、11使兩輥筒表面 加熱到所需的溫度及分布，使兩輥筒表面具有不同的溫度，以利于塑料與橡膠原料始終粘 附于工作輥l表面，便于后部連續(xù)造粒。加熱裝置9、10、11的引線14與電源連接。被動輥 的表面溫度為固定溫度，并低于工作輥的表面溫度?？刂票粍虞?后退和前移的止退裝置 12、 13連接在被動輥2上。兩輥筒通過傳動裝置7、8可采用防爆電機(jī)驅(qū)動，也可采用液壓馬 達(dá)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)動的驅(qū)動。 將工作輥1與被動輥2表面上的螺旋槽分別設(shè)置為一定角度、形狀和深度的溝槽， 以便在兩輥運(yùn)動過程中產(chǎn)生強(qiáng)剪切力，強(qiáng)化對物料的塑化作用，并起到輸送物料的作用。其 中工作輥1表面即粘料輥為U形槽，寬X深可以為0. 1 lOOmmXO. 1 100mm，螺旋角可 以為5° 60° ，右旋，選取寬X深為5X10mm;被動輥2即固定輥表面開V形槽，深可以 為0. 1 100mm，角度可以為5 89° ，螺旋角可以為1 89。，左旋，選取深為3mm，角度 68° ，螺旋角為30。。 為了強(qiáng)化兩輥面對物料的剪切、擠壓、塑化，兩輥筒的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)成具有一定的差 速，兩輥筒應(yīng)設(shè)計(jì)有止退裝置12、13，使兩輥對其中的物料有設(shè)定的擠壓力。該止退裝置 12、 13為液壓止退系統(tǒng)，它與與被動輥2連接，當(dāng)溫度超過設(shè)定的值時(shí)，被動輥2自動后退； 當(dāng)工作時(shí)，止退裝置12、13使被動輥2前移與工作輥1保持適當(dāng)?shù)拈g距。兩輥筒表面上設(shè) 置溫度監(jiān)控器，該溫度監(jiān)控器與控制臺連接，所述的控制臺與止退裝置12、13連接。當(dāng)超 過臨界溫度，如遠(yuǎn)紅外監(jiān)控器通過控制臺控制止退裝置12、13，止退裝置12、13立即停車退 輥，停止加料。 實(shí)施例4 :將工作輥1與被動輥2兩輥筒的表面分別設(shè)置螺旋形U形槽與V形槽， 工作輥1的表面為U形槽，槽寬10mm，槽深4mm，螺旋角為52° ，右旋；被動輥2表面為V形 槽，槽深4mm，螺旋角為40。，左旋，工作輥1與被動輥2的速比為1. 25 : l，工作輥l表面溫度為135t:，被動輥2表面溫度為8(TC，其他條件同實(shí)施例1來混合與塑化生產(chǎn)聚硫橡 膠。 經(jīng)簡單混合后的聚硫橡膠從加料口加入雙槽輥的入料端，在雙螺旋槽輥連續(xù)運(yùn)動 的作用下，聚硫橡膠粉料均勻粘附于工作輥1表面，并在螺旋槽的推動下從入料端均勻地 連續(xù)向出料端推進(jìn)，在兩槽輥強(qiáng)剪切力的作用下，粉料在同一臺機(jī)器上連續(xù)完成混合與塑 化過程，最后通過成型孔經(jīng)切粒器6切成小粒排出機(jī)外。整個(gè)混合、塑化過程只需數(shù)分鐘完 成，取代了傳統(tǒng)工藝需數(shù)小時(shí)才能完成的混合、塑化過程。 實(shí)施例5 :將兩輥筒的表面分別設(shè)置螺旋形U形槽與V形槽，工作輥1的表面為U 形槽，深為8mm，寬為8mm，螺旋角為27° ，右旋；被動輥2表面為V形槽，深為9mm，角度為 60° ，左旋。工作輥1與被動輥2的速比為1.55 : l，工作輥l表面溫度為20(TC，被動輥 2表面溫度為9(TC，其他條件同實(shí)施例1來混合與塑化生產(chǎn)聚乙烯塑料。
經(jīng)簡單混合后的聚乙烯粉料從加料口加入雙槽輥的入料端，在雙螺旋槽輥連續(xù)運(yùn) 動的作用下，聚乙烯粉料被混合、塑化并粘附于工作輥1表面，在螺旋槽的推動下，塑料連 續(xù)地從入料端向出料端推進(jìn)，在兩槽輥強(qiáng)剪切力的作用下，聚乙烯塑料在同一臺機(jī)器上連 續(xù)完成混合與塑化過程，最后經(jīng)成形孔成型并經(jīng)切粒器切成小粒排出機(jī)外。整個(gè)塑化混合 過程只需數(shù)分鐘完成，取代了傳統(tǒng)工藝所采取的間斷混合與塑化造粒方法。
權(quán)利要求
一種塑料或橡膠母粒制造的方法，其特征在于連續(xù)進(jìn)行以下步驟第一步，將塑料或橡膠原料加入到工作輥[1]的進(jìn)料端上，通過調(diào)整電加熱裝置[10、11、9]的溫度按不同的溫度段加熱連續(xù)運(yùn)動的工作輥[1]與被動輥[2]來軟化塑料或橡膠；第二步，使工作輥[1]與被動輥[2]作差速運(yùn)動，邊混合邊軟化塑料或橡膠；第三步，混合、融化過程中的塑料或橡膠在工作輥[1]和被動輥[2]表面上的螺旋槽中作推進(jìn)輸送運(yùn)動，兩輥間距調(diào)整為1～5mm，使塑料或橡膠在兩輥間受到剪切壓延和塑化；第四步，剪切壓延和塑化后的塑料或橡膠經(jīng)過位于兩輥筒的出料端的塑料或橡膠成型及切斷器[6]，造粒成符合要求直徑的母粒。
2. —種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的塑料或橡膠母粒制造方法的裝置，其特征在于包括能 連續(xù)運(yùn)動的兩個(gè)輥筒，一個(gè)為工作輥[l]，另一個(gè)為被動輥[2]，工作輥[1]與被動輥[2]的 軸心線平行；工作輥[1]與被動輥[2]表面上設(shè)置螺旋槽，兩個(gè)輥筒的出料端設(shè)置母粒成型 及切斷器[6];兩個(gè)輥筒內(nèi)設(shè)置電加熱裝置[9、10、11];控制被動輥[2]后退和前移的止退 裝置[12、 13]連接在被動輥[2]上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料或橡膠母粒制造裝置，其特征在于；被動輥電加熱裝置 [9]加熱被動輥[2]并使其溫度恒定；工作輥電加熱裝置[10、11]將工作輥[1]的分為兩 個(gè)或三個(gè)溫度段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的塑料或橡膠母粒制造裝置，其特征在于在軟化、剪切壓延 塑化時(shí)，工作輥[1]的進(jìn)料端為高溫段[3]，該高溫段[3]高溫段表面溫度設(shè)置為135 20(TC，該高溫段大于或等于全輥長的1/3 ;工作輥[1]的中間段為中溫段[4]，中溫段表面 溫度設(shè)置為120 135°C，中溫段小于或等于全輥長的1/3 ;工作輥[1]的出料端為低溫段 [5]，低溫段表面溫度設(shè)置為100 120°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的塑料或橡膠母粒制造裝置，其特征在于在軟化、剪切壓延 塑化時(shí)，工作輥[1]的進(jìn)料端為高溫段[3]，該高溫段[3]高溫段表面溫度設(shè)置為135 20(TC，該高溫段大于或等于全輥長的1/2 ;工作輥[1]的出料端為低溫段[5]，低溫段表面 溫度設(shè)置為120 135°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑料或橡膠母粒制造裝置，其特征在于工作輥[1]表面上設(shè) 置成U形螺旋槽，U形槽的寬X深為0. 1 lOOmmXO. 1 100mm，螺旋角1 89° ，右旋； 被動輥[2]表面上設(shè)置成V形螺旋槽，V形槽深度為0. 1 100mm，角度5 89° ，螺旋角 1 89° ，左旋。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑料或橡膠母粒制造裝置，其特征在于兩輥筒轉(zhuǎn)速為差速運(yùn) 動，工作輥[1]與被動輥[2]轉(zhuǎn)速速比為1 : 1. 01 1 : 2. 0。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑料或橡膠母粒制造裝置，其特征在于兩輥筒表面上設(shè)置當(dāng) 超過臨界溫度會立即停車退輥的溫度監(jiān)控器，該溫度監(jiān)控器與控制臺連接，所述的控制臺 與止退裝置[12、13]連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑料或橡膠母粒制造裝置，其特征在于工作輥[1]與被動輥 [2]間距調(diào)整為1 5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塑料或橡膠母粒制造的方法及其裝置，即將塑料或橡膠加入到工作輥的進(jìn)料端上，通過調(diào)整電加熱裝置按不同的溫度段加熱連續(xù)運(yùn)動的工作輥與被動輥來軟化塑料或橡膠；使工作輥與被動輥?zhàn)鞑钏龠\(yùn)動，邊混合邊軟化塑料或橡膠；混合、軟化過程中的電加熱裝置在工作輥和被動輥表面上的螺旋槽中作推進(jìn)輸送運(yùn)動，使電加熱裝置在兩輥間受到剪切壓延和塑化；剪切壓延和塑化后的電加熱裝置經(jīng)過位于兩輥筒的出料端的母粒成型及切斷器，造粒成符合要求直徑的顆粒，止退裝置控制被動輥立即后退到安全距離。本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為生產(chǎn)連續(xù)，生產(chǎn)效率提高2～5倍；生產(chǎn)安全性顯著提高；產(chǎn)品質(zhì)量均勻性高。
文檔編號B29B9/02GK101745996SQ20081024391
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者劉宏英, 姜煒, 李鳳生, 鄧國棟, 郭效德 申請人:南京理工大學(xué)