專利名稱：用于擠塑加工尼龍而無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料擠塑加工設(shè)備，特別涉及一種尼龍(聚酰胺PA)在加工前免去烘干處理、節(jié)能和成本低的用于擠塑加工尼龍而無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組合。
背景技術(shù)：
眾所周知，尼龍(聚酰胺PA)是一種高分子材料，是工程塑料中用量最多的品種之一，尼龍(聚酰胺PA)非常容易吸水受潮，在保存期間一般都使用阻隔水的材料包裝，通常情況下，尼龍(聚酰胺PA)在注塑或擠塑加工前都需要在大于100°C的高溫下進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)4 一 6 小時(shí)的烘干處理，使其含水量降低到0. 2%以下，否則就會(huì)發(fā)泡，嚴(yán)重影響材料力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種尼龍(聚酰胺PA)在加工前免去烘干處理，節(jié)能和成本低的用于擠塑加工尼龍而無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組
I=I O本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是它包括擠塑機(jī)， 其特征在于擠塑機(jī)上帶有兩根結(jié)構(gòu)相同的螺桿組合，螺桿包括花鍵軸、螺紋元件和捏合元件。螺紋元件和捏合元件的內(nèi)孔帶有與花鍵軸上的花鍵相對(duì)應(yīng)的花鍵槽，多個(gè)不同的螺紋元件和多個(gè)不同的捏合元件按順序排列套在花鍵軸上，花鍵軸的兩端將排列好的螺紋元件和捏合元件固定；兩根螺桿的轉(zhuǎn)向相同，裝配時(shí)，兩根螺桿相位相差90°相位角。本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案
所述的多個(gè)不同正、反向的螺紋元件是以X/Y、X/YSK和XAL表示，其中X表示螺紋元件的導(dǎo)程(單位為mm)，Y表示螺紋元件的長(zhǎng)度(單位為mm)，X/YSK中的SK是指螺紋元件 3的螺槽較深，螺槽底部有錐度，X/Y和X/YSK中X/Y表示螺紋元件為正向螺紋，X/YL表示螺紋元件為反向螺紋；
所述的以X/Y表示的多個(gè)不同的正、反向螺紋元件3中X/Y、X/YSK和XAL有各種不同的具體數(shù)據(jù)如
72/72SK, 72/36SK, 72/72,64/64, 56/56，44/44，其 XAL 表示的反向螺紋元件中有44/22L，mXX/Y或mXXAL表示規(guī)格相同的幾個(gè)正、反向螺紋元件，如2X72/36或 2X44/22L ；
所述的以α/η/Ζ表示的多個(gè)不同正、反向的捏合元件，α表示捏合元件的錯(cuò)位角，η 表示捏合塊的個(gè)數(shù)，Z表示整個(gè)捏合元件的長(zhǎng)度；α/η/Ζ表示正向捏合元件，α/η/ZL表示反向捏合元件，其具體數(shù)據(jù)為45°/5/56， 6074/44,45°/5/72，90°/5/56，反向捏合元件如45°/5/56L，mX α/η/Ζ或mX α/n/ZL表示規(guī)格相同的幾個(gè)正、反向捏合元件，如 2X4575/56 或 2X4575/56L ；
所述的每根螺桿一般分A固體輸送段、B熔融段、C混煉段、D排氣段和E均化段共5 段，其中
4A固體輸送段包括以下元件
56/56A，72/72，72/72SK，72/36SK, 64/64，56/56，44/44，44/44，44/44 ； B 熔融段元件排列如下45°/5/56，45°/5/56，60°/4/44，56/56，45°/5/56，45°/5/56，45°/ 5/56L, 44/44，
9075/56，44/22L ；
C 混煉段元件排列如下72/72, 72/72，56/56，44/44，44/44，45°/5/56，45°/5/56， 56/56，44/44，60°/4/44, 45°/5/72, 56/56，44/44 ,4575/56，90°/5/56, 44/44， 900/5/56，44/22L ；
D排氣段元件排列如下72/72，72/72 ；
E 均化(計(jì)量)段元件排列如下64/64, 56/56，56/56，44/44，44/44,44/44。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是因?yàn)閷?duì)尼龍(聚酰胺PA)擠塑加工時(shí)，免除了加工前對(duì)尼龍(聚酰胺PA)的烘干環(huán)節(jié)，在這種工藝條件下，尼龍(聚酰胺PA)不會(huì)發(fā)泡，力學(xué)性能良好，這種螺桿組合使尼龍(聚酰胺PA)中的水分得到充分揮發(fā)，保持尼龍的力學(xué)性能穩(wěn)定，而且節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。


圖1是螺桿整體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是螺紋元件的結(jié)構(gòu)示意圖3是捏合元件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是捏合和螺紋元件嚙合的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1 一圖4中1.螺桿，2.花鍵軸，3.螺紋元件，4.捏合元件， 5.花鍵槽，A.固體輸送段， B.熔融段，C.混煉段，D.排氣段， E.均化段。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下
如圖1 一圖3所示擠塑機(jī)上帶有兩根結(jié)構(gòu)相同的螺桿1組合，所述的螺桿1長(zhǎng)度為 2600mm,直徑為65mm，螺桿1包括花鍵軸2、螺紋元件3和捏合元件4，螺紋元件3和捏合元件4的內(nèi)孔帶有與花鍵軸2上的花鍵相對(duì)應(yīng)的花鍵槽5，螺紋元件3和捏合元件4按順序排列套在花鍵軸2上，兩根螺桿1的轉(zhuǎn)向相同，如圖4所示裝配時(shí)，兩根螺桿1相位相差90° 相位角；螺紋元件3為輸送元件，捏合元件4為剪切元件，螺紋元件3的描述通常為X/Y和 X/YSK, X表示螺紋元件3的導(dǎo)程(單位為mm)，Y表示螺紋元件3的長(zhǎng)度(單位為mm)，如 72/72SK,表示該螺紋元件3的導(dǎo)程為72mm，長(zhǎng)度為72mm，72/72SK中的SK是指螺紋元件3 的螺槽較深，螺槽底部有錐度，72/72則為普通的螺紋元件3 ；捏合元件4的描述通常為α / η/Ζ, α表示捏合元件4的錯(cuò)位角，η表示捏合塊的個(gè)數(shù)，Z表示整個(gè)捏合元件4的長(zhǎng)度；X/ Y表示螺紋元件3為正向螺紋，X/YL表示螺紋元件3為反向螺紋；α /η/Ζ表示正向捏合元件4，α /n/ZL表示反向捏合元件4 ；mXX/Y或者mX α /η/Ζ表示規(guī)格相同的幾個(gè)螺紋元件 3或捏合元件4 ；螺桿組合從螺桿1根部到螺桿1頭部如圖1所示從上至下螺紋元件3和捏合元件4 依次為(單位為mm)
56/56A，2X72/72SK，(9(是指螺紋元件3的螺槽較深，螺槽底部有一定的錐度，便于輸送高填充的物料；普通螺紋元件3螺槽底部是平整的；)72/36SK，64/64，64/64，56/56 ，44/44，44/44，44/44，45°/5/56，45°/5/56，60°/4/44，
56/56，4575/56，450/5/56，45°/5/56L, 44/44，90°/5/56, 44/22L, 72/72， 72/72，，56/56，44/44，44/44，450/5/56，450/5/56，56/56，44/44 ,60°/4/44 ，45°/5/72, 56/56，44/44，450/5/56，900/5/56，44/44，900/5/56，44/22L, 72/72， 72/72,64/64, 56/56， 56/56， 44/44， 44/44,44/44。操作時(shí)
①.螺紋元件3的使用
螺紋元件3分為正向和反向螺紋，正向螺紋主要用于物料的輸送，反向螺紋主要起增壓及物料的返混作用，螺紋元件3的幾何參數(shù)主要有導(dǎo)程及螺槽深度，可分為大、中、小導(dǎo)程；螺槽深度有深、中、淺之分，
大導(dǎo)程是指螺距為1. 5d d (d螺桿直徑)；小導(dǎo)程指螺距為0. 4d左右，隨著導(dǎo)程增加，螺桿擠出量增加，物料停留時(shí)間減少，混合效果降低；選用大導(dǎo)程螺紋的場(chǎng)合是以輸送為主，利于提高產(chǎn)量；
選用中導(dǎo)程螺紋場(chǎng)合是以輸送和增壓混合為主；
選用小導(dǎo)程螺紋的場(chǎng)合，一般是在螺紋元件3導(dǎo)程逐漸減小的組合上，用于A固體輸送段和E均化計(jì)量段，起到增壓，提高熔融；提高混合物的擠出穩(wěn)定性。
②.捏合元件4的使用
捏合元件4是雙螺桿擠出機(jī)的關(guān)鍵元件，其主要作用是提供強(qiáng)剪切力，物料通過捏合元件4的剪切作用實(shí)現(xiàn)高度分散，物料通過捏合區(qū)時(shí)，其界面與剪切方向不同，由于剪切力作用使物料不斷更新界面，使物料細(xì)化和均化。(1).方向有正向和反向一反向，對(duì)物料的輸送有阻礙作用，起到延長(zhǎng)時(shí)間，提高填充增大壓力和混煉效果的作用；
⑵.角度一般有“30°、45°、60°、90° ”之分，其作用與效果正向時(shí)，增大交錯(cuò)角，將降低輸送能力，延長(zhǎng)停留時(shí)間，提高混煉效果，但越易漏流；反向時(shí)，增大角度，將減少聚合物之有效限制，但越易漏流；
螺棱寬度一般有7mm、11mm、11. 2mm、14mm、19mm等等，這是衡量剪切大小和混合大小的一個(gè)最重要參數(shù)之一，寬度越大剪切越大混合越小；寬度越小剪切越小混合越大。雙螺桿擠出機(jī)的螺桿1可分為5個(gè)區(qū)段:A固體輸送段、B熔融段、C混煉段、D排氣段與E均化段。螺桿1的分段及其功能
1. A固體輸送段主要是輸送物料和防止溢料；固體輸送段包括以下元件56/56A ，72/72，72/72SK，72/36SK, 64/64，56/56，44/44，44/44，44/44，
在A固體輸送段，由于聚合物原料形態(tài)差異，填充劑或添加劑不同，要求此區(qū)段有較大的容料空間以適應(yīng)加料量的調(diào)整，防止物料在喂料口堆積產(chǎn)生溢料；其方式有兩種，一種是采用深槽正向螺紋，另一種是采用中等螺槽大導(dǎo)程正向螺紋；固體輸送區(qū)除了輸送功能外還可將松散的粉狀物料壓實(shí)或提高粒狀物料在螺桿中的充滿度，以促進(jìn)物料在下一區(qū)的熔融塑化；因此，此區(qū)的螺槽容積變化因由大到小，其螺紋的導(dǎo)程由大到小漸變，本發(fā)明采用的是中等螺槽大導(dǎo)程正向螺紋；
2.B熔融段通過熱傳遞和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化；B熔融段元件排列如下 450/5/56，4575/56，60°/4/44, 56/56，450/5/56，450/5/56，45°/5/56L, 44/44，
9075/56, 44/22L，在此區(qū)段，物料經(jīng)輸送區(qū)受到一定的壓縮后開始熔融，并發(fā)生混合， 使物料熔融的熱源有兩種來源，一是機(jī)筒加熱提供的外加熱，另一個(gè)是螺桿的剪切熱，螺桿的剪切熱是依靠該區(qū)元件產(chǎn)生的高剪切作用而產(chǎn)生的，在此區(qū)因設(shè)置捏合元件4、反向螺紋或大導(dǎo)程螺紋元件3 ；
3.C混煉段，使物料組分尺寸進(jìn)一步細(xì)化與均勻，形成理想的結(jié)構(gòu)，C混煉段元件排列如下
72/72，72/72，56/56，44/44，44/44，450/5/56，450/5/56，56/56，44/44 ，6074/44，45°/5/72, 56/56，44/44，45°/5/56，90°/5/56，44/44，90°/5/56，44/22L，物料經(jīng)熔融過程后處于融化狀態(tài)，共混體系各組分之間的混合從熔融開始就已經(jīng)混合，分散相聚合物尺寸發(fā)生進(jìn)一步急劇變化，從初級(jí)毫米級(jí)的宏觀粒子到熔融結(jié)束時(shí)的微米級(jí)，而混合區(qū)的作用就是將組分進(jìn)一步的細(xì)化和均化，因此，該區(qū)的元件組合以捏合元件4為主體，螺紋元件3為輔組成高剪切捏合區(qū)；
4.D排氣段排出水汽和低分子量物質(zhì)等雜質(zhì)；D排氣段元件排列如下
72/72，72/72，排氣區(qū)的物料流動(dòng)特征是完全熔融狀態(tài)的物料經(jīng)壓縮后突然減壓，可揮發(fā)性物料在真空條件下迅速揮發(fā)，脫離熔體，在緊鄰排氣區(qū)開始位置設(shè)置反螺紋元件3 或反向捏合元件4，將熔體密封，建立起高壓；排氣區(qū)采用大導(dǎo)程螺紋元件3，以形成低充滿度和薄的熔體區(qū)，使物料有可暴露的自由表面，以利于氣體的排放；
5.E均化(計(jì)量)段E均化(計(jì)量)段元件排列如下
64/64，56/56，56/56，44/44，44/44，44/44，該段主要用于熔體輸送和增壓，建立一定壓力，使?？谔幬锪嫌幸欢ǖ闹旅芏?，同時(shí)進(jìn)一步混合，最終達(dá)到順利擠出造粒的目的， 此區(qū)的螺桿構(gòu)型應(yīng)通過螺紋元件3導(dǎo)程漸變或螺槽漸變來實(shí)現(xiàn)增壓。其優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)閷?duì)尼龍(聚酰胺PA)擠塑加工時(shí)，免除了加工前對(duì)尼龍(聚酰胺PA) 的烘干環(huán)節(jié)，在這種工藝條件下，尼龍(聚酰胺PA)不會(huì)發(fā)泡，力學(xué)性能良好，這種螺桿組合使尼龍(聚酰胺PA)中的水分得到充分揮發(fā)，保持尼龍的力學(xué)性能穩(wěn)定，而且節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于擠塑加工尼龍而無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組合，它包括擠塑機(jī)，其特征在于擠塑機(jī)上帶有兩根結(jié)構(gòu)相同的螺桿(1)組合，螺桿(1)包括帶有花鍵的花鍵軸 O)、螺紋元件C3)和捏合元件G)，螺紋元件C3)和捏合元件(4)的內(nèi)孔帶有與花鍵軸(2) 上的花鍵相對(duì)應(yīng)的花鍵槽(5)，多個(gè)不同正、反向的螺紋元件(3)和多個(gè)不同正、反向的捏合元件(4)按順序排列套在花鍵軸( 上，花鍵軸O)的兩端將排列好的螺紋元件(3)和捏合元件⑷固定；兩根螺桿⑴的轉(zhuǎn)向相同，裝配時(shí)，兩根螺桿⑴相位相差90°相位角； 每根螺桿分為(A)固體輸送段、(B)熔融段、(C)混煉段、(D)排氣段和(E)均化段共5段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擠塑加工尼龍而無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組合， 其特征在于所述的螺桿(1)長(zhǎng)度為^OOmm,直徑為65mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擠塑加工尼龍而無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組合， 其特征在于所述的多個(gè)不同正、反向的螺紋元件(3)分別以X/Y和X/YSK表示，其中X表示螺紋元件(3)的導(dǎo)程(單位為mm)，Y表示螺紋元件(3)的長(zhǎng)度(單位為mm)，X/YSK中的 SK是指螺紋元件C3)的螺槽較深，螺槽底部有錐度，X/Y和X/YSK表示螺紋元件C3)為正向螺紋，XAL表示螺紋元件(3)為反向螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于擠塑加工尼龍而無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組合， 其特征在于所述的以X/Y、X/YSK和XAL表示的多個(gè)不同的正、反向螺紋元件(3)中X/Y、 X/YSK和XAL有各種不同的具體數(shù)據(jù)如72/72SK, 72/36SK, 72/72,64/64, 56/56，44/44，其 XAL 表示的反向螺紋元件(3) 中有44/22L，mXX/Y或mXXAL表示規(guī)格相同的正、反向螺紋元件(3)為m個(gè)，如2X72/36 或2X44/22L，表示有2個(gè)72/36或者2個(gè)45°/5/56L的螺紋元件(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于擠塑加工尼龍而無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組合， 其特征在于所述的以α/η/Ζ表示的多個(gè)不同正、反向的捏合元件0)，α表示捏合元件 (4)的錯(cuò)位角，η表示捏合塊的個(gè)數(shù)，Z表示整個(gè)捏合元件(4)的長(zhǎng)度；α /η/Ζ表示正向捏合元件0)，α/η/ZL表示反向捏合元件G)，其具體數(shù)據(jù)為45°/5/56， 60°/4/44，45°/5/72， 90°/5/56，反向捏合元件(4)如450/5/56L，mX α /η/Ζ或mX α /n/ZL表示規(guī)格相同的正、 反向捏合元件(4)為m個(gè)；如2 X 45°/5/56或2 X 45°/5/56L，表示有2個(gè)45°/5/56或者2個(gè) 45°/5/56的捏合元件(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擠塑加工尼龍且無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組合，其特征在于所述的每根螺桿(1)一般分(A)固體輸送段、(B)熔融段、(C)混煉段、⑶排氣段和(E)均化段共5段，其中(A)固體輸送段包括以下元件56/56A，72/72，72/72SK，72/36SK, 64/64，56/56，44/44，44/44，44/44 ；(B)熔融段元件排列如下45°/5/56，45°/5/56，60°/4/44，56/56，45°/5/56，45°/5/56，45 75/56L, 44/44，9075/56，44/22L ；(C)混煉段元件排列如下72/72，72/72，56/56，44/44，44/44， 4575/56,4575/56，56/56，44/44，60°/4/44, 45°/5/72, 56/56，44/44 ,4575/56， 900/5/56， 44/44， 90°/5/56, 44/22L ；(D)排氣段元件排列如下72/72，72/72；(E)均化段元件排列如下64/64, 56/56，56/56，44/44，44/44, 44/44c
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于擠塑加工尼龍而無需對(duì)尼龍進(jìn)行烘干處理的螺桿組合，擠塑機(jī)上帶有兩根結(jié)構(gòu)相同的螺桿組合，螺桿包括帶有花鍵的花鍵軸、螺紋元件和捏合元件，螺紋元件和捏合元件的內(nèi)孔帶有與花鍵軸上的花鍵相對(duì)應(yīng)的花鍵槽，螺桿長(zhǎng)度為26000mm，直徑為65mm，多個(gè)不同的螺紋元件和多個(gè)不同的捏合元件按順序排列套在花鍵軸上,同向嚙合的兩根螺桿，裝配時(shí)兩根螺桿相位相差90°相位角,這種螺桿組合可使尼龍?jiān)诩庸r(shí)，其含有的水分得到充分的揮發(fā)，免除了加工前對(duì)尼龍(聚酰胺PA)的烘干環(huán)節(jié)，尼龍不會(huì)發(fā)泡，力學(xué)性能良好，而且節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B29C47/60GK102529062SQ20121002104
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者劉均科, 馬建中 申請(qǐng)人:天津戈瑞德新材料科技有限公司