[发明专利]异向旋转双螺杆挤出机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于复合聚合物的异向旋转双螺杆挤出机。

背景技术

在制备聚合物组合物时，为了获得尽可能均匀的组合物，必须将如不同的聚合物、填充物和如抗氧化剂、光稳定剂等添加剂的成分密切地混合。这通过在如异向旋转双螺杆挤出机的复合机中将成分混合而完成。

尽管在一方面，为了获得均匀的组合物，应该在高温和高剪切速率下进行混合，但由非常严格的条件会引起聚合物的降解。

在混合多峰聚合物如多峰聚乙烯材料时，会遇到特殊的问题。多峰聚合物在很多方面优于相应的单峰材料。作为用于如管道、导线和电缆、薄膜、吹塑和注塑产品等不同应用的材料，多峰聚乙烯材料，特别是双峰聚乙烯材料具有广泛的且越来越多的用途。

多峰聚合物组合物，如双峰聚乙烯材料，由低分子量聚合物组分和高分子量分布组分。高分子量的分子被公认为对获得理想的均匀化程度所需的复合条件最敏感。

例如，在有色材料中，高分子量分子的聚集区域显示为白斑。该白斑可能会对产品的强度产生不利影响。此外，对聚合物组合物进行混合时，例如在生产薄膜时，在已制成的由未充分混合的高分子量聚合物组成的薄膜中，凝胶颗粒会以缺陷点的形式出现。尽管在更高的温度和剪切速率下进行混合可能会去掉白斑和凝胶颗粒，但可能出现高分子量分子的降解，这对多峰聚合物材料原本优越的性能产生了不利影响。

因此，白斑和凝胶颗粒在聚合物工业中是严重的问题，而问题的解决就意味着消除了严重障碍，以使用原本优越的多峰聚合物组合物。

在EP-A-645 232中描述了一种通过向聚合物材料中添加液态氮或固态二氧化碳来减小上述问题的方法。然而，这是一种相当昂贵的方法。根据WO 98/15591，该问题可以通过以低剪切速率进行混合，从而使聚合物的温度缓慢上升来解决。然而，这要求对异向旋转双螺杆挤出机的工艺条件进行非常精确的控制，因而生产量相当低。

US-A-6,409,373公开了一种具有节流阀或闸门板的上游混合段和下游混合段的异向旋转双螺杆挤出机，每个混合段包括前传翼(forward-conveying wings)和前传翼下游的后传翼(backward-conveying wings)。尽管在单峰聚合材料中可以减少凝胶的数量，但无法利用现有挤出机在不影响多峰聚合材料优越品质的情况下获得高均匀度的多峰聚合材料。

1981年6月3日的第0050卷第85(C-057)号的JP 56 031433 A的日本专利摘要(PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol.0050，no.85(C-057)，3 June 1981-06-03 & JP 56 031433 A)公开了一种在带有两个进料口的两个供给段之间具有节流元件的双螺杆挤出机，每个供给段均具有带有螺杆和混合段的传送段。

1982年1月22日的第0060卷第.11(C-088)号的JP 136633 A的日本专利摘要(PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol.0060，no.11(C-088)，22 January 1982(1982-01-22)& JP 136633 A)公开了一种根据权利要求1的前序部分的双螺杆挤出机。

US-B1-6 280 074公开了一种具有带有“V”型翼的螺杆来形成向后和向前传送运动的双螺杆挤出机。

发明内容

本发明的目标是以低成本、高产量获得高均匀度的多峰聚合材料。

该目标通过根据权利要求1的用于混合的异向旋转双螺杆挤出机来实现。

根据本发明的异向旋转双螺杆挤出机包括在每个转子上的具有至少两个混合区的混合段，每个混合区由至少一个，优选为至少两个前传翼，和在前传翼下游的至少一个，优选为至少两个后传翼组成。

优选地，每个混合区的前传翼的数量和后传翼的数量与混合段上游的传送段的螺杆的螺旋片的数量相对应。例如，在每个混合区中，可分别使用两个、三个或四个前传翼和后传翼。

为了调整混合段的填充程度，通常在混合段和挤出机的卸料口之间设置节流阀或闸门。代替节流阀，与卸料阀相连的齿轮泵可以用来控制混合段中的填充程度。可以将JP-A-3004647中所公开的旋转槽杆(rotary slot bar)用作节流阀。在该解决方案中，两杆延伸穿过转子，节流缝隙由转子与杆的节流边缘之间的距离所限定，其中所述转子具有在圆筒的凹陷部分中旋转的凸侧。