[发明专利]一种长玻纤增强热塑性塑料板材的一步法成型设备

说明书

技术领域

本发明属于塑料加工设备技术领域，涉及一种长玻纤增强热塑性塑料板材的成型设备，特别涉及一种基于双阶双螺杆挤出的长玻纤增强热塑性塑料板材的一步法成型设备。

背景技术

目前长玻纤增强热塑性塑料存在两种类型的加工技术：一种是先加工成长玻纤增强热塑性塑料粒料，再经过注射或挤出成型的二步法制备；另一种是在生产线上配混树脂、添加剂、玻纤，直接成型为制品的一步法制备。长玻纤增强热塑性塑料一步法成型的优点主要有两个：1、减少了一次冷却和加热过程，相比传统二步法成型至少减少20％能耗，生产的大结构部件比长玻纤毡片热塑性塑料(GMT)压塑部件的成本低20％～50％，国外有报道美国GE塑料公司生产的商标为Aedel的聚丙烯GMT的售价为1.3美元/磅，而一步法长玻纤增强热塑性塑料的成本低于1美元/磅；2、制品综合性能优异，由于提高并保证了制品中玻纤的长度，使制品的强度，刚度得到改善，另外还有成型周期短，制品没有边角废物，回收方便等优点，国外正在逐步推广应用。德国的Krauss-Maffei公司和加拿大的Husky公司均开发了一步法注塑机并实现了产品系列化，Krauss-Maffei公司的产品已经用于制造克莱斯勒(DaimlerChrysler)汽车仪表盘的通气道，Krauss-Maffei公司已在全球售出30多台注塑配混机，其中约1/3被美国企业购进，主要用于生产汽车配件和包装材料。

近年来，国内外有专利报道采用玻纤增强热塑性塑料以提高其综合性能，美国专利US4588538和US4640861公开了一种采用包覆法的粒料制备技术，将连续玻纤束通过挤出机的出料口被熔融的树脂包覆，再切成颗粒，由于热塑性塑料的熔体粘度太大，难于渗透到紧密的玻纤束的芯部，所以材料的性能难以得到显著提高；中国发明专利201210043789.X公开了一种通过添加浸润剂处理后的短切玻纤原丝的热塑性塑料干混料，经过一台异向双螺杆挤出机和挤出模具制得玻纤增强热塑性塑料型材，在玻纤增强热塑性塑料的制造过程中，玻纤在挤出机中与树脂混炼时，由于螺杆和机筒之间的剪切，纤维会受到损伤。原来为6mm的纤维，成型后的长度变成0.2～1mm。由于增强塑料的性能与纤维长度有关，所以纤维短时，很难用于结构用途。为了弥补这一缺陷，有关厂商开发了长纤维增强热塑性塑料，纤维长度可达5～25mm，这种材料是当今复合材料市场中发展最快的材料之一，在过去10年中以30％的年增长率上升。

发明内容

本发明提供了一种基于双阶双螺杆挤出的长玻纤增强热塑性塑料板材的一步法成型设备，用于一步法制备长玻纤增强热塑性塑料板材，以克服现有技术存在的缺陷，提高玻纤增强热塑性塑料板材中玻纤的长度，使玻纤束在成型过程中顺利开纤，树脂均匀渗入，从而达到改善材料综合性能之目的，以满足工程领域的需要。

本发明的基于双阶双螺杆挤出的长玻纤增强热塑性塑料板材的一步法成型设备包括以下几部分：第一阶同向双螺杆挤出机、第二阶异向双螺杆挤出机、玻纤表面处理机、衣架式模头、三辊压延机、定型机和切割机，热塑性塑料、助剂、填料喂入第一阶同向双螺杆挤出机，经第一阶同向双螺杆挤出机配混、预塑化后，送入第二阶异向双螺杆挤出机，玻纤经表面处理机处理后，也引入第二阶异向双螺杆挤出机，与树脂均匀混合，进一步塑化，从衣架式模头挤出后，再经三辊压延机、定型机、切割机后包装。

二台挤出机可分别调速、调温、调压，螺杆元件采用积木式组合。

本发明所述的双阶双螺杆挤出机的第一阶同向双螺杆挤出机，平均分为8～10个控温区，螺杆直径为20～90mm，长径比L/D为32～52，完成以下功能：热塑性塑料与各种助剂、填料等充分混合、搅拌、预塑化、均化、送入第二阶挤出机。采用具有优异混合能力的啮合同向双螺杆挤出机，针对热塑性塑料热稳定性差，采用积木式的元件组合使其具有多变性、适应性，剪切力的大小，塑化程度的合理性均可灵活调整，另外，同向双螺杆有良好的自洁作用，热塑性塑料混合料不会滞留在机筒内时间太长而碳化。