[发明专利]超临界CO2制备PET泡沫塑料的双螺杆挤出发泡装置

说明书

技术领域

本发明涉及塑料的物理发泡技术及双螺杆挤出技术领域，尤其是一种超临界CO₂为发泡剂制备PET泡沫塑料的双螺杆挤出发泡装置。

背景技术

我国是世界泡沫塑料生产和消费大国，泡沫塑料广泛应用于家具衬垫、装饰、车用垫材、地毯底衬、服装衬里、体育垫材、仪器包装和建筑吸音等方面。而以苯乙烯、聚氨酯、酚醛等为主的传统发泡材料，由于其在生产制造以及使用过程中易产生有毒有害物质，威胁人类健康，已被逐步淘汰。人们开始生产性能优异、环境污染小的PP和PET泡沫塑料。

超临界CO₂是指热力学状态在临界点(30.5℃，7.37MPa)以上的CO₂。超临界CO₂具有类似液体的密度和接近气体的黏度，对聚合物熔体有很好的增塑作用，能降低聚合物熔体的黏度，提高熔体的流动性，降低挤出温度，作为发泡剂主要用于塑料的微孔发泡。超临界CO₂作为发泡剂具有无毒、不可燃、ODP为零和发泡效率高等优点。另外，CO₂是工业生产的副产品，不需要额外生产，不会造成环境污染。超临界CO₂发泡制得的泡沫具有较高的泡孔密度，可获得优质的微孔泡沫塑料。但是，该工艺必须在特殊设备下生产,超临界CO₂发泡技术最早由意大利康隆集团开发。而目前，以超临界CO₂为发泡剂制备PET泡沫塑料的双螺杆挤出技术在我国尚属空白。

目前，要成功实现超临界CO₂的双螺杆发泡挤出，需要解决以下技术难题：（1）高精度、高度可靠性的温控系统，以便及时控制体系温度；（2）螺杆组合要设计合理，既要使气相分散混合良好又不能过混合，否则将导致气体的溢散；（3）挤出系统密封要求高，要保证超临界CO₂保持高压状态注入熔体，且不发生泄露；（4）需要特殊设计的机头体及模板，保证发泡材料的顺利挤出。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种超临界CO₂为发泡剂制备PET泡沫塑料的双螺杆挤出发泡装置，结构巧妙，使用方便。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种超临界CO₂为发泡剂制备PET泡沫塑料的双螺杆挤出发泡装置，包括喂料系统、双螺杆挤出机主机、超临界CO₂注入系统、挤出模头，所述喂料系统和所述超临界CO₂注入系统依次设置在所述双螺杆挤出机主机上，该挤出模头与所述双螺杆挤出机主机的出口连通；所述双螺杆挤出机主机的螺杆由输送元件、剪切元件和混合元件排列组合而成。

进一步地，双螺杆挤出机主机的出口与挤出模头之间设有静态混合器。

进一步地，双螺杆挤出机主机的筒体采用电-油双回路温控系统。

进一步地，所述挤出模头开有模孔，模孔为矩形排布，孔径为0.5～4 mm，孔距为3～10 mm，长径比为3～7。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）能够很好地满足以超临界CO₂为发泡剂制备PET发泡材料工艺中对温度控制的要求。

（2）其螺杆组合不仅能满足物料的输送、熔融、塑化和混炼要求，还能很好地封堵筒体内的CO₂气体，使其最大限度地与PET熔体混合。

（3）双螺杆挤出机的筒体采用电-油双回路温控系统。使半熔融状态的物料形成致密的料封，防止气化的CO₂向喂料口方向回流，保证CO₂不泄露。

（4）静态混合器有助于两相的进一步混合，提高发泡率。

（5）过渡体和模板的特殊设计，能够保证发泡材料的连续、均匀挤出。

（6）由于采用超临界CO₂作为发泡剂，对人体无任何毒副作用，且不会造成环境污染。

附图说明

图1为本发明双螺杆挤出发泡装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。