[发明专利]生产填充聚合物复合材料的装置和方法

说明书

本发明涉及用于生产填充聚合物复合材料(7)的方法和装置，填充聚合物复合材料(7)包含聚合物载体材料(2)和作为填充材料的纤维材料(2)，聚合物载体材料(2)的主要部分优选地为回收聚合物废物(3)。装置(1)包括：第一挤出装置(10)，第一挤出装置(10)具有用于聚合物载体材料的入口(11)和用于熔化的聚合基质材料的出口(12)；用于纯化熔化的聚合物载体材料的熔体制备装置(40)，熔体制备装置(40)连接到第一挤出装置(10)的出口(12)；以及第二挤出装置(20)。第二挤出装置(20)具有连接到熔体制备装置(40)的出口(42)的熔体入口(26)和用于纤维材料(5)的纤维材料入口(27)，纤维材料入口(27)布置在熔体入口(26)的上游。第二挤出装置(20)包括至少一个脱气装置(31，32)。

技术领域

本发明涉及一种用于生产填充聚合物复合材料的方法和装置，填充聚合物复合材料包含聚合基质材料和作为填充材料的纤维材料，聚合基质材料的主要部分优选地为回收聚合物废物。装置包括用于熔化聚合基质材料的第一挤出装置，第一挤出装置具有用于聚合基质材料的入口和用于熔化的聚合基质材料的出口。用于纯化熔化的聚合基质材料的熔体制备装置具有连接到第一挤出装置的出口的进口，以及用于纯化的聚合基质材料且连接到第二挤出装置的出口。

背景技术

生产填充有纤维的聚合物的方法是从现有技术中已知的。例如，在文献EP2525951B1中，分别来自木材加工或纸和纸浆转换的纤维材料作为填充材料分别在反应器或切割压实机中与未熔化的基质材料混合并被传送到卸料装置中。为此目的，丝状的填充材料在低于熔点范围的温度下被掺入尚未被熔化的基质材料，例如，天然或合成的聚合物。

在印刷出版物US5,916,932A中，描述了使用回收材料从诸如高密度聚乙烯(HDPE)和纤维材料(例如玻璃纤维)的聚合物的挤出混合物生产复合材料。如上所述的复合材料可以用于制造例如铁路枕木。在制造工艺过程中既没有设想过聚合物的制备，也没有设想过聚合物的纯化。

进一步地，在文献DE102011117760A1中，描述了一种由回收聚烯烃和玻璃纤维束生产的材料，该材料同时也用于制造诸如铁路枕木的高负载成型体。对于材料的生产，合成材料先被粉碎，优选地与玻璃纤维混合，并且被造粒或凝聚。然后，混合物在例如170摄氏度和230摄氏度之间的温度下被挤出和再制粒。可选地，加工可以通过冷却型材工具直接产生固体型材，即无需再制粒。在这种情况下，同样既没有设想过起始材料的制备，也没有设想过起始材料的纯化。

为了能够从聚合物废物中去除例如金属碎片或类似杂质，在制备过程中通常必须清理被污染的固体聚合物废料。如果丝状的填充材料已经掺入尚未被熔化的聚合物废物，即文献EP2525951B1中的情况，那么之后，混合物在熔化后就不能再通过过滤来纯化，因为掺入的纤维会停留在过滤装置处，而过滤装置将很快堵塞。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种装置，在装置内可以分别制备和纯化聚合基质材料，特别是当聚合基质材料的主要部分为回收聚合物废物时，并且丝状的填充材料可以被引入聚合基质材料。进一步地，本发明的目的之一是提供一种填充聚合物复合材料的制造方法，填充聚合物复合材料包含聚合基质材料和作为填充材料的纤维材料，聚合基质材料的主要部分优选地为回收聚合物废物，其中聚合基质材料的制备和纤维的引入能够以结合的制造方法共同进行。

所述目的通过具有权利要求1中特征的装置和具有权利要求13中特征的方法实现。本发明的有利实施例在子权利要求中限定。