[发明专利]一种利用偏心辊筒强化混炼高分子材料的方法及装置

说明书

本发明公开一种利用偏心辊筒强化混炼高分子材料的方法及装置，其方法是利用与旋转轴线偏心的后辊筒和与旋转轴线同心的前辊筒相向转动时，两辊筒间的辊隙发生周期性的大小变化，连续破坏辊筒间的物料回流区，使物料在两辊筒间的连续混炼过程被强化。本发明后辊筒的中心轴线与旋转轴线平行且存在一定偏心量，当后辊筒与前辊筒相向转动时，两辊筒间的辊隙发生周期性的大小变化，连续破坏辊筒间的物料回流区，减少人为翻料，提高生产效率，降低生产成本，本发明强化了高分子材料在开炼过程中的混炼作用，提高了物料的塑化混合效率和质量，降低能耗。

技术领域

本发明涉及高分子材料加工成型技术领域，特别涉及一种利用偏心辊筒强化混炼的高分子材料塑化混合方法及装置。

背景技术

高分子材料成型加工是高分子材料从原料到有用制品的必须过程，而在加工过程中，高分子材料的成型加工工艺和设备对高分子材料制品的性能起着重要的影响作用。开炼机是聚合物加工过程中最基本的设备，其在聚合物机械中应用历史最久。开炼机的主要作用是将经预混合后的物料体系或是初步捏合的物料体系中的各组分进行进一步的分散和混合塑化，经过开炼机塑炼后的物料体系可以给模压机和压延机等设备供料直接成型制品，也可以经破碎后用于挤出和注射成型制品。传统开炼机工作时，两辊筒相向转动，两辊筒间的物料靠与辊筒之间的摩擦力被拉入辊隙，在外加热和辊筒的挤压力作用下熔融塑化。然而，随着混炼的进行，熔融塑化后的物料会沿着辊筒轴线移动，包覆在一个辊筒的表面，稳定后，包覆在辊筒表面的物料在恒定的辊筒间隙中，难以有效沿辊筒轴向方向进行移动和混合分散，同时对于一些不规则的团状或块状物料，容易在两辊筒间隙中形成堆积，出现积料打滚现象，此时需要人为不断地进行翻料以及强制将积料捣入辊隙中，从而实现物料沿辊筒轴向方向的混合混炼。物料在两辊筒间受到挤压的同时还受到强烈的剪切作用，经过多次反复的翻料，从而使物料各组分和颜色达到预定的分散度。开炼机使用方便、加工适应性强和容易维护，是科研人员探索配方或小规模生产很实用的设备，但是在使用过程中需要消耗人力资源，且工作强度大，生产效率低；同时在实际生产中，开炼机难以一次完成所有物料的混炼工作，需要进行多次开炼，每一批混炼的物料都存在有差异，再加上混炼过程中能量的波动以及开炼过程中物料的流动特性等因素限制了开炼机混炼物料的质量的提高。通过这种传统开炼设备得到的混炼物料已经难以满足现代工业生产中高端产品的要求。传统开炼机存在设备能耗大、产品质量波动大、生产效率低、混炼效果有限制等固有缺陷，已经成为高分子材料加工发展的一个亟待解决的难题。因此，高分子材料的开炼混炼加工亟待在技术和设备上有新的突破和进展。

为了提高高分子材料开炼的生产效率，提高开炼产品的质量并尽可能减少人力的使用，降低生产能耗，研究人员做了大量的工艺以及设备方面的优化研究。新的工艺，如更优化的混炼配方的开发；设备优化方面主要是对开炼设备的辊筒、辅助加料装置等的改进，如具有较好加热功能的新型辊筒、自动加料装置等新型装置或设备的开发。这些研究在一定程度上提高了混炼的生产效率，同时对混炼产品的质量也有所提高，但是物料加工过程仍主要是基于稳定的两辊间隙，依靠人为不断改变间隙大小以及翻动物料来实现物料有效混合和塑炼，生产效率难以大幅度提高，同时在降低能耗方面效果并不明显，很难达到高效节能的效果。由此可见，针对现有开炼塑化混合设备存在的问题，开发一种新的在开炼过程中能够强化混炼的塑化混合方法及装置对高分子材料加工成型具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提出了一种利用偏心辊筒强化混炼的高分子材料塑化混合方法和装置，以解决高分子材料开炼加工过程中能耗高、产品质量不稳定、生产效率低等问题。

实现本发明的技术方案是：一种利用偏心辊筒强化混炼高分子材料的装置，包括机座、机座上设置的机架和接料盘，所述机架上平行设置有前辊筒和后辊筒，前辊筒与旋转轴线之间存在偏心量e，后辊筒与旋转轴线重合设置，所述后辊筒与后辊筒限位装置连接，后辊筒限位装置与机架相连；所述前辊筒两端设有辊距调节装置，辊距调节装置与机架固定连接，所述后辊筒两端设有后辊筒旋转动力接头，后辊筒旋转动力接头与后辊筒连接部分设置有前置偏心距调节旋钮和后置偏心距调节旋钮。