[发明专利]一种制造挤压塑料制品的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于制造挤压产品的方法，其中待挤压的物料是以粉末、丸块、或颗粒的形式通过一个或多个供给装置送进加工腔，加工腔的容积包括转子中的螺槽，定子中的螺槽以及它们之间的间隙。

本发明还涉及制造挤压塑料制品的装置、该装置包括至少一个转子以及至少一个定子，以及它们之间的进料空隙，和在进料空隙的另一侧设置的螺槽，当转子转动时，螺槽将待挤压的物料从设备中挤出，螺槽的横截面基本上不变，而在进料空隙的另一侧至少在间隙的一段长度上设置配螺槽，配螺槽的螺纹与进料间隙的另一个侧上设置的螺槽的方向相反。

本发明还涉及一种塑料制品，其含有加入了1-30％的阻挡塑料的基体塑料。

使用由长螺杆和缸体构成的传统挤出机加工具有高分子量的塑料是很困难的。由于摩擦生成的热量使温度很容易升得过高，所以挤出机的产率一直很低。难于加工的聚合物包括，例如，摩尔质量大而且分子量超过200,000g/mol的氟塑料和聚乙烯，而非常硬的塑料甚至超过300,000g/mol。有许多类似的很难加工的材料，并且它们都具有高分子量，因而熔体流动速率低，熔点高并且在某些情况下加工区窄，换言之，例如，塑料的分解温度接近于其熔点。

当挤出温度只保持在结晶熔点以上几十度时，也即，为了使任选的反应组份不会过早地发生反应，通常是使该温度比通常情况下低30-40℃时，在这种低温下挤出就尤其困难。这种情况在生产管材级化学交联管材时是很常见的。因为存在有五种不同的相互关联的函数，且其作用基础是螺杆的作用，而且都是以同一转速在同一根轴线上作用：进料、熔化、混合、均化以及生压，就会出现各种问题。在传统的挤出机中，螺杆很长，螺杆的长径比绝大多是大约20-30，并且螺杆包括一根，有时为两个或三根，螺纹。螺杆的螺槽根据其在螺杆中横截面的变化划分为不同的区段，在加料区上，螺纹常常是很深而且从一个螺纹到另一个螺纹的间距很长，而在熔融区上的横截面自始至终保持不变，但是通常它要比出口端大很多。这样，物料就不容易流经螺槽，而端部的制约引起大量的摩擦热。在混合区螺槽常有其自己的几何形状，而在端部，螺槽渐浅并开始生压。在此压力的作用下，团块物料甚至可以穿过形状复杂的工具。另一方面，在传统的挤出机中，螺杆周围的螺槽总长度太长，在那种情况下，螺槽的长度同其横截面的比率太大，因此完全不适合弱流动性的塑性体。

美国专利US 3,314,108公开了一种挤出机，它包括一个锥形转子和安装在转子内、外的锥形定子。转子包括平的矩形螺槽，用于通过转动转子将待挤压的物料挤出挤出机。但是，用前述的装置难以加工可加工性弱的物料。而且，腔室也受到限制。

欧洲专利EP 422,042公开了一种挤出机，它包括几个锥形的定子和几个安装在它们之间的锥形转子。转子和/或定子带有帽罩形的螺槽用来当转子转动时将待挤压的物料挤出挤出机。利用这种装置能够非常方便地制造多层塑料管，但是对可加工性弱的物料的加工有问题。并且，在该装置中，模塑压力在出口端产生，因此该装置的产率并不完全理想。而且，待挤压的物料的熔融是采用外部加热法，因此很难控制温度，且能耗比较大。

美国专利US 4,125,333公开了一种挤出机，它包括一个带有螺纹的长螺杆，以及一个安装在螺杆外面并具有同旋向的定子。定子的同旋向螺纹会产生一种回流，随后物料混合并且因摩擦而产生的热量很容易会增加到难以控制的程度。

德国专利DE 2,558,238公开了一种挤出机，它包括在其端部的一个混合区中的定子上具有或同旋向、或反旋向或平直的螺槽。这样的装置混料非常有效，但是它根本不能应用于物料温度需要精确调节的设备中，因为由于摩擦而产生的热量容易增加得过多。

美国专利US 3,712,783公开了一种挤出机，它包括一个散料区。经过散料区后，物料被泵送进限制区。之后团块物料就被泵送而从出口挤出。该装置的结构非常复杂。该装置的构造会引起很大的摩擦并因此在靠近出口处挤出压力上升，此装置的产率很低。

欧洲专利EP 0,678,069公开了一种由交联聚乙烯经挤压制作多层管材的方法。第一步是挤出管材的中心层，之后在其上涂敷表层。该表层仅用于提高管材通过加热工具时的流动性。该装置中一个特别的不足之处在于它需要使用一个具有支脚的器具，因为支脚会造成焊接线。

本发明的目的在于提供一种也可相对容易地将可加工性弱的物料挤出形成塑料制品的方法和装置，并且塑料制品具有出色的性能。