專利名稱：一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及微孔發(fā)泡塑料成型技術(shù)，特別涉及一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置。
背景技術(shù)：
微孔塑料是指泡孔直徑在0.1-10 μ m,泡孔密度在IO9-1O15個/cm3的新型泡沫材料。鑒于傳統(tǒng)的發(fā)泡劑如氟氯烴類等成型的制品需要后序處理來脫除殘留物，并且工藝不穩(wěn)定，近年來，超臨界流體憑借其無溶劑殘留、黏度低、擴散系數(shù)大、無毒、不燃、化學(xué)惰性、不污染環(huán)境等獨特優(yōu)點已經(jīng)成為傳統(tǒng)發(fā)泡劑十分理想的替代產(chǎn)品。然而，如何高效地使超臨界流體與聚合物熔體達(dá)到氣體/熔體單相狀態(tài)并且制備出泡孔尺寸小、泡孔尺寸分布均一和泡孔密度高的微孔泡沫塑料，仍然是制約超臨界流體微孔發(fā)泡成型發(fā)展與應(yīng)用的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣熔混合效果好、可有效提高發(fā)泡制品性能的用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置。本實用新型的技術(shù)方案為:一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置，包括電機、混合軸、混合軸外筒和進(jìn)氣套，電機與混合軸相連接，混合軸設(shè)于混合軸外筒內(nèi)，混合軸與混合軸外筒之間的空間為混合腔，混合腔與進(jìn)氣套相通，進(jìn)氣套通過管道外接超臨界流體輸送單兀。其中，混合軸可采用以下兩種結(jié)構(gòu)形式:( I)所述混合軸為中空的銷釘式混合軸，混合軸中部為空腔結(jié)構(gòu)，混合軸的軸壁上分布有多個氣孔；混合軸中部的空腔結(jié)構(gòu)一端與進(jìn)氣套相連接，軸壁上各氣孔連通混合軸中部的空腔結(jié)構(gòu)與混合腔。該結(jié)構(gòu)的混合軸中，混合軸軸壁上的氣孔大小和數(shù)量可根據(jù)實際使用的超臨界流體流量、壓力和熔體種類進(jìn)行設(shè)計。來自塑化裝置的熔體通過進(jìn)料口進(jìn)入混合腔，來自超臨界流體輸送單元的超臨界流體通過進(jìn)氣套進(jìn)入混合軸中部的空腔內(nèi)，再從軸壁上的氣孔進(jìn)入混合腔，隨著混合軸的旋轉(zhuǎn)，超臨界流體與熔體在混合腔內(nèi)混合形成氣體/熔體單相體系，同時由出料口輸送至塑料注射裝置或塑料擠出裝置。(2)所述混合軸為實心結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣套設(shè)于混合軸外筒的外周，混合軸外筒上設(shè)有多個氣孔，各氣孔連通管道與混合腔。該結(jié)構(gòu)的混合軸中，混合軸外筒上氣孔的大小和數(shù)量可根據(jù)實際使用的超臨界流體流量、壓力和熔體種類進(jìn)行設(shè)計。混合軸外筒與進(jìn)氣套之間形成密閉空間，混合軸則采用普通的銷釘式混合軸即可。來自塑化裝置的熔體通過進(jìn)料口進(jìn)入混合腔，來自超臨界流體輸送單元的超臨界流體通過各氣孔進(jìn)入混合腔，隨著混合軸的旋轉(zhuǎn)，超臨界流體與熔體在混合腔內(nèi)混合形成氣體/熔體單相體系，同時輸送至塑料注射裝置或塑料擠出裝置。[0010]所述超臨界流體輸送單元包括儲氣瓶、高壓計量泵和高壓電磁閥，儲氣瓶、高壓計量泵和高壓電磁閥通過管道依次連接，管道的出口端與進(jìn)氣套連接；儲氣瓶與高壓計量泵之間的管道上還設(shè)有高壓閥。所述混合軸兩端分別為進(jìn)料口和出料口，進(jìn)料口外接聚合物塑化裝置，出料口外接塑料注射裝置或塑料擠出裝置。所述混合軸與電機的連接處還設(shè)有密封圈。本高效混合裝置用于制備微孔發(fā)泡塑料時，其原理是:當(dāng)塑化的聚合物熔體進(jìn)入該裝置后，超臨界流體輸送單元開始通入超臨界流體，此時混合軸以一定的方式、一定的時間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，借助混合軸表面的混合原件作用，對超臨界流體和聚合物熔體進(jìn)行強制混合，以形成氣熔單相體系。氣熔單相體系從出料口流出，進(jìn)入到擠出裝置或者注射裝置中進(jìn)行微孔發(fā)泡成型。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:本高效混合裝置可廣泛應(yīng)用于微孔發(fā)泡塑料制備成型的注射、擠出等工藝中，利于制備泡孔尺寸小、泡孔尺寸分布均一和泡孔密度高的微孔泡沫塑料，具有氣熔混合作用強、物料適用性廣的特點。

圖1為實施例1的高效混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A局部放大圖。圖3為實施例2的高效混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3中B局部放大后的首I]視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例1本實施例一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置，如圖1所示，包括電機1、混合軸2、混合軸外筒3和進(jìn)氣套4，電機與混合軸相連接，混合軸設(shè)于混合軸外筒內(nèi)，混合軸與混合軸外筒之間的空間為混合腔，混合腔與進(jìn)氣套相通，進(jìn)氣套通過管道外接超臨界流體輸送單元。其中，混合軸2為中空的銷釘式混合軸，如圖2所示，混合軸中部為空腔結(jié)構(gòu)，混合軸的軸壁上分布有多個氣孔5 ;混合軸中部的空腔結(jié)構(gòu)一端與進(jìn)氣套相連接，軸壁上各氣孔連通混合軸中部的空腔結(jié)構(gòu)與混合腔。該結(jié)構(gòu)的混合軸中，混合軸軸壁上的氣孔大小和數(shù)量可根據(jù)實際使用的超臨界流體流量、壓力和熔體種類進(jìn)行設(shè)計。來自塑化裝置的熔體通過進(jìn)料口進(jìn)入混合腔，來自超臨界流體輸送單元的超臨界流體通過進(jìn)氣套進(jìn)入混合軸中部的空腔內(nèi)，再從軸壁上的氣孔進(jìn)入混合腔，隨著混合軸的旋轉(zhuǎn)，超臨界流體與熔體在混合腔內(nèi)混合形成氣體/熔體單相體系，同時由出料口輸送至塑料注射裝置或塑料擠出裝置。超臨界流體輸送單元包括儲氣瓶6、高壓計量泵8和高壓電磁閥9，儲氣瓶、高壓計量泵和高壓電磁閥通過管道依次連接，管道的出口端與進(jìn)氣套連接；儲氣瓶與高壓計量泵之間的管道上還設(shè)有高壓閥7?；旌陷S兩端分別為進(jìn)料口 10和出料口 11，進(jìn)料口外接聚合物塑化裝置，出料口外接塑料注射裝置或塑料擠出裝置?；旌陷S與電機的連接處還設(shè)有密封圈12。本高效混合裝置用于制備微孔發(fā)泡塑料時，其原理是:當(dāng)塑化的聚合物熔體進(jìn)入該裝置后，超臨界流體輸送單元開始通入超臨界流體，此時混合軸以一定的方式、一定的時間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，借助混合軸表面的混合原件作用，對超臨界流體和聚合物熔體進(jìn)行強制混合，以形成氣熔單相體系。氣熔單相體系從出料口流出，進(jìn)入到擠出裝置或者注射裝置中進(jìn)行微孔發(fā)泡成型。其具體過程為:已塑化的聚合物熔體經(jīng)過進(jìn)料口進(jìn)入到裝置中，此時儲氣瓶中的超臨界流體經(jīng)由高壓閥、高壓計量泵、高壓電磁閥和進(jìn)氣套以一定的流速與流量通入裝置中的混合軸中部的中空結(jié)構(gòu)，并從混合軸軸壁上的氣孔溢出與熔體接觸。在高壓電磁閥開啟的同時電機開始以一定的方式、一定的時間旋轉(zhuǎn)，對混合體系進(jìn)行機械強制混合。待電機運行設(shè)定時間后，氣熔混合物形成單相體系。氣熔單相體系從出料口流出，進(jìn)入到塑料擠出裝置或者塑料注射裝置中進(jìn)行微孔發(fā)泡成型。實施例2本實施例一種高效混合微孔發(fā)泡塑料精密注射成型裝置，如圖3所示，包括電機
1、混合軸2、混合軸外筒3和進(jìn)氣套4，電機與混合軸相連接，混合軸設(shè)于混合軸外筒內(nèi)，混合軸與混合軸外筒之間的空間為混合腔，混合腔與進(jìn)氣套相通，進(jìn)氣套通過管道外接超臨界流體輸送單元。其中，混合軸為實心結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣套設(shè)于混合軸外筒的外周，如圖4所示，混合軸外筒3上設(shè)有多個氣孔5，各氣孔連通管道與混合腔。該結(jié)構(gòu)的混合軸中，混合軸外筒上氣孔的大小和數(shù)量可根據(jù)實際使用的超臨界流體流量、壓力和熔體種類進(jìn)行設(shè)計?；旌陷S外筒與進(jìn)氣套之間形成密閉空間，混合軸則采用普通的銷釘式混合軸即可。來自塑化裝置的熔體通過進(jìn)料口進(jìn)入混合腔，來自超臨界流體輸送單元的超臨界流體通過各氣孔進(jìn)入混合腔，隨著混合軸的旋轉(zhuǎn)，超臨界流體與熔體在混合腔內(nèi)混合形成氣體/熔體單相體系，同時輸送至塑料注射裝置或塑料擠出裝置。超臨界流體輸送單元包括儲氣瓶6、高壓計量泵8和高壓電磁閥9，儲氣瓶、高壓計量泵和高壓電磁閥通過管道依次連接，管道的出口端與進(jìn)氣套連接；儲氣瓶與高壓計量泵之間的管道上還設(shè)有高壓閥7?；旌陷S兩端分別為進(jìn)料口 10和出料口 11，進(jìn)料口外接聚合物塑化裝置，出料口外接塑料注射裝置或塑料擠出裝置。混合軸與電機的連接處還設(shè)有密封圈12。本高效混合裝置用于制備微孔發(fā)泡塑料時，其原理是:當(dāng)塑化的聚合物熔體進(jìn)入該裝置后，超臨界流體輸送單元開始通入超臨界流體，此時混合軸以一定的方式、一定的時間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，借助混合軸表面的混合原件作用，對超臨界流體和聚合物熔體進(jìn)行強制混合，以形成氣熔單相體系。氣熔單相體系從出料口流出，進(jìn)入到擠出裝置或者注射裝置中進(jìn)行微孔發(fā)泡成型。[0038]其具體過程為:已塑化的聚合物熔體經(jīng)過進(jìn)料口進(jìn)入到裝置中，此時儲氣瓶中的超臨界流體經(jīng)由高壓閥、高壓計量泵、高壓電磁閥分別以一定的流速與流量通入進(jìn)氣套中，并通過混合軸外筒上的氣孔溢出在混合腔內(nèi)與熔體接觸。在高壓電磁閥開啟的同時電機開始以一定的方式、一定的時間旋轉(zhuǎn)，對混合體系進(jìn)行機械強制混合。待電機運行設(shè)定時間后，氣熔混合物形成單相體系。氣熔單相體系從出料口流出，進(jìn)入到塑料擠出裝置或者塑料注射裝置中進(jìn)行微孔發(fā)泡成型。如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型，上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡依本實用新型內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本實用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置，其特征在于，包括電機、混合軸、混合軸外筒和進(jìn)氣套，電機與混合軸相連接，混合軸設(shè)于混合軸外筒內(nèi)，混合軸與混合軸外筒之間的空間為混合腔，混合腔與進(jìn)氣套相通，進(jìn)氣套通過管道外接超臨界流體輸送單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置，其特征在于，所述混合軸為中空的銷釘式混合軸，混合軸中部為空腔結(jié)構(gòu)，混合軸的軸壁上分布有多個氣孔；混合軸中部的空腔結(jié)構(gòu)一端與進(jìn)氣套相連接，軸壁上各氣孔連通混合軸中部的空腔結(jié)構(gòu)與混合腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置，其特征在于，所述混合軸為實心結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣套設(shè)于混合軸外筒的外周，混合軸外筒上設(shè)有多個氣孔，各氣孔連通管道與混合腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置，其特征在于，所述超臨界流體輸送單元包括儲氣瓶、高壓計量泵和高壓電磁閥，儲氣瓶、高壓計量泵和高壓電磁閥通過管道依次連接，管道的出口端與進(jìn)氣套連接；儲氣瓶與高壓計量泵之間的管道上還設(shè)有高壓閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置，其特征在于，所述混合軸兩端分別為進(jìn)料口和出料口，進(jìn)料口外接聚合物塑化裝置，出料口外接塑料注射裝置或塑料擠出裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置，其特征在于，所述混合軸與電機的連接處還設(shè)有密封圈。
專利摘要本實用新型公開一種用于制備微孔發(fā)泡塑料的高效混合裝置，包括電機、混合軸、混合軸外筒和進(jìn)氣套，電機與混合軸相連接，混合軸設(shè)于混合軸外筒內(nèi)，混合軸與混合軸外筒之間的空間為混合腔，混合腔與進(jìn)氣套相通，進(jìn)氣套通過管道外接超臨界流體輸送單元。本高效混合裝置可廣泛應(yīng)用于微孔發(fā)泡塑料制備成型的注射、擠出等工藝中，利于制備泡孔尺寸小、泡孔尺寸分布均一和泡孔密度高的微孔泡沫塑料，具有氣熔混合作用強、物料適用性廣的特點。
文檔編號B29B7/12GK203031794SQ201220712989
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者彭響方, 劉剛, 趙海濱, 陳斌藝, 余鵬 申請人:華南理工大學(xué)