本實(shí)用新型涉及硅烷交聯(lián)絕緣料擠出設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于制備硅烷交聯(lián)絕緣料的擠出機(jī)機(jī)頭結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，廣泛采用四段式擠出機(jī)完成一步法制備硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣料。四段式擠出機(jī)機(jī)頭包括加料段、熔融段、均化段和反應(yīng)段，在加料段投入所有生產(chǎn)所需的物料進(jìn)行混合，隨后通過螺桿的螺槽深度變化調(diào)控物料熔融、均化和接枝反應(yīng)時(shí)間，以期延長(zhǎng)物料熔融和均化時(shí)間，提高物料混合均一度和混煉時(shí)間，從而提高接枝率、改善產(chǎn)品質(zhì)量。

但現(xiàn)有四段式擠出機(jī)機(jī)頭采用連續(xù)螺桿結(jié)構(gòu)，螺桿和機(jī)筒長(zhǎng)度由多因素限定，因而很難保證物料通過各工藝段時(shí)具有充足的加工、反應(yīng)時(shí)間。例如，現(xiàn)有擠出機(jī)中，物料的熔融處理時(shí)間較短，常導(dǎo)致物料內(nèi)部未完全熔融，而影響產(chǎn)品質(zhì)量；均化處理時(shí)間不足，使物料交聯(lián)不充分，導(dǎo)致物料產(chǎn)出比較低。而且，現(xiàn)有四段式擠出機(jī)采用固、液兩相物料同時(shí)投入的方式，依靠螺桿很難實(shí)現(xiàn)均勻混合，導(dǎo)致硅烷和引發(fā)劑等液相物料在樹脂等固相物料中局部聚集，硅烷在固相物料殘留水分的作用下發(fā)生水解，進(jìn)而在引發(fā)劑的作用下樹脂基料產(chǎn)生局部預(yù)交聯(lián)反應(yīng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種用于制備硅烷交聯(lián)絕緣料的擠出機(jī)機(jī)頭結(jié)構(gòu)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)不足。通過兩段式螺桿結(jié)構(gòu)代替原有連續(xù)式螺桿結(jié)構(gòu)，有利于延長(zhǎng)物料反應(yīng)時(shí)間，保證物料各階段充分反應(yīng)，從而提高接枝效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量。通過向熔融態(tài)的固相物料中投入霧化的液相物料，以提高兩相物料的分散均勻度，一方面有利于避免預(yù)交聯(lián)反應(yīng)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量；另一方面，有利于提高物料的交聯(lián)和接枝率，從而提高物料產(chǎn)出比。

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，擬采用以下技術(shù)：

一種用于制備硅烷交聯(lián)絕緣料的擠出機(jī)機(jī)頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括平行疊放的單螺桿工段和雙螺桿工段，所述單螺桿工段包括單螺桿機(jī)筒和單螺桿，所述單螺桿機(jī)筒前端頂部設(shè)有固相物料調(diào)控入口，所述雙螺桿工段包括雙螺桿機(jī)筒和雙螺桿，所述雙螺桿 機(jī)筒前端頂部通過下料口與所述單螺桿機(jī)筒后端底部相連通，所述雙螺桿機(jī)筒前端側(cè)壁對(duì)設(shè)有液相物料調(diào)控入口，后端設(shè)有擠出模具。

進(jìn)一步，所述固相物料調(diào)控入口處設(shè)有粉體流量計(jì)和粉體流量閥，所述液相物料調(diào)控入口處設(shè)有增壓泵和流量調(diào)節(jié)閥，所述粉體流量計(jì)、所述粉體流量閥和所述流量調(diào)節(jié)閥分別與PLC控制器相連接。

進(jìn)一步，所述粉體流量閥和所述流量調(diào)節(jié)閥選用氣動(dòng)閥門。

進(jìn)一步，所述單螺桿由前向后分為加料段和熔融段，加料段的螺槽深度大于熔融段的螺槽深度，加料段與熔融段的長(zhǎng)度之比為1:3～1:5。

進(jìn)一步，所述雙螺桿選用平行異向雙螺桿，所述雙螺桿由前向后分為霧化投料段、均化段和反應(yīng)段，霧化投料段的螺槽深度小于均化段的螺槽深度，均化段的螺槽深度大于反應(yīng)段的螺槽深度，霧化投料段、均化段和反應(yīng)段的長(zhǎng)度之比為1：(3～5)：3。

進(jìn)一步，所述雙螺桿在霧化投料段和反應(yīng)段為非嚙合結(jié)構(gòu)，在均化段為嚙合結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述液相物料調(diào)控入口設(shè)置于所述雙螺桿霧化投料段所對(duì)應(yīng)的所述雙螺桿機(jī)筒處，所述液相物料調(diào)控入口與所述雙螺桿機(jī)筒接合處設(shè)有耐高溫噴頭。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型采用兩段式螺桿結(jié)構(gòu)代替原有的連續(xù)式螺桿，有利于延長(zhǎng)物料反應(yīng)時(shí)間，保證物料各階段充分反應(yīng)，從而提高接枝效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量。

2、本實(shí)用新型通過兩段式螺桿結(jié)構(gòu)分別對(duì)固相物料進(jìn)行混合、熔融處理，對(duì)液相物料進(jìn)行分散投料、交聯(lián)和接枝處理，有利于避免預(yù)交聯(lián)的發(fā)生，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

3、本實(shí)用新型通過增壓泵和噴頭對(duì)硅烷和引發(fā)劑進(jìn)行霧化處理，有利于提高其在固相物料體系內(nèi)分散效率，以便提高交聯(lián)效率，提升物料產(chǎn)出比。

附圖說明

圖1示出了本實(shí)用新型機(jī)頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出了本實(shí)用新型調(diào)控結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，一種用于制備硅烷交聯(lián)絕緣料的擠出機(jī)機(jī)頭結(jié)構(gòu)，包括平行疊放的單螺桿工段1和雙螺桿工段2。固相物料在所述單螺桿工段1內(nèi)進(jìn)行混合、熔融后，進(jìn)入所述雙螺桿工段2內(nèi)與硅烷和引發(fā)劑等液相物料混合，有利于避免熔融階段發(fā)生預(yù) 交聯(lián)而影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，采用兩段式螺桿結(jié)構(gòu)代替原有的連續(xù)式螺桿，有利于進(jìn)一步延長(zhǎng)物料反應(yīng)時(shí)間，保證物料各階段充分反應(yīng)，從而提高接枝效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量。

所述單螺桿工段1包括單螺桿機(jī)筒11和單螺桿12。所述單螺桿12具有較小的剪切力，有利于物料和熔融熱量的平穩(wěn)傳輸，保證固相物料充分熔融。

所述雙螺桿工段2包括雙螺桿機(jī)筒21和雙螺桿22。所述雙螺桿22具有較大的剪切力，有利于兩相物料的分散，促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)，提高接枝率。

所述單螺桿機(jī)筒11前端頂部設(shè)有固相物料調(diào)控入口3。所述固相物料調(diào)控入口3處設(shè)有與PLC控制器7相連接的粉體流量計(jì)31和粉體流量閥32。所述雙螺桿機(jī)筒21前端側(cè)壁對(duì)設(shè)有液相物料調(diào)控入口5。所述液相物料調(diào)控入口5處設(shè)有增壓泵51和與PLC控制器7相連的所述流量調(diào)節(jié)閥52。所述PLC控制器7接收所述粉體流量計(jì)31的數(shù)據(jù)用于調(diào)控所述粉體流量閥32的開合程度，以穩(wěn)定固相物料的投入流速，從而推算出物料通過所述單螺桿機(jī)筒11的時(shí)間，精確調(diào)控所述流量調(diào)節(jié)閥52開啟以投放液相物料，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)控。

所述液相物料調(diào)控入口5與所述雙螺桿機(jī)筒21接合處設(shè)有耐高溫噴頭。投入的液相物料在所述增壓泵51的作用下高速通過耐高溫噴頭形成噴霧。霧化的液相物料有利于提高其與熔融態(tài)固相物料的混合效率。且對(duì)設(shè)噴霧硅烷和引發(fā)劑有利于避免兩者同時(shí)與固相物料接觸而過快引發(fā)局部的交聯(lián)反應(yīng)，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量。

所述雙螺桿機(jī)筒21前端頂部通過下料口4與所述單螺桿機(jī)筒11后端底部相連通。通過所述下料口4連通結(jié)構(gòu)上分離的所述單螺桿工段1和所述雙螺桿工段2形成一個(gè)連續(xù)的物料擠出生產(chǎn)流。

所述雙螺桿機(jī)筒21后端設(shè)有擠出模具6。便于擠出形成顆粒料。

所述粉體流量閥32和所述流量調(diào)節(jié)閥52選用氣動(dòng)閥門。有利于提高調(diào)控精度。

所述單螺桿12由前向后分為加料段和熔融段，加料段的螺槽深度大于熔融段的螺槽深度，加料段與熔融段的長(zhǎng)度之比為1:3～1:5。加料段采用較深的螺槽，以適應(yīng)固相物料投入流量變化，并有利于避免物料發(fā)生堆積溢料。熔融段采用較淺的螺槽，有利于提高呢熔體熱量傳遞效率，保證熔體傳輸平穩(wěn)流暢。所述單螺桿12螺槽深度沿送料方向由深變淺，將松散的固相物料進(jìn)行壓縮，有利于提高物料混合效率和物料間熱傳遞，保證固相物料充分熔融。延長(zhǎng)熔融段長(zhǎng)度以使物料充分熔融，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

所述雙螺桿22選用平行異向雙螺桿，所述雙螺桿22由前向后分為霧化投料段、均化段和反應(yīng)段，霧化投料段的螺槽深度小于均化段的螺槽深度，均化段的螺槽深度大于反應(yīng)段的螺槽深度，霧化投料段、均化段和反應(yīng)段的長(zhǎng)度之比為1：3～5：3。霧化投料段的所述雙螺桿22采用非嚙合結(jié)構(gòu)，分散效率較高，有利于促進(jìn)硅烷和引發(fā)劑在熔融態(tài)固相物料體系內(nèi)的分散，以提高交聯(lián)效率。均化段的所述雙螺桿22采用嚙合結(jié)構(gòu)，剪切力強(qiáng)，有利于提高交聯(lián)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量。反應(yīng)段的所述雙螺桿22采用非嚙合結(jié)構(gòu)，剪切力較小，有利于促進(jìn)接枝反應(yīng)，提高接枝率，提高物料產(chǎn)出比。通過霧化投料段、均化段和反應(yīng)段長(zhǎng)度調(diào)節(jié)物料在各階段的反應(yīng)時(shí)間，保證充分的分散、交聯(lián)和接枝時(shí)間，有利于提高進(jìn)一步提高接枝率，改善物料產(chǎn)出比。

結(jié)合實(shí)施例闡述本實(shí)用新型具體實(shí)施方法如下：

物料傳輸系統(tǒng)與機(jī)頭的對(duì)接組裝

按照配方分別配置復(fù)合硅烷(液態(tài))、DCP(過氧化二異丙苯)丙醇溶液和其他固相物料，將上述物料分別置于密閉容器中進(jìn)行干燥，并通過真空傳輸管路進(jìn)行計(jì)量和傳輸。

將固相物料傳輸管路與所述固相物料調(diào)控入口3相連通，將復(fù)合硅烷傳輸管路和DCP丙醇溶液分別與對(duì)設(shè)的所述液相物料調(diào)控入口5相連通。

設(shè)備預(yù)熱

啟動(dòng)加熱裝置對(duì)所述單螺桿機(jī)筒11和所述雙螺桿機(jī)筒21進(jìn)行加熱升溫，同時(shí)，啟動(dòng)所述單螺桿12和所述雙螺桿22。

數(shù)控

所述PLC控制器7調(diào)控開啟所述粉體流量閥32，并監(jiān)測(cè)所述粉體流量計(jì)31的數(shù)據(jù)，調(diào)整所述粉體流量閥32使固相物料流量達(dá)到預(yù)設(shè)值。

所述PLC控制器7根據(jù)所述單螺桿機(jī)筒11長(zhǎng)度、所述單螺桿12轉(zhuǎn)速和所述粉體流量計(jì)31的數(shù)據(jù)監(jiān)控時(shí)間推算物料自所述下料口4通過所述單螺桿工段1的時(shí)間，從而調(diào)控所述增壓泵51和所述流量調(diào)節(jié)閥52的啟動(dòng)時(shí)間。

粉料投料

固相物料通過所述固相物料調(diào)控入口3進(jìn)入所述單螺桿機(jī)筒11內(nèi)，在所述單螺桿12的加料段進(jìn)行預(yù)熱和進(jìn)一步混合后。

粉料熔融

由于所述單螺桿12的螺槽由深變淺，壓縮固相物料進(jìn)入較長(zhǎng)的熔融段。在此處所述 單螺桿機(jī)筒11內(nèi)壁高溫和所述單螺桿12的剪切熱作用下，固相物料發(fā)生熔融。

液料投料

熔融后的固相物料通過所述下料口4進(jìn)入所述雙螺桿工段2內(nèi)。復(fù)合硅烷和DCP丙醇溶液分別通過對(duì)設(shè)的所述液相物料調(diào)控入口5進(jìn)入于所述雙螺桿機(jī)筒內(nèi)，并在所述增壓泵51的作用下，快速通過耐高溫噴頭形成噴霧，有利于提高復(fù)合硅烷、DCP丙醇溶液與熔融的固相物料的混合效率以及復(fù)合硅烷和DCP丙醇溶液之間的接觸效率。

均化變性

液相物料與熔融態(tài)固相物料混合后，被帶入具有嚙合結(jié)構(gòu)且螺槽深度較淺的所述雙螺桿22勻化段進(jìn)行高強(qiáng)度的混煉，促進(jìn)均化變性。

接枝出模

均化物料在非嚙合結(jié)構(gòu)且螺槽較深的所述雙螺桿22反應(yīng)段，以較小的剪切力繼續(xù)混合一段時(shí)間，以進(jìn)一步提高接枝率。隨后在所述雙螺桿22的帶動(dòng)下，通過所述擠出模具6擠出造粒。