Tpu粉液助劑后段添加型雙螺桿擠出機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及TPU生產工藝上液體粉體助劑添加裝置的結構改進技術，尤其是TPU粉液助劑后段添加型雙螺桿擠出機。
【背景技術】
[0002]TPU是熱塑性聚氨醋彈性體(Thermoplastic polyurethane)的簡稱，是由二苯甲烷二異氰酸酯等二異氰酸酯類分子和大分子多元醇、低分子多元醇(擴鏈劑)經灌注機分別計量灌注、同向雙螺桿高溫混合反應、然后經過水下切粒而成的一種聚氨酯高分子材料。它的分子結構是由二苯甲烷二異氰酸酯和擴鏈劑反應得到的剛性嵌段以及二苯甲烷二異氰酸酯等二異氰酸酯分子和大分子多元醇反應得到的柔性鏈段交替構成的。TPU具有卓越的高張力、高拉力、強韌和耐老化的特性，是一種成熟的環(huán)保材料。目前，TPU已廣泛應用與醫(yī)療衛(wèi)生、電子電器、工業(yè)及體育等方面，其具有其它塑料材料所無法比擬的強度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候等特性，同時他具有高防水性透濕性、防風、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。
[0003]TPU按照應用與加工特點可分為注塑、擠出、流延、壓延、吹塑等產品類型。各類型應用對產品要求各不相同。比如耐磨性、脫模性、耐紫外線、耐光抗氧化、耐水解等等，就需要添加對應的添加劑來改善這些性能，而原有工藝添加助劑一般選用兩種常用方式:一是添加在聚酯多元醇內，溶解分散；一是添加在TPU干燥槽內，攪拌分散吸附或粘附。但該兩種方式均存在一定的缺陷，前者是添加過多時會影響聚氨酯聚合反應性，有的還因為在經過螺桿高溫后會導致產品色度發(fā)黃；而如果添加在后段的干燥槽TPU粒子里，雖然能控制前者添加方式的對反應性和產品色度的影響，但是其添加量非常有限，因為TPU對粉體助劑和液體助劑的粘附和吸附量有限，一般粉體助劑添加量在0.1%以內，液體助劑添加量在
1.0%以內，對某些特殊要求的比如耐磨性、增塑性、高UV和光穩(wěn)定性產品來說，還不能完全達到要求。
[0004]常見的螺桿擠出機的為單螺桿擠出機以及輸送段、混合段均為兩根相互嚙合的雙螺桿擠出機。雙螺桿擠出機主要是在一個“m”字形筒體內，雙螺桿擠出機中物料是以非完全充滿螺槽方式向前輸送，有強制物料推向前進的作用，同時，雙螺桿擠出機在兩根螺桿的嚙合處還對物料有較好的分散混合作用。雙螺桿又分為非嚙合型和嚙合型，非嚙合型雙螺紋擠出機由于兩螺桿不嚙合，它們之間的徑向間隙很大，存在較大的漏流。嚙合型雙螺紋擠出機中一根螺桿要把物料拉入嚙合間隙，而另一根螺桿要把物料從間隙中推出，使物料從一根螺桿轉到另一個螺桿，呈“形前進。
[0005]雙螺桿擠出機，包括機筒和兩個螺桿單元，兩螺桿單元均位于機筒內，兩螺桿單元中的一段螺桿單元嚙合形成嚙合段，且嚙合段的末端為出料口，還包括獨立段和加注段，機筒內分為兩個獨立貫通的流道，獨立段、加注段和嚙合段沿螺桿單元輸送方向依次設置，獨立段和加注段的兩根螺桿單元均為非嚙合狀態(tài)，且獨立段和加注段的兩螺桿單元均各自分別位于流道內，機筒上全段設有加熱器，加注段上設有加注器。
[0006]現(xiàn)有技術對TPU助劑采用兩種添加方式:第一種添加方式:添加在反應物聚酯多元醇中。TPU工藝一般采用三組份計量灌注，分別是異氰酸酯組份、聚酯多元醇或聚醚多元醇組份、擴鏈劑組份，比如1，4- 丁二醇。異氰酸酯由于活性很高，極易與水分等活潑氫化合物反應，所以一般不得添加任何助劑；而如1，4-丁二醇擴鏈劑由于粘度低、灌注溫度不高，一般為60°C，對助劑尤其是粉體助劑的分散溶解性不佳，所以也不適合添加助劑。最佳添加途徑就只有聚酯多元醇或聚醚多元醇組份，在該組份內能添加大部分常用的助劑:包括抗氧劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑、耐水解劑等等，但一定要求改助劑能與聚酯多元醇或聚醚多元醇相容性好，或者熔點低于90°C，否則溶解分散困難而導致濾網堵塞或影響功能效果，此為不利的第一點，此外，由于助劑加入后，還需要經過雙螺桿高溫過程，有些助劑會在此高溫過程中熱氧化發(fā)黃，從而影響TPU色度。第二種添加方式即添加在TPU干燥槽內的TPU粒子中。熔點高于90°C的粉體助劑可以在此段添加，比如部分潤滑劑；以及一些容易高溫發(fā)黃的液體助劑也可以在此段添加，比如某些復配型光穩(wěn)定劑。但是，此添加方式最大的缺陷在于添加量非常有限，一般液體助劑添加量在0.1%以內，液體添加量在1.0%以內。因為TPU粒子對其粘附或吸附有限。此外，由于這些粉體和液體助劑的添加，勢必影響TPU粒子的外觀，比如粉體助劑易導致TPU粒子表面發(fā)霧、液體助劑易導致粒子表面濕蠟感，從而引起客戶投訴。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的是提供TPU粉液助劑后段添加型雙螺桿擠出機，創(chuàng)新添加工藝以增加特殊助劑的添加量。
[0008]本實用新型的目的將通過以下技術措施來實現(xiàn):包括雙螺桿擠出機、螺桿、獨立段、注入段、嚙合段、粉體喂料機、液體灌注機和出料口 ；雙螺桿擠出機上的一對相互嚙合的螺桿沿水平方向延伸依次為獨立段、注入段和嚙合段，其中，注入段上安裝原料注入器，在嚙合段末端連接出料口，在嚙合段上連接安裝粉體喂料機和液體灌注機。
[0009]尤其是，在雙螺桿擠出機第11/14段上，即雙螺桿擠出機總長為14段，在雙螺桿擠出機上屬于嚙合段的第11段上安裝連接粉體喂料機和液體灌注機。
[0010]尤其是，雙螺桿擠出機為同向反應型雙螺桿擠出機。雙螺桿擠出機第11/14、12/14段螺桿上排列安裝有輸送塊。
[0011]尤其是，在雙螺桿擠出機第11/14段開一個長方形的助劑加料口，助劑加料口寬度為螺桿的直徑，長度為寬度的2倍。
[0012]尤其是，粉體喂料機或液體灌注機喂料最低要求分別在4.0g/min和8.0g/min
[0013]尤其是，粉體喂料機和液體灌注機通過相同的助劑加料口連通嚙合段。
[0014]尤其是，粉體喂料機和液體灌注機分別通過不同的助劑加料口連通右側或左側的螺桿所在的嚙合段。
[0015]本實用新型的優(yōu)點和效果:在雙螺桿擠出機的第11/14段安裝連接粉體喂料機、液體灌注機，將粉體和液體助劑計量添加并通過3段雙螺桿來分散混合，既不會對TPU反應性和色度產生影響，也能做到更大的目標添加量。