目前,聚合物共混主要設(shè)備為單螺桿、雙螺桿擠出機(jī)和密煉機(jī)等 一、技術(shù)內(nèi)容 1.技術(shù)原理 采用基于高拉伸的混沌型轉(zhuǎn)子,使塑料在連續(xù)混煉機(jī)內(nèi)的熔融過程呈現(xiàn)離散熔融狀態(tài),提高傳熱效率和熔融速度;通過在連續(xù)混煉機(jī)的熔融區(qū)和混煉區(qū)之間建立起能量耦合,利用混煉過程中產(chǎn)生的熔融耗散熱,滿足固體樹脂熔融過程中對熱量的需求;通過在混煉場中建立高效的拉伸流動,提高混煉效率。終使整個(gè)混煉過程的能量消耗大幅降低。 2.關(guān)鍵技術(shù) 高效連續(xù)混煉技術(shù)通過轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和混煉工藝,在混煉流場中建立起強(qiáng)拉伸混沌混合流動和強(qiáng)化的熔融耗散混合過程,可有效解決高比例粉體填充改性聚合物過程中的粉體分散問題,其主要關(guān)鍵技術(shù)如下: (1)塑料顆粒的離散熔融技術(shù) 借助于混沌型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),使塑料的熔融過程呈現(xiàn)離散包覆熔融狀態(tài),提高了熔融過程中能量的傳遞效率和固體顆粒熔融速率,降低了熔融過程的能量消耗。 (2)基于能量耦合的熱量自循環(huán)技術(shù) 通過對混煉機(jī)內(nèi)部軸向返混流動的優(yōu)化,在連續(xù)混煉機(jī)的熔融區(qū)和混煉區(qū)之間建立起能量耦合,利用混煉段熔體粘性耗散產(chǎn)生的熱量,滿足固體物料熔融過程對能量的需求,使設(shè)備在運(yùn)行過程中不再需要外部補(bǔ)充熱量 (3)基于高拉伸的粘性耗散熔融高效混合技術(shù) 借助于優(yōu)化的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和三維造型 3.工藝流程 以高效清潔化連續(xù)混煉成套生產(chǎn)裝置為核心主機(jī)的塑料共混加工過程的典型生產(chǎn)工藝流程(電纜屏蔽料)。物料(包括各種粉料、粒料、添加劑等)經(jīng)過增重式計(jì)量秤計(jì)量后,進(jìn)入低速預(yù)混混合器混合。借助于失重計(jì)量秤,將混合后的物料以一定的比例和流率連續(xù)地加入到雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)中進(jìn)行混合,實(shí)現(xiàn)各組分的均勻分散。熔融的物料通過出料口均勻流出并進(jìn)入到單螺桿擠出機(jī)中建立足夠的壓力,通過模頭擠出,經(jīng)過造粒機(jī)切成所需要的顆粒,并經(jīng)過離心脫水機(jī)干燥,得到終成品。 由圖可見,轉(zhuǎn)子的加料段像一對非嚙合的雙螺桿,將計(jì)量加料機(jī)加入的物料輸送到混煉段。轉(zhuǎn)子的混煉段像一對密煉機(jī)的轉(zhuǎn)子,其表面有兩對旋轉(zhuǎn)方向相對、角度各不相同的螺棱,物料在此被壓縮、熔融、剪切、伸展,從而終被混煉與塑化;轉(zhuǎn)子的卸料段是橢圓形的,混煉完成的物料在此通過機(jī)筒上卸料口被排出。 二、主要技術(shù)指標(biāo) 1.實(shí)際混煉能耗比功率:0.24kW/(kg·h)(80%CaCO3/HDPE) 2.相對傳統(tǒng)混煉工藝 3.減少有害異味氣體排放量:≥60% 4.減少粉體排放量:98%。 三、技術(shù)應(yīng)用情況 目前 四、推廣前景和節(jié)能潛力 基于混沌混合的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)式密煉機(jī)及相關(guān)的高效連續(xù)混煉技術(shù),結(jié)合了密煉機(jī)優(yōu)異的混合特性和雙螺桿擠出機(jī)連續(xù)工作的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于橡塑加工行業(yè)。該技術(shù)在提高共混塑料制品性能的同時(shí),不僅可以大幅度降低現(xiàn)有橡塑加工過程中的能耗和運(yùn)行成本,還能有效提高自動化程度和生產(chǎn)效率,改善車間環(huán)境,有效粉塵排放量減少95%以上,推廣前景廣闊。以高濃縮色母粒、功能母粒制造業(yè)為例,預(yù)計(jì)到2020 年,本技術(shù)可推廣至40%,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)共混改性母粒和專用料1000 萬t/a,項(xiàng)目總投資20 億元