專利名稱：：一種聚丙烯發泡裝飾材料擠出裝置及生產工藝的制作方法
技術領域：
：本發明提供一種聚丙烯發泡裝飾材料生產工藝，同時還提供了適應于該生產工藝的擠出裝置，屬于化工塑料制品的生產工藝
技術領域：
。技術背景發泡塑料是由無數充滿氣體的泡孔組成，具有質量輕、比強度高；具有較好的吸收沖擊載荷的能力、能隔熱保溫隔音緩沖、絕緣、防腐等優點。而聚丙烯(簡稱PP)發泡板材除具以上性能外，PP泡沬的熱變形溫度比較高(165°C)，耐高溫性能優良，可以在高溫環境中使用；具有非常優良的耐化學性能，價格低廉，回收性好，便于環保。聚丙烯是結晶型聚合物，在結晶熔點以下聚合物幾乎不流動，結晶熔點以上聚合物熔體強度急劇下降，發泡過程中產生的氣體很難包住。另外聚丙烯從熔融態轉變為結晶態時要放出大量的結晶熱，而熔融聚合物的比熱容大，從熔融態轉變為固體狀態時間長，發泡氣體易于逃逸，因此適于發泡的溫度范圍較窄。不易制的高發泡倍率的泡沫。所以先將聚丙烯進行交聯，以此來提高熔體強度和物理機械性能。常用的交聯方法有化學交聯和輻射交聯。這就使得產品的加工工藝變得復雜化，生產過程不容易控制，并且產品不環保。
發明內容本發明提供一種聚丙烯發泡裝飾材料生產工藝，發泡均勻，工藝相對簡單，具有高熔體強度和物理機械性能。本發明還公開了適用于該發明工藝的擠出裝置，用于生產聚丙烯發泡裝飾材料。本發明的技術解決方案如下擠出裝置的機筒為夾套結構，夾套上分別設有加熱介質的入口和出口構成加熱循環系統，機筒的一端設有料斗接機筒型腔，機筒的另一端為機頭口模，其中，機筒分兩段套裝在擠出螺桿上構成工作一區和工作二區，兩段之間通過密封擋板連接，發泡劑加入口設在工作二區機筒上與其型腔連通；密封擋板上開設有若干錐狀的物料擠出通孔與機筒的型腔連通；所述的擠出螺桿的長度和直徑比為(4555):1。具體擠出工藝如下將聚丙烯和阻燃劑按100:15的比例混合，混合后的物料自料斗進入擠出機經過螺桿，在工作一區中，200-23(TC狀態下充分塑煉成熔融狀態，熔融物料由密封擋板進入工作二區，發泡劑由發泡劑加入口注入，在工作二區內由密封板、發泡劑注入口、機頭之間構成壓縮通道；熔融物料通過密封擋板上的錐狀的孔擠出而向前移動進入二區，同時對逆向流動的物料和注入的發泡劑的滲露形成有效的塑料密封，保證聚丙烯熔體和發泡劑在該區在定壓條件下，得到發泡倍率比較穩定的發泡材料。當物料進入工作二區后，由于該段螺桿結構較工作一區右端壓縮比變小(工作一區為2.4:1左右，工作二區為2:1)，物料在該區的產生的壓力變小，氣體發泡劑由注入口8注入，在該區螺桿的混煉下形成均相。此時由于揮發性氣體的注入-氣化膨脹時吸收物料的部分熱量，使該區混合相溫度迅速下降，提高了熔融粘度，從而穩定形成了泡孔的結構。若溫度降低太多，則影響泡孔和生產；因此要合理地控制該區的加工溫度。混合相的溫度要低于熔融溫度而高于軟化溫度，在此溫度范圍內物料有較大的熔融強度，可以保證泡孔不破裂；因此，該段物料在料筒內的溫度控制采用導熱流體介質控制溫度，可以比較精確的控制在結晶點以上較窄的范圍內(145。C附近)，并且溫度均勻，比較低的溫度可以保證熔體的強度，在該段內熔體和發泡氣體在密封條件下被有效地混合均勻后通過口模擠入低壓環境中膨脹完成發泡。發泡劑的注入壓力對于聚丙烯擠出發泡的影響很大，氣瓶中的物理發泡劑CO2被冷卻到接近0X:，使氣體液化。要將發泡劑注入機筒，發泡劑進入注入口的壓力必須高于注入口處機筒內的熔體壓力。因此，在進入擠出機之前，發泡劑需要通過正位移泵壓縮到，在擠出機的機筒上，一個單向的閥門用以阻止聚合物熔體流向氣體注入系統。當螺桿的轉速為10r/min-30r/min，在C02壓力降分別為8Mpa-15MPa時，得到的聚丙烯發泡板材的發泡倍率為20-30倍(密度為30-50Kg/m3即符合要求)為了得到優質的發泡材料，要盡可能多地在聚丙烯熔體中溶解足夠量的發泡劑。當發泡氣體注入二區時，控制發泡氣體C02注入料筒時的壓力降為8Mpa-15MPa，使聚丙烯的發泡倍率為20-30倍；為了避免溶有發泡劑的聚丙烯熔體在到達發泡機頭之前提前發泡，并抑制過高溫度下氣體膨脹速度快而導致的氣泡塌陷，在熔體到達發泡機頭之前，將溶解有發泡劑的熔體充分冷卻到140-145°C。本發明的積極效果在于通過密封板將擠出裝置的工作一區和工作二區分隔，對逆向流動的物料和注入的發泡劑的滲露形成有效的塑料密封，產生高發泡倍率的泡沫，聚丙烯發泡產品的熔體強度和物理機械性能得以很大的提高。本發明工藝及裝置具有結構簡單、操作簡捷、便于操作、無毒環保，成本低廉特點。圖1為本發明擠出裝置結構示意圖；圖2、3為本發明擠出裝置的密封擋板結構示意圖。具體實施方式通過以下實施例進一步舉例描述本發明，并不以任何方式限制本發明，在不背離本發明的技術解決方案的前提下，對本發明所作的本領域普通技術人員容易實現的任何改動或改變都將落入本發明的權利要求范圍之內。實施例l根據圖1所示，擠出裝置3的機筒6為夾套結構，夾套上分別設有加熱介質的入口1、4和出口7、IO構成加熱循環系統，機筒6的一端設有料斗5接機筒6型腔，機筒6的另一端為機頭口模11，其特征在于機筒6分兩段套裝在擠出螺桿2上構成工作一區和工作二區，兩段之間通過密封擋板9連接，發泡劑加入口8設在工作二區機筒6上與其型腔連通；參照圖2，密封擋板9上開設有八個錐狀的物料擠出通孔13與機筒6的型腔連通。擠出螺桿2的長度和直徑比為(45~55):1。實施例2將聚丙烯和阻燃劑按100:15的比例混合，其投料量按生產需求，只要按此配方比即可，混合后的物料自料斗5進入擠出機經過螺桿2(在200-23(TC狀態下)的充分塑煉成熔融狀態(在工作一區完成)，烙融物料由密封擋板9進入工作二區，發泡劑由發泡劑加入口8注入，在工作二區內由密封板、發泡劑注入口8、機頭之間構成壓縮通道；熔融物料通過密封擋板上的錐狀的孔擠出而向前移動進入工作二區，同時對逆向流動的物料和注入的發泡劑的滲露(有可能返回到工作一區)形成有效的塑料密封，可以保證聚丙烯熔體和發泡劑在該區在定壓條件下，得到發泡倍率比較穩定的發泡材料。當物料進入工作二區后，由于該段螺桿結構較工作一區右端壓縮比變小(工作一區為2.4:1左右，工作二區為2:1)，物料在該區的產生的壓力變小，氣體發泡劑由注入口8注入，在該區螺桿的混煉下形成均相。此時由于揮發性氣體的注入-氣化膨脹時吸收物料的部分熱量，使該區混合相溫度迅速下降，提高了熔融粘度，從而穩定形成了泡孔的結構。若溫度降低太多，則影響泡孔和生產；因此要合理地控制該區的加工溫度。混合相的溫度要低于熔融溫度而高于軟化溫度，在此溫度范圍內物料有較大的熔融強度，可以保證泡孔不破裂；因此，該段物料在料筒內的溫度控制采用導熱流體介質控制溫度，可以比較精確的控制在結晶點以上較窄的范圍內(145"C附近)，并且溫度均勻，比較低的溫度可以保證熔體的強度，在該段內熔體和發泡氣體在密封條件下被有效地混合均勻后通過口模擠入低壓環境中膨脹完成發泡。發泡劑的注入壓力對于聚丙烯擠出發泡的影響很大，氣瓶中的物理發泡劑C02被冷卻到接近(TC，使氣體液化。要將發泡劑注入機筒，發泡劑進入注入口的壓力必須高于注入口處機筒內的熔體壓力。因此，在進入擠出機之前，發泡劑需要通過正位移泵壓縮到，在擠出機的機筒上，一個單向的閥門用以阻止聚合物熔體流向氣體注入系統。當螺桿的轉速為10r/min-30r/min，在C02壓力降分別為8Mpa-15MPa時,得到的聚丙烯發泡板材的發泡倍率為20-30倍(密度為30-50Kg/m3即符合要求)。本發明產品的檢測結果和技術要求之間的對比:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權利要求1、一種聚丙烯發泡裝飾材料生產工藝，其特征在于將聚丙烯和阻燃劑按100∶15的比例混合，混合后的物料自料斗進入擠出機經過螺桿，在工作一區中，200-230℃狀態下充分塑煉成熔融狀態，熔融物料由密封擋板進入工作二區，發泡劑由發泡劑加入口注入，在工作二區內由密封板、發泡劑注入口、機頭之間構成壓縮通道；熔融物料通過密封擋板上的錐狀的孔擠出而向前移動進入二區，同時對逆向流動的物料和注入的發泡劑的滲露形成有效的塑料密封；當發泡氣體注入二區時，控制發泡氣體CO2注入料筒時的壓力降為8Mpa-15MPa，使聚丙烯的發泡倍率為20-30倍；在熔體到達發泡機頭之前，將溶解有發泡劑的熔體充分冷卻到140-145℃。2、一種聚丙烯發泡裝飾材料擠出裝置，擠出裝置(3)的機筒(6)為夾套結構，夾套上分別設有加熱介質的入口(1)、(4)和出口(7)、(10)構成加熱循環系統，機筒(6)的一端設有料斗(5)接機筒(6)型腔，機筒(6)的另一端為機頭口模(11)，其特征在于機筒(6)分兩段套裝在擠出螺桿(2)上構成工作一區和工作二區，兩段之間通過密封擋板(9)連接，發泡劑加入口(8)設在工作二區機筒(6)上與其型腔連通；密封擋板(9)上開設有若干錐狀的物料擠出通孔(13)與機筒(6)的型腔連通。3、根據權利要求2所述的擠出裝置，其特征在于擠出螺桿(2)的長度和直徑比為(45~55):1。全文摘要本發明提供一種聚丙烯發泡裝飾材料生產工藝，發泡均勻，工藝相對簡單，具有高熔體強度和物理機械性能。本發明還公開了適用于該發明工藝的擠出裝置，將現有的塑料擠出機的螺桿進行改進，使螺桿的長度和直徑比加大為(45～55)∶1，在螺桿的中部加裝密封擋板，擋板上開設有若干錐狀的物料擠出通孔。通過密封板將擠出裝置的工作一區和工作二區分隔，對逆向流動的物料和注入的發泡劑的滲露形成有效的塑料密封，產生高發泡倍率的泡沫，聚丙烯發泡產品的熔體強度和物理機械性能得以很大的提高。本發明工藝及裝置具有結構簡單、操作簡捷、便于操作、無毒環保，成本低廉特點。文檔編號B29C47/58GK101250282SQ200810050508公開日2008年8月27日申請日期2008年3月18日優先權日2008年3月18日發明者周金明,遲玉生申請人:白山市金建汽車零部件有限公司