[发明专利]一种高黏度材料的熔融挤出-流/压延成型方法及装置

说明书

本发明公开一种高黏度材料的熔融挤出‑流/压延成型方法及装置，其方法是先利用柱塞杆往复运动产生的挤压作用力将物料送至拉伸组件内；利用拉伸组件中拉伸流道径向截面面积的周期性变化，使拉伸组件对通过的物料产生拉伸作用力，进行高效熔融塑化运输和分散混合；随后利用模头中均化流道的逐渐扁平化，完成物料的均化分散和挤出。其装置包括依次连接的料筒、套筒和模头，料筒内设有柱塞杆，柱塞杆与料筒的内壁之间形成挤压流道，套筒内设有拉伸组件，拉伸组件中拉伸流道的径向截面面积呈周期性的放大缩小变化或曲折变化，模头中均化流道的径向截面逐渐趋向扁平化。本发明利用挤压作用和拉伸作用的结合，可有效提高高黏度、流动性差的聚合物的加工效率。

技术领域

本发明涉及高分子材料加工技术领域，特别涉及一种高黏度材料的熔融挤出-流/压延成型方法及装置。

背景技术

高分子材料加工成型是一种高分子材料在外力场作用下发生形变，获得所需要的产品的过程，其加工方法与设备在很大程度上决定了产品的性能。压延与流延技术是生产聚合物薄膜与片材的主要方法。传统的生产方法主要是通过螺杆挤出机或其他设备将高分子材料加热塑化并进行共混，随后通过衣架式、T型或燕尾式流延模头进行流延，或使其通过若干平行转动的辊筒之间的间隙，对材料进行挤压和延展，由此制成表面光洁度较好的薄膜或片材。

在聚合物加工过程中，物料流动形态主要包括剪切流动与拉伸流动。在传统的螺杆加工过程中，物料的速度梯度方向与流动方向垂直，混合塑化过程受到剪切形变支配，因此存在热机械历程长、能耗高、设备体积及重量大、混合混炼效果差、物料体系适应性差等缺点。与之相比，基于拉伸流场的高分子材料加工方法具有物料特性依赖小、塑化输送效率高、节能降耗等优点。

高黏度材料制成的制品具有优越的使用性能，如被称为“塑料王”的聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、高填充聚合物复合体系等，其具有无色、无毒、耐高低温范围宽、化学惰性和摩擦因数小等多种优异性能。但同时由于其高黏度，此类材料的线膨胀系数较大，尺寸稳定性差，热导率低，耐蠕变性差，耐磨损性差、成型和二次加工困难，因此限制了其实用化和功能化。若能将拉伸流场应用到材料的塑化混合加工过程，则可以有效提高此类高黏度、流动性差的聚合物的加工效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高黏度材料的熔融挤出-流/压延成型方法，该方法利用挤压作用和拉伸作用的结合，可有效提高高黏度、流动性差的聚合物的加工效率。

本发明的另一目的在于提供一种用于实现上述方法的高黏度材料的熔融挤出-流/压延成型装置。

本发明的技术方案为：一种高黏度材料的熔融挤出-流/压延成型方法，先利用柱塞杆往复运动产生的挤压作用力将物料送至拉伸组件内；然后利用拉伸组件中拉伸流道径向截面面积的周期性变化，使拉伸组件对通过的物料产生拉伸作用力，从而对物料进行高效熔融塑化运输和分散混合；随后物料进入模头，利用模头中均化流道的逐渐扁平化，完成物料的均化分散和挤出。

所述柱塞杆处形成挤压作用区域，拉伸组件处形成拉伸作用区域，模头处形成均化区域，挤压作用区域、拉伸作用区域和均化区域依次连通。

本发明一种高黏度材料的熔融挤出-流/压延成型装置，包括依次连接的料筒、套筒和模头，料筒内设有柱塞杆，柱塞杆与料筒的内壁之间形成挤压流道(该流道即为挤压作用区域)，套筒内设有拉伸组件，拉伸组件中拉伸流道的径向截面面积呈周期性的放大缩小变化或曲折变化，模头中均化流道的径向截面逐渐趋向扁平化。

所述料筒上设有进料斗，进料斗的出口端与挤压作用区域连通。

所述拉伸组件包括依次连接的若干个拉伸模块，各拉伸模块的内腔均为光滑面，且各拉伸模块的内腔光滑连接形成径向截面呈周期性变化的拉伸流道，该流道即为拉伸作用区域。

所述拉伸模块的内腔在轴线方向上呈圆锥形，拉伸流道的径向截面形状呈圆形，相邻两个拉伸模块之间呈镜像对称设置。