一种改性塑料制备工艺的制作方法

[0001]
本发明属于塑料制造技术领域，具体涉及一种改性塑料制备工艺。


背景技术：

[0002]
改性塑料是指在通用塑料的基础上，经过填充、共混、增强等方法加工改性，提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面性能的塑料制品。改性塑料在制备时需要先将塑料原料加热成熔融状态，然后将改性剂加入到熔融状态的塑料中混合搅拌成混合物，最后将混合物挤出定型冷却。目前改性塑料制备过程中存在以下问题：(1)将塑料加热成熔融状态时塑料无法充分融化，导致熔融状态的塑料和改性剂混合搅拌后，混合物中存在部分塑料颗粒，对改性塑料的性能造成不利影响；(2)熔融状态下的塑料流动性较差，改性剂无法与熔融状态下的塑料进行充分均匀混合，同样会对改性塑料的性能造成不利影响。


技术实现要素：

[0003]
(一)要解决的技术问题
[0004]
本发明提供了一种改性塑料制备工艺，目的在于解决改性塑料制备时存在的以下问题：(1)将塑料加热成熔融状态时塑料无法充分融化，导致熔融状态的塑料和改性剂混合搅拌后，混合物中存在部分塑料颗粒，对改性塑料的性能造成不利影响；(2)熔融状态下的塑料流动性较差，改性剂无法与熔融状态下的塑料进行充分均匀混合，同样会对改性塑料的性能造成不利影响。
[0005]
(二)技术方案
[0006]
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0007]
一种改性塑料制备工艺，包括以下步骤：
[0008]
步骤一、切割融化：将塑料块切割成大小均匀的小块，然后将塑料小块加热成熔融状态。
[0009]
步骤二、混合搅拌：将改性剂加入到步骤一所制备的熔融塑料中，将混合物搅拌均匀。
[0010]
步骤三、冷却定型：通过挤出机将步骤二所制备的熔融状态混合物挤出，冷却定型即可。
[0011]
其中，步骤二所述将混合物搅拌均匀的过程采用一种改性塑料制备机械配合完成，所述改性塑料制备机械包括箱体，箱体内部形成横截面为圆形的工作腔。箱体顶面竖直固定安装有驱动电机，箱体顶板上围绕驱动电机竖直贯穿开设有若干个均匀分布的进料口，通过进料口将改性剂和熔融状态的塑料送入工作腔内。驱动电机的输出端固定安装有贯穿箱体且与工作腔轴线重合的主轴。箱体底板上围绕主轴竖直贯穿开设有若干个均匀分布的出料口，出料口处可外接现有技术中常用的单向阀门。箱体底面竖直固定安装有若干个支撑腿。主轴上竖直固定安装有方形套筒，方形套筒两个相对的侧壁上安装有两个相互对称的碾磨机构，方形套筒另外两个相对的侧壁上安装有两个相互对称的搅拌机构。通过
驱动电机带动主轴和方形套筒转动，从而通过搅拌机构对熔融状态塑料与改性剂的混合物进行搅拌，通过碾磨机构对混合物中的塑料颗粒进行碾磨。
[0012]
所述碾磨机构包括方形柱、圆槽、环形碾磨片、升降柱、容纳槽和第一磁铁块。方形柱沿工作腔径向水平固定安装在方形套筒的侧壁上。方形柱上竖直贯穿开设有圆槽，圆槽内安装有与其轴线重合的环形碾磨片。圆槽内滑动配合有与环形碾磨片内壁相互配合的升降柱，圆槽与升降柱轴线重合。升降柱外侧面开设有若干容纳槽。升降柱顶面固定安装有第一磁铁块，箱体顶板下表面均匀固定安装有若干个与第一磁铁块位置对应的第二磁铁块。箱体底板上表面开设有与主轴轴线重合的环形槽，环形槽内转动配合有安装环。安装环上表面对应升降柱的位置竖直固定安装有弹性伸缩杆，弹性伸缩杆顶端连接在升降柱底面上。方形套筒转动时带动方形柱、升降柱、第一磁铁块、弹性伸缩杆和安装环同步转动；熔融塑料与改性剂混合物中的塑料颗粒进入容纳槽内。当第一磁铁块与第二磁铁块相互靠近时，二者之间产生互斥力，通过互斥力作用推动升降柱沿着圆槽下降，弹性伸缩杆产生收缩；升降柱外侧壁与环形碾磨片内侧壁之间产生竖直方向的摩擦力，通过摩擦力作用对容纳槽内的塑料颗粒进行碾磨，使其成为小碎粒。当第一磁铁块与第二磁铁块相互远离时，二者之间互斥力消失，弹性伸缩杆复位过程中推动升降柱上升，升降柱外侧壁与环形碾磨片内侧壁之间产生竖直方向的摩擦力，对充斥在升降柱外侧壁与环形碾磨片内侧壁之间的塑料小碎粒进行二次碾磨，直至容纳槽移出圆槽；塑料小碎粒在混合物自身热量的作用下融化。
[0013]
所述搅拌机构包括第一安装轴、圆形套筒、搅动板和第一锥齿轮。第一安装轴沿工作腔径向水平转动安装在方形套筒的侧壁上，第一安装轴上安装有圆形套筒。圆形套筒外壁沿其周向均匀固定安装有若干个与其轴线相互平行的搅动板。第一安装轴外端固定安装有第一锥齿轮，工作腔内壁上水平固定安装有与第一锥齿轮相互啮合的第一锥齿圈。方形套筒转动时带动第一安装轴、圆形套筒、搅动板和第一锥齿轮同步转动，由于第一锥齿轮与第一锥齿圈相互啮合，故第一锥齿轮会带动第一安装轴、圆形套筒和搅动板产生自转，搅动板转动时使得熔融状态塑料和改性剂的混合物能够得到水平方向和竖直方向的双向搅拌。
[0014]
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装环底面沿其周向均匀转动安装有若干个滚珠，滚珠与箱体底板上环形槽滚动配合，以降低安装环与箱体底板上环形槽之间的摩擦力，提高安装环的使用寿命。
[0015]
作为本发明的一种优选技术方案，所述方形柱底面通过连接杆固定安装有与升降柱轴线重合的内螺纹套。升降柱外侧面开设有与内螺纹套相互配合的螺纹槽。弹性伸缩杆顶端与升降柱底面转动配合。当升降柱上下移动时，通过自身外侧面螺纹槽与内螺纹套之间的相互作用，使得自身产生转动，从而使得升降柱外侧面与环形碾磨片内侧面之间产生竖直方向摩擦力，提高了碾磨的效果，进而提高了对塑料颗粒的消除效果。
[0016]
作为本发明的一种优选技术方案，所述环形碾磨片外侧壁上固定安装有与其轴线重合的外齿圈。方形柱内部竖直转动安装有第二安装轴，第二安装轴上固定安装有第二锥齿轮以及与外齿圈相互啮合的齿轮。方形柱内沿工作腔径向水平转动安装有第三安装轴，第三安装轴内端固定安装有与第二锥齿轮相互啮合的第三锥齿轮。第三安装轴外端固定安装有第四锥齿轮。工作腔内壁上水平固定安装有与第四锥齿轮相互啮合的第二锥齿圈。由于第四锥齿轮与第二锥齿圈处于啮合状态，故方形柱转动时第四锥齿轮带动第三安装轴和
第三锥齿轮产生自转。第三锥齿轮带动第二锥齿轮、第二安装轴和齿轮转动。齿轮转动时带动外齿圈和环形碾磨片转动，从而增加了环形碾磨片内侧壁与升降柱外侧壁之间相对滑动的速度，进而增加了二者之间的摩擦效果，提高了对塑料颗粒的消除效果。
[0017]
作为本发明的一种优选技术方案，所述方形柱顶面位于升降柱远离方形套筒的一侧通过支架固定安装有密封筒，密封筒沿工作腔径向水平布置，密封筒两端形成开口。密封筒内部通过轴承架转动安装有与其轴线重合的第四安装轴。第四安装轴上固定安装有螺纹叶片。第四安装轴外端固定安装有第五锥齿轮。工作腔内壁上水平固定安装有与第五锥齿轮相互啮合的第三锥齿圈。方形柱跟随方形套筒转动时，密封筒、第四安装轴、螺纹叶片和第五锥齿轮也同步转动，由于第五锥齿轮与第三锥齿圈相互啮合，故第五锥齿轮会带动第四安装轴和螺纹叶片产生自转。螺纹叶片转动时将密封筒外侧端口处的混合物输送至密封筒内侧端口位于升降柱附近的位置，从而保证混合物都能得到碾磨机构的碾磨，提高对塑料颗粒的消除效果。
[0018]
作为本发明的一种优选技术方案，所述搅动板上开设有若干个相互平行的条缝，搅动板转动时进一步提高了搅拌均匀性。
[0019]
作为本发明的一种优选技术方案，所述圆形套筒沿第一安装轴轴向滑动安装在第一安装轴上。圆形套筒内端固定安装有与第一安装轴轴线重合的环形板。环形板内端面上沿其周向均匀固定安装有若干个第三磁铁块，方形套筒侧壁上围绕第一安装轴均匀固定安装有若干个与第三磁铁块位置对应的第四磁铁块。方形套筒侧壁上转动安装有支撑块，第一安装轴内端固定连接在支撑块上。环形板内端面与支撑块之间安装有套设在第一安装轴上的弹簧。第一安装轴转动时带动圆形套筒、环形板、第三磁铁块和弹簧转动。当第三磁铁块靠近第四磁铁块时，二者之间产生互斥力，通过互斥力的作用推动第三磁铁块、环形板和圆形套筒沿第一安装轴轴向朝外移动，弹簧被拉长。当第三磁铁块远离第四磁铁块时，二者之间互斥力消失，弹簧的弹力作用拉动环形板、第三磁铁块和圆形套筒沿第一安装轴轴向朝里移动。随着第一安装轴的持续转动，圆形套筒沿着第一安装轴轴向进行水平往复运动，从而带动搅动板在转动的同时沿着第一安装轴轴向进行水平往复运动，进一步提高了搅动板的搅拌效果。
[0020]
(三)有益效果
[0021]
本发明至少具有如下有益效果：
[0022]
(1)本发明解决了改性塑料制备时存在的以下问题：将塑料加热成熔融状态时塑料无法充分融化，导致熔融状态的塑料和改性剂混合搅拌后，混合物中存在部分塑料颗粒，对改性塑料的性能造成不利影响；熔融状态下的塑料流动性较差，改性剂无法与熔融状态下的塑料进行充分均匀混合，同样会对改性塑料的性能造成不利影响。
[0023]
(2)本发明在对熔融状态塑料和改性剂搅拌的同时，通过碾磨机构对二者的混合物进行碾磨，通过升降柱外侧面与环形碾磨片内侧面之间的相对滑动，对熔融状态塑料中部分未能融化的塑料颗粒进行碾磨，使其成为碎粒状，并通过混合物自身的热度对碎粒状塑料颗粒进行融化，从而消除了熔融状态塑料中的塑料颗粒，进而提高了改性塑料的性能。
[0024]
(3)本发明在对熔融状态塑料和改性剂搅拌时，搅动板绕着转动的同时也绕着第一安装轴转动，使得熔融状态塑料和改性剂的混合物能够得到水平方向和竖直方向的双向搅拌，提高了熔融状态塑料和改性剂的混合均匀度；同时圆形套筒带动搅动板沿第一安装
轴轴向往复运动，进一步提高了熔融状态塑料和改性剂的混合均匀度，进而提高了改性塑料的性能。
附图说明
[0025]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0026]
图1为本发明实施例中改性塑料制备工艺的步骤图；
[0027]
图2为本发明实施例中改性塑料制备机械的第一内部结构示意图；
[0028]
图3为图2中a处的放大示意图；
[0029]
图4为本发明实施例中改性塑料制备机械的第二内部结构示意图；
[0030]
图5为图4中b处的放大示意图。
[0031]
图中：1-箱体、2-工作腔、3-驱动电机、4-进料口、5-主轴、6-出料口、7-方形套筒、8-碾磨机构、81-方形柱、82-圆槽、83-环形碾磨片、84-升降柱、85-容纳槽、86-第一磁铁块、87-内螺纹套、88-外齿圈、89-第二安装轴、810-第二锥齿轮、811-齿轮、812-第三安装轴、813-第三锥齿轮、814-第四锥齿轮、815-密封筒、816-第四安装轴、817-螺纹叶片、818-第五锥齿轮、9-搅拌机构、91-第一安装轴、92-圆形套筒、93-搅动板、94-第一锥齿轮、95-环形板、96-第三磁铁块、97-第四磁铁块、98-支撑块、99-弹簧、10-第二磁铁块、11-安装环、12-弹性伸缩杆、13-第一锥齿圈、14-滚珠、15-第二锥齿圈、16-第三锥齿圈。
具体实施方式
[0032]
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0033]
如图1所示，本实施例提供了一种改性塑料制备工艺，包括以下步骤：
[0034]
步骤一、切割融化：将塑料块切割成大小均匀的小块，然后将塑料小块加热成熔融状态。
[0035]
步骤二、混合搅拌：将改性剂加入到步骤一所制备的熔融塑料中，将混合物搅拌均匀。
[0036]
步骤三、冷却定型：通过挤出机将步骤二所制备的熔融状态混合物挤出，冷却定型即可。
[0037]
其中，步骤二所述将混合物搅拌均匀的过程采用如图2至图5所示一种改性塑料制备机械配合完成，所述改性塑料制备机械包括箱体1，箱体1内部形成横截面为圆形的工作腔2。箱体1顶面竖直固定安装有驱动电机3，箱体1顶板上围绕驱动电机3竖直贯穿开设有若干个均匀分布的进料口4，通过进料口将改性剂和熔融状态的塑料送入工作腔2内。驱动电机3的输出端固定安装有贯穿箱体1且与工作腔2轴线重合的主轴5。箱体1底板上围绕主轴5竖直贯穿开设有若干个均匀分布的出料口6，出料口6处可外接现有技术中常用的单向阀门。箱体1底面竖直固定安装有若干个支撑腿。主轴5上竖直固定安装有方形套筒7，方形套筒7两个相对的侧壁上安装有两个相互对称的碾磨机构8，方形套筒7另外两个相对的侧壁上安装有两个相互对称的搅拌机构9。
[0038]
碾磨机构8包括沿工作腔2径向水平固定安装在方形套筒7侧壁上的方形柱81。方形柱81上竖直贯穿开设有圆槽82，圆槽82内安装有与其轴线重合的环形碾磨片83。圆槽82
内滑动配合有与环形碾磨片83内壁相互配合的升降柱84，圆槽82与升降柱84轴线重合。升降柱84外侧面开设有若干容纳槽85。升降柱84顶面固定安装有第一磁铁块86，箱体1顶板下表面均匀固定安装有若干个与第一磁铁块86位置对应的第二磁铁块10。箱体1底板上表面开设有与主轴5轴线重合的环形槽，环形槽内转动配合有安装环11。安装环11底面沿其周向均匀转动安装有若干个滚珠14，滚珠14与箱体1底板上环形槽滚动配合，以降低安装环11与箱体1底板上环形槽之间的摩擦力，提高安装环11的使用寿命。安装环11上表面对应升降柱84的位置竖直固定安装有弹性伸缩杆12，弹性伸缩杆12顶端连接在升降柱84底面上。方形套筒7转动时带动方形柱81、升降柱84、第一磁铁块86、弹性伸缩杆12和安装环11同步转动；熔融塑料与改性剂混合物中的塑料颗粒进入容纳槽85内。当第一磁铁块86与第二磁铁块10相互靠近时，二者之间产生互斥力，通过互斥力作用推动升降柱84沿着圆槽82下降，弹性伸缩杆12产生收缩；升降柱84外侧壁与环形碾磨片83内侧壁之间产生竖直方向的摩擦力，通过摩擦力作用对容纳槽85内的塑料颗粒进行碾磨，使其成为小碎粒。当第一磁铁块86与第二磁铁块10相互远离时，二者之间互斥力消失，弹性伸缩杆12复位过程中推动升降柱84上升，升降柱84外侧壁与环形碾磨片83内侧壁之间产生竖直方向的摩擦力，对充斥在升降柱84外侧壁与环形碾磨片83内侧壁之间的塑料小碎粒进行二次碾磨，直至容纳槽85移出圆槽82；塑料小碎粒在混合物自身热量的作用下融化。
[0039]
方形柱81底面通过连接杆固定安装有与升降柱84轴线重合的内螺纹套87。升降柱84外侧面开设有与内螺纹套87相互配合的螺纹槽。弹性伸缩杆12顶端与升降柱84底面转动配合。当升降柱84上下移动时，通过自身外侧面螺纹槽与内螺纹套87之间的相互作用，使得自身产生转动，从而使得升降柱84外侧面与环形碾磨片83内侧面之间产生竖直方向摩擦力，提高了碾磨的效果，进而提高了对塑料颗粒的消除效果。
[0040]
环形碾磨片83外侧壁上固定安装有与其轴线重合的外齿圈88。方形柱81内部竖直转动安装有第二安装轴89，第二安装轴89上固定安装有第二锥齿轮810以及与外齿圈88相互啮合的齿轮811。方形柱81内沿工作腔2径向水平转动安装有第三安装轴812，第三安装轴812内端固定安装有与第二锥齿轮810相互啮合的第三锥齿轮813。第三安装轴812外端固定安装有第四锥齿轮814。工作腔2内壁上水平固定安装有与第四锥齿轮814相互啮合的第二锥齿圈15。由于第四锥齿轮814与第二锥齿圈15处于啮合状态，故方形柱81转动时第四锥齿轮814带动第三安装轴812和第三锥齿轮813产生自转。第三锥齿轮813带动第二锥齿轮810、第二安装轴89和齿轮811转动。齿轮811转动时带动外齿圈88和环形碾磨片83转动，从而增加了环形碾磨片83内侧壁与升降柱84外侧壁之间相对滑动的速度，进而增加了二者之间的摩擦效果，提高了对塑料颗粒的消除效果。
[0041]
方形柱81顶面位于升降柱84远离方形套筒7的一侧通过支架固定安装有密封筒815，密封筒815沿工作腔2径向水平布置，密封筒815两端形成开口。密封筒815内部通过轴承架转动安装有与其轴线重合的第四安装轴816。第四安装轴816上固定安装有螺纹叶片817。第四安装轴816外端固定安装有第五锥齿轮818。工作腔2内壁上水平固定安装有与第五锥齿轮818相互啮合的第三锥齿圈16。方形柱81跟随方形套筒7转动时，密封筒815、第四安装轴816、螺纹叶片817和第五锥齿轮818也同步转动，由于第五锥齿轮818与第三锥齿圈16相互啮合，故第五锥齿轮818会带动第四安装轴816和螺纹叶片817产生自转。螺纹叶片817转动时将密封筒815外侧端口处的混合物输送至密封筒815内侧端口位于升降柱84附近
的位置，从而保证混合物都能得到碾磨机构8的碾磨，提高对塑料颗粒的消除效果。
[0042]
搅拌机构9包括第一安装轴91、圆形套筒92、搅动板93和第一锥齿轮94。第一安装轴91沿工作腔2径向水平转动安装在方形套筒7的侧壁上，第一安装轴91上安装有圆形套筒92。圆形套筒92外壁沿其周向均匀固定安装有若干个与其轴线相互平行的搅动板93，搅动板93上开设有若干个相互平行的条缝，搅动板93转动时进一步提高了搅拌均匀性。
[0043]
第一安装轴91外端固定安装有第一锥齿轮94，工作腔2内壁上水平固定安装有与第一锥齿轮94相互啮合的第一锥齿圈13。方形套筒7转动时带动第一安装轴91、圆形套筒92、搅动板93和第一锥齿轮94同步转动，由于第一锥齿轮94与第一锥齿圈13相互啮合，故第一锥齿轮94会带动第一安装轴91、圆形套筒92和搅动板93产生自转，搅动板93转动时使得熔融状态塑料和改性剂的混合物能够得到水平方向和竖直方向的双向搅拌。
[0044]
圆形套筒92沿第一安装轴91轴向滑动安装在第一安装轴91上。圆形套筒92内端固定安装有与第一安装轴91轴线重合的环形板95。环形板95内端面上沿其周向均匀固定安装有若干个第三磁铁块96，方形套筒7侧壁上围绕第一安装轴91均匀固定安装有若干个与第三磁铁块96位置对应的第四磁铁块97。方形套筒7侧壁上转动安装有支撑块98，第一安装轴91内端固定连接在支撑块98上。环形板95内端面与支撑块98之间安装有套设在第一安装轴91上的弹簧99。第一安装轴91转动时带动圆形套筒92、环形板95、第三磁铁块96和弹簧99转动。当第三磁铁块96靠近第四磁铁块97时，二者之间产生互斥力，通过互斥力的作用推动第三磁铁块96、环形板95和圆形套筒92沿第一安装轴91轴向朝外移动，弹簧99被拉长。当第三磁铁块96远离第四磁铁块97时，二者之间互斥力消失，弹簧99的弹力作用拉动环形板95、第三磁铁块96和圆形套筒92沿第一安装轴91轴向朝里移动。随着第一安装轴91的持续转动，圆形套筒92沿着第一安装轴91轴向进行水平往复运动，从而带动搅动板93在转动的同时沿着第一安装轴91轴向进行水平往复运动，进一步提高搅动板93搅拌效果。
[0045]
本实施例中改性塑料制备机械工作步骤如下：通过进料口将改性剂和熔融状态的塑料送入工作腔2内。通过驱动电机3带动主轴5和方形套筒7转动，从而通过搅拌机构9中的搅动板93对熔融状态塑料与改性剂的混合物进行搅拌，通过碾磨机构8中升降柱84外侧壁与环形碾磨片83内侧壁之间的摩擦力对混合物中的塑料颗粒进行碾磨。通过出料口6将混合搅拌完成后的混合物导出即可。
[0046]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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