[实用新型]一种强剪切力化学反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种挤出机的螺杆与料筒结构，尤其是一种用于挤出机的具有强剪切力的螺杆与料筒结构。

背景技术

热熔胶作为一种加热后能够获得粘结流动性的热粘胶。其主要特点是粘结强度高，根据不同的使用场合来选择不同的热熔胶。由聚烯烃分子断链与马来酸酐接枝制备的热熔胶对于金属和非金属都具有一定的粘结性。粘结性能的好坏取决于热熔胶制备时，接枝反应的程度，而接枝反应的程度又取决于聚烯烃分子的断链程度。因此，提高高分子聚合物分子链的断链程度，对热熔胶产品的性能有着重要的意义。

公开号为CN1130545A公开了一种“力化学反应器”的发明专利，运用高分子在应力作用下进行化学反应的基本原理，借鉴中国传统石磨的构思和结构，发明了可用于聚合物及填料的粉碎、混合及力化学反应的磨盘形力化学反应器。该反应器在加工过程中，可提供较大的挤压和剪切作用，使材料受到各个方向的作用力而破碎。实现了在力场技术条件下制备具有特殊功能和高性能的新材料。但是该发明仅对普通高分子聚合物分子链的断链改性具有一定的效果，但由于磨盘半径的限制，会产生两方面的影响，一方面是转速受限，另一方面是物料流受剪切的有效行程受限。因此其对物料的剪切效果有限，而且物料若需要充分的剪切，物料需重新添加回来，多次重复加工。

发明人先前发明的“一种强剪切力化学反应器”，公开号为CN103566862A，该反应器是将“磨盘式”的剪切结构引入到“螺旋式”剪切结构，进一步提高了高分子聚合物的热熔胶产品性能，实现了连续生产的目的。“螺旋式”剪切结构相对于“磨盘式”的剪切结构其旋转半径要小很多，因此可以大幅度的提升其旋转速度。而且“螺旋式”剪切结构增加了物料流受剪切的有效行程，从而使剪切更加充分。因此“螺旋式”剪切结构使得力化学反应器的剪切效果有较大的提升。

上述剪切结构对某些高分子材料进行反应加工时，还存在螺纹剪切力不够，接枝共聚反应不充分，挤出效率低等问题。这是由于力化学反应中，机械力使高分子链断链时，其实质是由于物料流所受的速度梯度。速度梯度越大，越有利于分子链的断链。而且应改变物料流的运动轨迹，避免部分物料未受到强剪切而流出，使尽可能多的物料受到剪切，提高接枝反应的程度，从而提升热熔胶产品的性能。因此，需要进一步对其结构进行优化设计，同时进行实验研究，设计并确定出较佳的设计参数及其完整的技术方案，以进一步提高挤出机对高分子聚合物分子链的剪切性能，提高接枝率和挤出率，以适应热熔胶产品性能的需求。

发明内容

本实用新型要解决的具体技术问题是通过对现有剪切力化学反应器的螺杆与料筒结构的改进，进一步提高高分子化学反应器的剪切力，以达到高分子材料在反应器中接枝共聚反应充分，并提供一种强剪切力化学反应器。

本实用新型的具体任务是通过以下技术方案实现的。

一种强剪切力化学反应器，包括反应器机架固定的输送段和熔融段，以及熔融段中螺杆在料筒内旋转实现剪切和输送结构；其特征是：在熔融段后端增设有强剪切段及其螺杆在料筒内旋转实现强剪切结构；

所述强剪切段中螺杆螺棱与料筒螺槽是螺线型结构与直线型结构的组合结构；

所述螺杆螺棱与料筒螺槽的头数为5；

所述螺杆螺棱与料筒螺槽的升角为40°；

所述螺杆螺棱与料筒螺槽的宽度为10mm时，螺杆螺棱高度是4.5mm、料筒螺槽深度是2mm；且螺杆螺棱与料筒螺槽的旋转方向相反。

进一步地，附件技术特征如下。

所述螺杆螺棱与料筒螺槽的螺线型与直线型组合结构是直线型结构+螺线型结构、直线型结构+螺线型结构+直线型结构、螺线型结构+直线型结构+螺线型结构。

所述螺线型结构与直线型结构的组合结构是螺线型结构+直线型结构+螺线型结构的组合结构时，螺杆螺棱与料筒螺槽的头数为5，螺杆螺棱与料筒螺槽的升角为40°；所述螺杆螺棱与料筒螺槽的宽度为10mm时，螺杆螺棱高度是4.5mm、料筒螺槽深度是2mm，物料流的剪切速率是1450/s。

所述螺线型结构+直线型结构+螺线型结构的螺杆与料筒的组合结构比例是1:1:1。

所述螺杆螺棱和料筒螺槽的断面结构是三角形结构、矩形结构和梯形结构中的一种。

本实用新型上述本发明所提供的一种强剪切力化学反应器，是通过对现有化学反应器的螺杆与料筒结构进行改进，提高了高分子化学反应器中高分子材料的剪切力，使得高分子材料在反应器中接枝共聚的反应更加充分，实现了不同高分子材料在反应器中的接枝共聚反应，与现有技术相比，其优点与积极效果如下：