[发明专利]用于将固体、液体和气体分散在挤出机中的装置和方法

说明书

用于将固体、液体和气体分散在挤出机中的装置和方法，所述挤出机具有至少一个轴(1)和罩筒(2)，其中在所述轴上安装至少一个具有中断的盘(4)，其与所述轴共同旋转，并且在产物流动方向上或与产物流动方向相反的方向上直接在所述盘后设置非共同旋转的盘(3)，其同样具有中断，并且其中所述共同旋转的盘与旋转轴结合且朝着所述罩筒的方向具有缝隙(14)，并且所述非共同旋转的盘与所述罩筒结合且朝着所述旋转芯轴的方向具有缝隙(15)。

本发明涉及含有挤出机的装置，在该挤出机上的（一个或多个）轴上安装至少一个共同旋转且具有中断的盘，并且其中在共同旋转的盘之后直接设置非共同旋转的盘，其同样具有中断。该设备适用于固体、液体和气体的分散，并具有改进的分散效果。本发明进一步涉及将固体、液体和/或气体分散在塑料物料中的方法。

已知存在各种类型的挤出机。由于简单的构造方式，最常使用的挤出机是单螺杆挤出机(也同义地作为单轴挤出机)，其中单个轴在罩筒中旋转。另一种类型是多螺杆挤出机(同义地也为多轴挤出机)，其中多个轴旋转。这里，同向和反向的挤出机轴或它们的组合是可行的。

借助挤出机将固体、液体或气体分散在塑料物料中是聚合物加工中经常出现的任务。

如本领域技术人员已知的，不足的分散具有缺点。如果固体分散不好，则可能由于材料消耗增加以及机械性能降低（例如由于形成斑块）而导致成本增加。分散差的液体例如分布不足，或者在可溶性液体的情况下在分散步骤之后仍然以游离形式存在。不足分布的液体导致产物性能的不均匀分布，并因此例如当一部分聚合物具有高的添加剂浓度而另一部分具有低浓度时可能使得使用性能变差。如果一部分液体在挤出机的头部仍然以游离形式存在，则可能的是例如有机液体例如从齿轮泵的轴承中逸出或者在高温下在喷嘴处喷出。这可能导致污染问题、受热液体的伤害、由于液体蒸发导致的环境问题、或当在空气中点燃细分的有机液体时甚至引发火灾。

取决于工艺的目的，气体分散差可能例如在绝缘材料的制造中导致泡沫不均匀或导致脱气不足。

挤出机中的每个分散过程同时与能量输入相关联。增加的能量输入通常导致热方式或其它的产物损害，这是不希望的。因此，重要的技术目的是在相同的能量输入下改进的分散效果，或者反之，在相同的分散效果下降低的能量输入。

因此，由现有技术出发的目的是提供含有挤出机的装置，其具有改进的分散效果和/或减少的能量输入。

所述目的通过提供含有挤出机的本发明的装置实现，在该挤出机的（一个或多个）轴上安装至少一个具有中断的盘，其与所述轴共同旋转，并且在产物流动方向上或与产物流动方向相反的方向上直接在所述盘之后设置非共同旋转的盘，其同样具有中断。

令人惊讶地已发现，本发明的装置在相同的能量输入下造成改进的分散。只要不需要或不以一定程度需要改进的分散，可以减少能量输入。

因此，本发明的装置的使用使得能够通过改进的均化和/或减少的能量输入来改进塑料物料的产物品质。

在本发明中，在挤出机的（一个或多个）轴上安装至少一个与轴共同旋转且具有中断的盘，并且在产物流动方向上或与产物流动方向相反的方向上直接在所述盘之后设置非共同旋转的盘，其同样具有中断。这里，所述共同旋转的盘与旋转轴结合并且朝着罩筒的方向具有缝隙，且非共同旋转的盘与罩筒结合并且朝着旋转芯轴的方向具有缝隙。

为了增加分散效果，优选连续设置这种盘的多个组合；也就是说，挤出机具有旋转盘和非旋转盘的交替序列。

图1示例地示出了穿过挤出机轴(1)的截面，其具有罩筒(2)和与其结合的盘(3)以及轴(1)和与其结合的盘(4)以及旋转轴(5)。