一种超临界流体微发泡螺杆混合装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111823535A(43)申请公布日2020.10.27(21)申请号202010667048.3B29C45/47(2006.01)(22)申请日2020.07.13B29C44/34(2006.01)(71)申请人青岛科技大学地址266061山东省青岛市崂山区松岭路99号青岛科技大学(72)发明人鉴冉冉林广义史忠鹤梁振宁胡亚菲刘扶民刘彦昌(74)专利代理机构潍坊汇锦知识产权代理事务所(普通合伙)37286代理人曹少华(51)Int.Cl.B29C48/395(2019.01)B29C48/505(2019.01)B29C48/53(2019.01)B29C45/60(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种超临界流体微发泡螺杆混合装置及方法(57)摘要本发明公开了一种超临界流体微发泡螺杆混合装置及方法，属于高分子加工成型机械技术领域，该装置包括机筒和由动力装置驱动的微发泡螺杆，所述微发泡螺杆具有螺杆中心盲孔和超临界流体供给孔，所述螺杆中心盲孔的开口端与超临界流体发生器的气体输送口相连接，所述超临界流体供给孔在所述微发泡螺杆周向均匀分布有若干个，所述超临界流体供给孔一端与所述螺杆中心盲孔相通，另一端连通所述微发泡螺杆与所述机筒之间的空间。该方法采用上述装置，超临界流体从微发泡螺杆内部向聚合物熔体进行周向注气，使初始状态的超临界流体在聚合物熔体内部周向均匀分散。此外，微发泡螺杆设置带扰流钉的开槽多头螺纹结构，改善了螺杆混合均化能力。CN111823535ACN111823535A权利要求书1/1页1.一种超临界流体微发泡螺杆混合装置，包括机筒，其特征在于，所述机筒内转动安装有由动力装置驱动的微发泡螺杆，所述微发泡螺杆具有螺杆中心盲孔和超临界流体供给孔，所述微发泡螺杆尾部为所述螺杆中心盲孔的开口处，所述螺杆中心盲孔的开口端与超临界流体发生器的气体输送口相连接，所述超临界流体供给孔在所述微发泡螺杆周向均匀分布有若干个，所述超临界流体供给孔一端与所述螺杆中心盲孔相通，另一端连通所述微发泡螺杆与所述机筒之间的空间。2.根据权利要求1所述的超临界流体微发泡螺杆混合装置，其特征在于，所述微发泡螺杆由尾部至头部依次包括固体输送段、熔融段、止逆段、注气段和混合均化段，所述超临界流体供给孔设于所述注气段，所述注气段的外部固套有超临界流体注气环，所述超临界流体注气环上开设有与所述超临界流体供给孔一一对应的注气通道，所述注气通道一侧连通对应的所述超临界流体供给孔，另一侧连通所述微发泡螺杆与所述机筒之间的空间。3.根据权利要求2所述的超临界流体微发泡螺杆混合装置，其特征在于，所述固体输送段为等宽等深螺纹，所述熔融段为螺槽深度逐渐变浅的等宽不等深螺纹，所述止逆段设置有止逆阀，所述混合均化段为带圆柱形扰流钉和菱形扰流钉的开槽多头螺纹结构。4.根据权利要求2所述的超临界流体微发泡螺杆混合装置，其特征在于，所述超临界流体注气环由两个半圆环体组成，所述半圆环体的端面为平面或者斜面。5.根据权利要求2所述的超临界流体微发泡螺杆混合装置，其特征在于，所述超临界流体供给孔与所述螺杆中心盲孔垂直；所述注气通道为直角通道。6.根据权利要求2所述的超临界流体微发泡螺杆混合装置，其特征在于，所述超临界流体供给孔为单向单通通道，内部设置有单向阀，超临界流体只能通过所述超临界流体供给孔进入所述超临界流体注气环内部的所述注气通道；所述超临界流体注气环远离所述超临界流体供给孔的一侧设置有熔体阻流装置。7.根据权利要求6所述的超临界流体微发泡螺杆混合装置，其特征在于，所述熔体阻流装置为具有若干阻流孔的筛网结构，在熔体表面张力的作用下，所述阻流孔只允许超临界流体通过，不适合熔体进入。8.根据权利要求2所述的超临界流体微发泡螺杆混合装置，其特征在于，所述超临界流体供给孔和所述超临界流体注气环可以为一组，或者轴向并排多组。9.根据权利要求3所述的超临界流体微发泡螺杆混合装置，其特征在于，所述开槽多头螺纹结构为六头或六头以上的螺纹，开槽处设置所述圆柱形扰流钉，所述圆柱形扰流钉及对应的开槽沿所述微发泡螺杆轴线方向成正弦分布；相邻所述螺纹之间的螺槽内设置所述菱形扰流钉，菱形的长对角线与螺纹线平行。10.一种超临界流体微发泡螺杆混合方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的超临界流体微发泡螺杆混合装置，包括如下步骤：动力装置驱动微发泡螺杆转动，物料进入机筒后，在所述微发泡螺杆的剪切力场作用下熔融成聚合物熔体，同时超临界流体从所述微发泡螺杆内部向所述聚合物熔体进行周向注气，所述超临界流体从超临界流体发生器的气体输送口，经由螺杆中心盲孔、超临界流体供给孔进入所述聚合物熔体内部，使初始状