本發明涉及聚合物復合改性粒子技術領域，特別是涉及一種聚合物復合改性粒子的生產設備及其制備方法。

背景技術：

聚合物復合改性粒子在現代化工業中應用極其廣泛，針對不同聚合物優缺點進行改性優化，已經成為化工工業的重要課題。目前聚合物復合改性粒子的生產設備較為復雜、占地面積大、一體化程度低，存在造粒效率低、物料容易堵塞造粒模頭等問題，因此需要加以改進。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發明提供了一種聚合物復合改性粒子的生產設備及其制備方法，其設備結構緊湊，能夠實現造粒喂料、加壓、膠團雜質過濾后進入模頭的一體化生產，整套生產線操作簡單，生產效率高，適于推廣應用。

一種聚合物復合改性粒子的生產設備，其特征在于：包括順序連接的原料稱重計量裝置、混合密煉機、提升裝置、造粒一體機、振動篩選裝置、若干攪拌槽和稱重分裝裝置，所述混合密煉機設置第一加壓系統，造粒一體機設有第二加壓系統、造粒螺桿擠出機、模頭和切粒機，振動篩選裝置與造粒一體機之間設有第一冷卻裝置，振動篩選裝置和攪拌槽之間設有第二冷卻裝置。

作為優選，所述造粒螺桿擠出機的頂部設置喂料斗，所述第二加壓系統設置于喂料斗的正上方，第二加壓系統用于對喂料斗內的物料施加壓力，模頭連接造粒螺桿擠出機的出料口，切粒機連接模頭的出料口。

作為優選，所述造粒一體機設有溫度控制系統，溫度控制系統包括用于調節溫度的加熱系統、冷卻水循環系統和溫度控制器，加熱系統包括若干設置于喂料斗和造粒螺桿擠出機側壁的加熱模塊，冷卻水循環系統包括若干設置于喂料斗和造粒螺桿擠出機側壁上的冷卻模塊，加熱系統和冷卻水循環系統的運行情況均由溫度控制器集中監測和控制。

作為優選，所述溫度控制器采用雙pid控制器，當檢測到的當前溫度距離理想溫度超出預設上限或低于預設下限時，雙pid控制器控制加熱系統開啟快速加熱模式或冷卻水循環系統開啟快速降溫模式；在檢測到的當前溫度處于理想溫度的上限和下限之間的波動范圍內時，雙pid控制器控制加熱系統開啟緩慢加熱模式或冷卻水循環系統開啟緩慢降溫模式。

作為優選，所述模頭與造粒螺桿擠出機及切粒機的連接處均設置加熱模塊和冷卻裝置。

作為優選，所述第一冷卻裝置和第二冷卻裝置均由若干依次相連接的冷卻桶組成，切粒機、第一冷卻裝置、第二冷卻裝置和振動篩選裝置分別設置獨立的鼓風機。

作為優選，所述模頭與造粒螺桿擠出機的擠出端相連接的一側設置過濾網。

本發明還公開了上述的聚合物復合改性粒子的生產設備的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：

步驟一、將用于制備聚合物復合改性粒子的原料稱重計量后送入混合密煉機中進行混合，混合密煉機內的壓力和溫度均保持在預設范圍內，密煉10-15分鐘后，制成初步聚合物復合改性膠團；

步驟二、將聚合物復合改性膠團由提升裝置送入造粒一體機中，聚合物復合改性膠團在造粒一體機中攪拌、擠出、過濾和再次擠出，制成質地更均勻的復合膠條，然后由切粒機切割成聚合物復合改性粒子；

步驟三、將聚合物復合改性粒子送入第一冷卻裝置進行初次冷卻；

步驟四、將初次冷卻后的聚合物復合改性粒子進行振動篩選，得到細度均勻的合格的聚合物復合改性粒子；

步驟五、將振動篩選后的合格的聚合物復合改性粒子通過第二冷卻裝置進行再次冷卻；

步驟六、將步驟五中冷卻后的合格后的聚合物復合改性粒子加入隔離劑進行充分攪拌，攪拌均勻后稱重分裝。

作為優選，所述步驟一中混合密煉機中的溫度保持在120-150℃。

由于采用了上述技術方案，本發明具有如下技術效果：本發明的設備結構緊湊，能夠實現造粒喂料、加壓、膠團雜質過濾后進入模頭的一體化生產，整套生產線操作簡單，生產效率高，具有較高的推廣應用價值。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明中的第二加壓系統的一個優選實施例的結構示意圖；

圖3是本發明中造粒一體機的溫度控制系統的結構示意圖；

圖4本發明中的造粒一體機的模頭與造粒螺桿擠出機、切粒機連接的結構示意圖；

圖5是圖4中模頭與過濾網的結構示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

如圖1所示為本發明的一個優選實施例，即一種聚合物復合改性粒子的生產設備，包括順序連接的原料稱重計量裝置1、混合密煉機2、提升裝置3、造粒一體機4、振動篩選裝置5、攪拌槽6和稱重分裝裝置7，其中，混合密煉機2設置第一加壓系統8，造粒一體機4設有第二加壓系統9、造粒螺桿擠出機41、模頭42和切粒機43。

如圖3所示，本實施例中，造粒一體機4設有溫度控制系統，溫度控制系統包括用于調節溫度的加熱系統、冷卻水循環系統和溫度控制器，加熱系統包括若干設置于喂料斗411和造粒螺桿擠出機41外壁的加熱模塊44，冷卻水循環系統包括若干設置于喂料斗411和造粒螺桿擠出機41側壁上的冷卻模塊45，加熱系統和冷卻水循環系統的運行情況均由溫度控制器集中監測和控制。加熱模塊可以在造粒一體機造粒工作之前啟動，對機器進行預熱。在造粒進行過程中，由于螺桿擠壓和摩擦產生熱量，溫度調節溫度控制器輸出信號啟動冷卻模塊，使造粒一體機內的溫度保持在預設范圍內。本發明中，溫度控制器優選雙pid控制器，即采用比例、積分、微分的pid控制方法，對溫度控制系統進行精確的控制，具體運行時，當檢測到的當前溫度距離理想溫度超出預設上限或低于預設下限時，雙pid控制器控制加熱系統開啟快速加熱模式或冷卻水循環系統開啟快速降溫模式；在檢測到的當前溫度處于理想溫度的上限和下限之間的波動范圍內時，雙pid控制器控制加熱系統開啟緩慢加熱模式或冷卻水循環系統開啟緩慢降溫模式。

如圖1所示，本實施例中，振動篩選裝置5與造粒一體機4之間設有第一冷卻裝置100，振動篩選裝置5和攪拌槽6之間設有第二冷卻裝置200，第一冷卻裝置100和第二冷卻裝置200均由若干依次相連接的冷卻桶組成，冷卻桶的桶壁上也可以增加冷卻水系統模塊，進一步提高冷卻效果，切粒機43、第一冷卻裝置100、第二冷卻裝置200和振動篩選裝置5分別設置獨立的鼓風機10，聚合物復合改性粒子在鼓風機10的風力作用下，輸料速度快、冷卻效率高。

如圖1和圖2所示，本實施例中，造粒螺桿擠出機41的頂部設置喂料斗411，第二加壓系統9設置于喂料斗411的正上方，第二加壓系統9用于對喂料斗411內的物料施加壓力，模頭42連接造粒螺桿擠出機41的出料口，切粒機43連接模頭42的出料口，第二加壓系統9采用電動葫蘆加壓系統，電動葫蘆加壓裝置包括電動葫蘆小車91、電動葫蘆92、加壓配重鐵塊93和控制器94，電動葫蘆92安裝在電動葫蘆小車91上，由電動葫蘆小車91帶動電動葫蘆92運動，電動葫蘆92包括用于鉤住加壓配重鐵塊93的吊鉤和連接吊鉤的繩索，控制器94用于控制電動葫蘆小車91和電動葫蘆92的運行。本實施例中，電動葫蘆加壓裝置還包括支架95、若干支腿96、支腿固定底座97和橫梁導軌98，支腿96均勻設置于支架95的底部，各支腿96的底端設有支腿固定座97，橫梁導軌98水平設置于支架95上，電動葫蘆小車91可移動地安裝于橫梁導軌98上。

如圖3至圖5所示為本發明的模頭42的一個優選實施例，模頭42還包括模頭殼體422、過濾網423、出料孔424和模頭卡扣425組成，模頭42上均勻設置若干模孔4211，造粒螺桿擠出機41包括造粒機螺桿,模頭3與造粒機螺桿的擠出端相連接的一側設置過濾網423，模頭42的外部設有模頭殼體422，模頭卡扣425設置于模頭殼體422的外壁上、用于向模頭殼體422施加向內的壓緊力，模頭殼體422與模頭42之間在模頭42的出料方向上形成容納空間426，模頭殼體422上設置若干出料孔424，復合膠團在造粒螺桿擠壓和摩擦的作用下散發熱量，由溫度控制系統進行自動調節，造粒螺桿擠出機內保持定的溫度范圍，復合膠團經過濾網、模頭進入到容納空間內，膠團中的雜質被濾除，在容納空間內再次通過出料孔擠出后行成復合膠條，同時使各種物料均勻的分布在復合膠條中，不易成團，調節螺桿速度和切刀速度，可以調節復合粒子的長度。如圖5所示，模頭42設有供放置過濾網423的凹槽4212，凹槽4212高出模孔4211的表面，過濾網423扣合在凹槽4212內。優選過濾網423的孔徑小于模頭42上的模孔孔徑。模頭卡扣425設置于模頭殼體422的外壁上、用于向模頭殼體422施加徑向向內的壓緊力。

如圖4所示，本實施例中，造粒一體機4還包括底座46，切粒機43的底部設置支座431和滑桿導軌432，支座431通過螺栓結構等可拆卸的結構固定于滑桿導軌432上，即將切粒機43可拆卸地安裝于底座46上，滑桿導軌432和造粒螺桿擠出機41均設置于底座46上。本發明中的造粒一體機具有獨特的加壓設計和自帶濾網的模頭設計，實現了造粒喂粒加壓、膠團雜質過濾后進入模頭的一體化，能夠有效提高造粒機的喂料速度并防止造粒機的模頭堵塞，有助于提高生產效率。此外，本發明中，造粒一體機、冷卻桶、振動篩選裝置、攪拌槽的進料、出料管路上均設置可調節的閥門，方便調節物料輸送速度。

采用前述的聚合物復合改性粒子的生產設備來制備聚合物復合改性粒子的制備方法，包括如下制備步驟：

步驟一、將用于制備聚合物復合改性粒子的原料稱重計量后送入混合密煉機2中進行混合，混合密煉機2內的壓力和溫度均保持在預設范圍內，優選混合密煉機2中的溫度保持在120-150℃，密煉10-15分鐘后，制成初步聚合物復合改性膠團；

步驟二、將聚合物復合改性膠團由提升裝置3送入造粒一體機4中，聚合物復合改性膠團在造粒一體機4中攪拌、擠出、過濾和再次擠出，制成質地更均勻的復合膠條，然后由切粒機43切割成聚合物復合改性粒子；

步驟三、將聚合物復合改性粒子送入第一冷卻裝置100進行初次冷卻；

步驟四、將初次冷卻后的聚合物復合改性粒子進行振動篩選，得到細度均勻的合格的聚合物復合改性粒子；

步驟五、將振動篩選后的合格的聚合物復合改性粒子通過第二冷卻裝置200進行再次冷卻；

步驟六、將步驟五中冷卻后的合格后的聚合物復合改性粒子加入隔離劑進行充分攪拌，攪拌均勻后稱重分裝，隔離劑起分散、隔離的作用，粒子之間不易凝結成團，多個攪拌槽和稱重分裝設置能夠極大地提高分裝效率。

本發明中制備聚合物復合改性粒子的生產設備結構緊湊，占地面積小，自動化程度高，且具有獨特的一體化結構的密煉造粒機，造粒效率高、防堵塞效果好，采用該套設備制備聚合物復合改性粒子的方法操作簡單，產品合格率高，有利于縮減企業或科研單位等的設備使用成本、提高經濟效益，具有較高的推廣應用價值。

本發明并不局限于前述的具體實施方式。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。