一種石墨烯和塑料粒子共擠出的螺杆設備的製作方法

2023-04-23 12:16:51

本實用新型涉及一種石墨烯和塑料粒子共擠出的螺杆設備。

背景技術：

石墨烯表面積極大，體積膨鬆，很少質量的石墨烯卻具有很大的體積。這給石墨烯和塑料粒子共混製備石墨烯/塑料複合材料帶來了很大的困難。例如塑料粒子與石墨烯的質量比為10：3，那麼其體積比卻有可能為10：30。

目前將石墨烯與塑料粒子共混的方式有兩種：

①：通過密煉機將石墨烯與塑料熔融共混。通過少量多次添加石墨烯的方法基本上能解決塑料粒子與大體積石墨烯共混的困難，並且延長密煉時間以達到石墨烯與塑料共混均勻的目的。但是使用密煉機這種方法是不連續方法，對於塑料加工中的造粒環節效率極低，難以達到工業化生產的要求。

②：通過雙螺杆擠出機將石墨烯與塑料熔融共混。雙螺杆擠出機造粒效率高，屬於連續生產。但是由於塑料在擠出機中行進過程速度快，混煉時間有限，來不及將大體積石墨烯完全與塑料共混。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：為了克服現有技術中的不足，本實用新型提供一種石墨烯和塑料粒子共擠出的螺杆設備。

本實用新型解決其技術問題所要採用的技術方案是：一種石墨烯和塑料粒子共擠出的螺杆設備，包括料筒和結構相同的兩個螺杆，所述兩個螺杆平行設置在料筒內，所述螺杆轉動連接在料筒的內部，所述料筒一端設有進料鬥，所述料筒另一端設有出料口，所述螺杆包括若干個密煉轉子組件和若干個反向螺紋組件，所述密煉轉子組件和反向螺紋組件由進料鬥向出料口方向依次排布。密煉轉子組件和反向螺紋組件的位置關係必須要滿足，物料先經過密煉轉子組件再經過反向螺紋組件，反過來設置不可以。因為密煉轉子組件的作用是將大體積石墨烯與塑料相混合，所以必須靠近進料口。當石墨烯與塑料混合好之後，通過反向螺紋組件，使得石墨烯在塑料中分散更均勻。

優選的，所述密煉轉子組件為四組，四組密煉轉子組件依次串接，且相鄰密煉轉子組件之間間隔有螺杆的螺紋部。

優選的，所述反向螺紋組件為兩組，兩組反向螺紋組件依次串接在密煉轉子組件後部的螺杆上，且相鄰反向螺紋組件之間以及反向螺紋組件與密煉轉子組件之間均間隔有螺杆的螺紋部。

進一步，所述螺杆兩端螺紋部的螺距大於螺杆中間螺紋部的螺距。進料口的螺距大，有利於塑料和石墨烯的進料。出料口螺距大，起到降壓作用，有利於出料。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供的一種石墨烯和塑料粒子共擠出的螺杆設備，在普通螺杆的基礎上增加了四組密煉轉子組件和兩組反向螺紋組件，密煉轉子組件類似於密煉機中的轉子，其有獨特的混煉功能，能夠很好的將大量石墨烯與熔融塑料進行混煉，解決了擠出機難以對大體積石墨烯進行混煉的難題，連續使用四組密煉轉子組件，使得這一效果更佳明顯；反向螺紋組件的作用是增加擠出機中的壓力與剪切力，擠出機中壓力升高，剪切力增大有利於石墨烯在熔融塑料中分散均勻，連續使用兩組反向螺紋組件，使得這一效果更佳明顯，滿足了製備石墨烯塑料複合材料的要求。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型最佳實施例的結構示意圖。

圖中：1、料筒，2、螺杆，3、進料鬥，4、出料口，5、密煉轉子組件，6、反向螺紋組件，7、螺紋部。

具體實施方式

現在結合附圖對本實用新型作詳細的說明。此圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。

如圖1所示，本實用新型的一種石墨烯和塑料粒子共擠出的螺杆設備，該設備採用雙螺杆結構(圖中為側面視圖)，主要包括料筒1和結構相同的兩個螺杆2，兩個螺杆2平行設置，且所述螺杆2轉動連接在料筒1的內部，所述料筒1一端設有進料鬥3，所述料筒1另一端設有出料口4，所述螺杆2包括若干個密煉轉子組件5和若干個反向螺紋組件6，所述密煉轉子組件5和反向螺紋組件6由進料鬥3向出料口4方向依次排布。螺杆2一端連接電機通過電機帶動螺杆2轉動。

所述密煉轉子組件5為四組，四組密煉轉子組件5依次串接，且相鄰密煉轉子組件5之間間隔有螺杆2的螺紋部7。

所述反向螺紋組件6為兩組，兩組反向螺紋組件6依次串接在密煉轉子組件5後部的螺杆2上，且相鄰反向螺紋組件6之間以及反向螺紋組件6與密煉轉子組件5之間均間隔有螺杆2的螺紋部7。

所述螺杆2兩端螺紋部7的螺距a大於螺杆2中間螺紋部7的螺距b。

工作原理：

螺杆2設備主要應用於擠出機上，根據螺杆2設備的結構可以將整個工藝過程分為四個階段，進料、混煉、分散和出料，使用時，將石墨烯和塑料粒子由進料鬥3送入，通過螺杆2的螺紋部7實現進料，物料進入密煉部進行混煉，混煉後進入分散階段使石墨烯在熔融塑料中分散更加均勻，最後由螺杆2部經出料口4出料。

以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關的工作人員完全可以在不偏離本實用新型的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。