[發明專利]雙向拉伸聚氯乙烯管材連續生產工藝

無效

• 申請號: 200910020301.X
• 申請日: 2009-04-07
• 公開（公告）號: CN101537712A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 胡宗義
• 申請（專利權）人: 山東陸宇塑膠工業有限公司
• 主分類號: B29C69/02
• 分類號: B29C69/02;B29C47/92;B29B7/00;B29C47/20;B29C47/88;B29C55/26;B29C57/02;B29K27/06;B29L23/00
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司
• 代理人: 宋永麗

技術領域

本發明屬于高分子材料加工工藝，尤其是一種聚氯乙烯管材加工的工藝。

背景技術

PVC-U管道系統已經有近70年的發展歷史，因其具有高模量、高強度和較低價格等優點，所以一直是全世界應用量最大的塑料管道系統，在現代社會的很多領域中得到了廣泛的應用。但是由于PVC-U管道存在脆性上的弱點，降低了管道的使用安全性能，所以在給水管道應用環境一直采用較高的設計安全系數值(2.5)，同樣公稱壓力的管材壁厚要厚一些，原料成本相對高一些。

該技術方案涉及的雙向拉伸聚氯乙烯管材最早是英國的YorkshireImperialPlastics在70年代領先開發的(英文簡稱PVC-O)，后來有澳大利亞Vinidex，美國Uponor-ETI，荷蘭Polva和法國Seperef生產。早期采用的都是“離線”加工工藝，是把擠出成型和已經冷卻的PVC-U管材段在模具內通過加熱和加壓膨脹到要求尺寸來實現取向，但是離線加工工藝生產速度低，設備投資高，很難推廣。

后來開發出在擠出加工過程中“在線”進行取向，連續生產雙向拉伸聚氯乙烯管材的生產工藝，近年國內已經有一些科研院所和大企業集團在探索開發。從專利和文獻上了解，一般都是先軸向拉伸，定型冷卻后再加熱到玻璃化溫度以上進行徑向拉伸，對設備的要求都很苛刻，而且現有技術裝備連續生產的穩定性差，基本上處于試驗室階段，有些專利的實用性不強。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠連續穩定生產的自增強增韌的管材生產技術方案。

本發明所采用的技術方案是：雙向拉伸聚氯乙烯管材連續生產工藝，步驟為：

1)混成熟料：按照投料順序將各種原輔料投入混料機，高速混合到溫度約115-125℃，轉速為900-1600rpm，然后進行低速冷拌到40-45℃，經攪拌并冷卻后的混配料成為熟料，熟料在儲料罐內放置18-24小時；

2)塑化成熔融料：經擠出機塑化，經過機頭分流，定型，成為粘流態的圓筒狀料坯，擠出工藝進料段溫度設定為180-190℃，塑化段設定為170-180℃，計量段設定為160-170℃，定型工藝段機頭設定溫度為180-190℃；

3)冷卻：料坯進入冷卻模具，將料坯冷卻至接近玻璃態，機頭設定溫度為85-110℃；

4)拉伸：冷卻的料坯進入徑向擴張模具進行徑向拉伸，徑向拉伸后的料坯進入徑向拉伸穩定段，在牽引作用下進行軸向拉伸；

5)定型：雙向拉伸后的料坯在真空定型槽中進行定型冷卻，制成半成品；

6)成型：將管材一端加熱，擴口，制成成品。

雙向拉伸聚氯乙烯管材連續生產工藝，其生產機頭的主要參數為：

1)機頭壓縮比為20-50；

2)分流梭的擴張角為60-90°；

3)收縮角小于擴張角，為40-80°；

4)熔融料坯平直段長度為平直段模腔間隙的10倍；

5)料坯平直冷卻段的長度為平直段模腔間隙的60-80倍；

6)料坯徑向拉伸段為一圓錐擴張面和一個較長的芯模，圓錐擴張面任意截面的模腔面積相等；徑向拉伸段高度值為介于平直段模腔內徑數值和穩定段模腔內徑數值之間；徑向拉伸段擴張角為90-150°；徑向拉伸比為1.8-2.7；

7)徑向拉伸料坯穩定段芯模外徑為所生產管材外徑的1.01-1.18倍，芯模長度為管材外徑的0.6-1.2倍，外模長度為管材壁厚的3-8倍；模腔間隙為所生產管材壁厚的1.2-1.5倍。

擠出機頭分流定型為料坯分為分流段和平直段，冷卻至玻璃態為平直冷卻段，拉伸分為徑向擴張段和徑向擴張穩定段。

擴口加熱采用電磁加熱器對管材從外側和內側進行傳導加熱。

在傳統硬質聚氯乙烯管材配方和生產技術基礎上，改變現有技術中厚料坯先冷卻，后加熱，再冷卻的傳統思路，使塑化成型的粘流態的料坯，均勻冷卻到接近玻璃態，然后直接進行徑向和軸向拉伸，再經冷卻定型得到自增強增韌的管材。減少了對管材重新進行加熱的環節，從工序上和能源利用上都具有非常好的技術優勢，達到了簡化和節能的目的。

同時采納了使用模具精確控制生產工藝的技術方案，使接近玻璃態的料坯的徑向拉伸能夠做到精確控制溫度，精確控制拉伸比例，精確控制拉伸速度，產品質量過程控制能力得到有效的提高，產品質量穩定可靠。

采用了特殊結構的電磁加熱器對管材從外側和內側進行加熱，能夠精確的控制擴口加熱過程，提高了產品質量和成品率。