[發明專利]一種使用低冷應力共擠模具生產塑鋼型材的方法

無效

• 申請號: 201310191565.8
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103302836A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 張李忠
• 申請（專利權）人: 張李忠
• 主分類號: B29C47/56
• 分類號: B29C47/56;B29C47/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 王濱生

技術領域：

本發明涉及一種塑料共擠型材模具，尤其是一種使用低冷應力共擠模具生產塑鋼型材的方法。?

背景技術：

上世紀八十年代，中國從歐美引進了塑料門窗。2002年以后，塑料門窗開始向彩色化方向發展，大家普遍采用共擠的方法來生產彩色型材，共擠，是用兩臺擠出機共同來完成型材的擠出，主機擠型材的主要部分，共擠機擠型材的彩色面，在口模中合成到一起，共擠層原料是“丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯（ASA）”、“聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯（PMMA），這兩種原料具有非常優異的耐老化性能，大大提高了彩色型材的使用壽命。由于受到歐美的影響，大家普遍認為彩色共擠層厚度大點好，所以在國家標準中規定了“共擠層厚度不低于0.15毫米”。?

擠出工藝：首先，啟動共擠機，當共擠料擠出口模時停止共擠機。然后，啟動主機，擠出白色PVC料，牽引成型，最后，再次啟動共擠機，調整共擠機轉速，使共擠層達到0.15毫米以上。?

在使用過程中，彩色共擠塑料門窗問題開始暴露出來，主要表現為門窗變形和焊角開裂。建筑物陽面的彩色門窗在受到陽光照射后發生了不同程度的內凹變形和焊角開裂，而陰面的沒有問題。調查分析，由于彩色面吸熱較強，在夏天，建筑物陽面的彩色門窗的表面溫度較高，可以達到六七十度，由于型材中存在應力，在高溫的作用下，應力開始釋放，彩色面開始收縮，于是就出現了彩色門窗變形和焊角開裂。?

型材應力產生的原因：?

塑料型材的生產工藝為“擠出-冷卻定型-牽引-切割-打包”。冷卻定型是，口模擠出的初步成型的軟的物料進入定型模，定型模依靠真空吸附型材，并通過定型模中的循環水冷卻型材，使型材冷卻至室溫。塑料型材經過口模擠出成型后進入定型模具，在定型模具中，塑料型材邊拉伸邊冷卻，型材表面已經冷卻到維卡軟化點以下，表面已經硬化，內部溫度還比較?高，塑料的溫度還在維卡軟化點以上，因此，薄薄的表面硬化層沒有足夠的強度不被拉伸，于是，型材邊拉伸邊冷卻，由于表面已經硬化，拉伸后產生一定的彈性變形，隨著冷卻的進行，這種彈性變形一直向型材內部延伸，表面的彈性變形最大，越往內部越小，這種彈性變形由于受到各方面的牽扯而得不到釋放，便形成了應力，應力分布圖如圖3所示。?

當型材外壁受熱后應力開始釋放，造成型材的彎曲變形，甚至焊角開裂。在陽面，彩色共擠型材做的門窗由于受到陽光的照射，型材的外壁溫度開始升高，溫度逐步向內部傳遞，應力開始釋放，外壁應力大，釋放的應力也大，內壁應力小，釋放的應力也小，應力釋放后，造成門窗變形、焊角開裂。因為這種應力是在維卡軟化點以下產生的，而且在維卡軟化點以下就會釋放，所以稱為冷應力。因為門窗的使用溫度主要在維卡軟化點以下，所以，冷應力是影響門窗變形、焊角開裂的主要原因。?

彩色共擠層材料、厚度與變形的關系：?

為了模擬彩色型材受熱收縮的狀態，使用紅外線加熱裝置加熱彩色共擠面，并采用不同的共擠材料、不同的共擠層厚度來測試彩色共擠型材的變形情況，結果如下：?

不同共擠層厚度的型材變形：?

從上表可以看出，共擠層越厚，熱變形越大，當按照國家標準共擠層厚度不低于0.15毫米生產時，熱變形量達到3.2毫米以上，共擠層厚度達到0.18毫米時，熱變形達到3.6毫米，比純白色通體型材高出1.35毫米，高出60%。所以按照上面的測試結果，共擠層越厚問題越多。?

分析原因，“丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯”（ASA）這種材料密度為1.07，而白色PVC的密度是1.5左右，密度和導熱性能有關，密度越高，導熱性能越好。也就是，ＰＶＣ的導熱性能比ＡＳＡ好，當ＡＳＡ的共擠層擠到ＰＶＣ表面后，就降低了共擠面的導熱性能，這樣，共擠面在定型模中的冷卻速度就比其他面慢，造成內應力變大，熱變形變大。共擠層越厚，內應力越大，熱變形越大。為了解決上述為題本發明依據本人發明的塑料型材冷應力理論設計完成以下技術方案。?

發明內容：

為了解決上述為題本發明本發明提供一種使用低冷應力共擠模具生產塑鋼型材的方法，一種塑鋼型材低冷應力共擠模具，是由口模和定型裝置構成，在口模中設置共擠流道；定型裝置中一端設置一節第一定型模與至少一節第二定型模，水槽設置在第一定型模與第二定型模之間，第二定型模一側設置水箱，口模對應定型裝置一端的第一定型模設置。?

定型裝置中的第一定型模的長度為50-150毫米，而且是第一節。?