[發明專利]一種脹-微縮式雙軸向拉伸管連續成型方法及設備

有效

• 申請號: 201410206555.1
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN104002465A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 瞿金平;張桂珍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州華新科實業有限公司
• 主分類號: B29C47/90
• 分類號: B29C47/90;B29C47/92;B29C55/26
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 謝靜娜

技術領域

本發明涉及管材擠出成型技術領域，特別涉及一種脹-微縮式雙軸向拉伸管連續成型方法及設備。

背景技術

高分子材料的拉伸取向過程是材料在玻璃化溫度與熔融溫度之間的溫度下，在外力的作用下，分子從無序排列到有序排列的過程。高分子鏈由于實現了有序排列，材料由各向同性轉變為各向異性，即材料沿分子取向方向的強度大幅增加。利用高分子材料的取向特點，對管材進行雙向拉伸，能夠同時提高管材的環向強度和軸向強度，實現管材綜合性能的提高。

目前，雙向拉伸管的制造技術分為兩大類：兩步加工法和一步加工法。

兩步加工法又稱離線(off-line)工藝或分批(In?batch)工藝，其特點是將擠出厚料胚和雙向拉伸取向分兩步進行。取向是將擠出成型并已經冷卻的管材段(厚料胚)放在模具內，通過加熱和加壓膨脹到要求尺寸來實現的。

一步加工法又稱在線(in-line)工藝。是在管材擠出生產線上，把已經擠出成型的管材(厚料胚)連續地通過徑向的擴張和軸向的拉伸實現雙軸取向，然后冷卻定型成為雙向拉伸管材。

兩步加工法開發較早，設備和工藝比較簡單，可以達到較大的取向效果，容易達到優良的性能，可生產的產品范圍較寬，但是傳統的兩步加工法生產效率較低，耗費勞動和能源較多。而一步加工法是近年來開發的，生產效率較高，耗費勞動和能源較少，但是設備及工藝都比較復雜、拉伸比調節難度大、且產品的應用范圍有一定限制。同時，在兩步法和一步法加工過程中，聚合物管胚都是在較大的取向之后，直接冷卻定型形成雙向拉伸管材，在這一過程中，聚合物分子鏈的取向得到最大效果的保存，但是也會造成雙向拉伸管材存在比較大的內應力，影響管材的最終使用效果。

針對目前一步加工的雙向拉伸擠管方法及設備存在的適用范圍小、拉伸比調節難度大、存在內應力大等問題，開發一種新的基于內外壓力平衡的管胚脹-微縮式雙軸向拉伸管連續成型方法及設備具有重大意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種管胚尺寸可調、產品適用范圍較廣的脹-微縮式雙軸向拉伸管連續成型方法。

本發明的另一目的在于提供一種用于實現上述方法的脹-微縮式雙軸向拉伸管連續成型設備。

本發明的技術方案為：一種脹-微縮式雙軸向拉伸管連續成型方法，基于內外壓平衡，先利用進風管和冷風風環之間形成的內外冷空氣壓力差，使管胚徑向擴張并實現徑向拉伸比可調，再對管胚進行軸向拉伸，實現連續制備雙軸向拉伸管。

所述管胚進行軸向拉伸之前，通過改變進風管內的冷空氣壓力來調節管胚徑向擴張時形成的膜泡直徑，通過壁厚調節組件調節管胚軸向拉伸形成的管壁厚度，通過冷卻調節組件調節管胚軸向拉伸時的冷卻段長度。

本發明一種用于上述方法的脹-微縮式雙軸向拉伸管連續成型設備，包括壁厚調節組件、冷卻調節組件和吹脹組件，吹脹組件包括芯棒、口模基體、進氣管和冷風風環，芯棒設于口模基體中，芯棒與口模基體之間形成熔體流道，冷風風環設于熔體流道的出口外周，進氣管設于芯棒中部，進氣管的出風端位于熔體流道的出口內側；吹脹組件的一側設有壁厚調節組件，吹脹組件的外周設有冷卻調節組件。

所述冷卻調節組件包括冷卻調節手輪、冷卻調節桿、十字支撐架、十字定位桿、真空定徑套和定徑定位拉桿，冷卻調節桿一端與真空定徑套固定連接，冷卻調節桿另一端穿過十字支撐架后，端部設置冷卻調節手輪，十字支撐架一側通過十字定位桿與芯棒連接，進風管外周與十字支撐架中部相接，十字支撐架底部、冷風風環底部和真空定徑套底部通過定徑定位拉桿連接，真空定徑套與定徑定位拉桿滑動連接。

所述冷卻調節桿與真空定徑套螺紋連接，并采用雙螺母鎖緊。

所述真空定徑套位于冷風風環的外側，真空定徑套上，與冷風風環相對的一側設有測徑傳感器，測徑傳感器通過傳感器座設于真空定徑套上。可通過測徑傳感器實時測量膜泡的直徑，從而調節進風管內的冷空氣壓力，使膜泡直徑更穩定地保持在預設值范圍內。

真空定徑套與冷風風環之間的空間為膜泡形成空間，真空定徑套位于冷氣塞外側的空間為管胚軸向拉伸時的冷卻段。冷卻調節組件使用時，可調節冷卻調節手輪，通過冷卻調節桿帶動真空定徑套沿著定徑定位拉桿滑動，從而調節冷卻段的長度。