[發明專利]一種超高分子量聚乙烯板材無縫焊接的方法

有效

• 申請號: 201510410356.7
• 申請日: 2015-07-13
• 公開（公告）號: CN104999658B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 李建華;張國偉;宋慶凱
• 申請（專利權）人: 山東鮑爾浦塑膠股份有限公司
• 主分類號: B29C65/02
• 分類號: B29C65/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種超高分子量聚乙烯板材無縫焊接的方法，屬于超高分子量聚乙烯板材加工的技術領域。

背景技術

超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(簡稱UHMWPE)，是分子量100萬以上的聚乙烯。UHMWPE有極好的耐磨性，良好的耐低溫沖擊性、自潤滑性、無毒、耐水、耐化學藥品性，耐熱性優于一般PE，缺點是耐熱性(熱變形溫度)低、加工成型性差，外表面硬度，剛性，耐蠕變性不如一般工程塑料，膨脹系數偏大。基于超高分子量聚乙烯板材的優良特性，其應用非常廣泛，由超高分子量聚乙烯材料加工的非鋼質浮標和燈樁被廣泛應用到環境惡劣海面導航。

在非鋼質浮標和燈樁加工過程中，當浮標或燈樁的尺寸較大時，需要直徑2米甚至直徑3米的圓筒，但是超高分子量聚乙烯管材擠出機很難生產大直徑的管子，這時就需要用超高分子量聚乙烯板材二次加工，將兩塊板材對接焊在一起成為符合要求尺寸的管狀體。因為UHMWPE流動性差，熔融狀態下粘度極高，是呈橡膠狀的高粘彈性體，其早期成型僅能用壓制和燒結或者用擠出、注塑和吹塑方法加工實現；如何快速和有效的進行板材無縫對接成為超高分子量聚乙烯板材有效應用的重要環節。

由于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)熔融狀態的粘度高達108Pa*s，流動性極差，其熔體指數幾乎為零，所以很難用一般的機械加工方法進行加工，要想把兩塊板對接在一起，也是非常困難的；現有技術中還沒有一種高效、簡單的方法能有效的進行超高分子量聚乙烯板材無縫對接加工。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了一種超高分子量聚乙烯板材無縫焊接的方法，這種方法實現了超高分子量聚乙烯板材的有效拼接，能夠制造出任意規格的超高分子量聚乙烯板材，擴大了超高分子量聚乙烯板材的使用范圍。

本發明的技術方案：

一種超高分子量聚乙烯板材無縫焊接的方法，包括步驟如下：

1)對接部位加工；選定需要對接的超高分子量聚乙烯板材，將需要對接的部位打坡口；

2)坡口對接；將兩個坡口在熱壓焊接設備上對接，用超高分子量聚乙烯板材粉料將坡口填滿；

3)加溫加壓；用無縫焊接設備對步驟2)中的對接部位加溫加壓，加溫至200-300℃，加壓至6-10MPa，持續60-120分鐘；焊接過程中所升到的溫度及加的壓力與壓制超高分子量聚乙烯板材過程中所升到的溫度和壓力基本一致，對接部位板材的外觀及物理性能都跟需要對接的超高分子量聚乙烯板材達到一致；而且從外觀看不出加工的痕跡。

4)冷卻升壓；停止對對接部位的加溫，進行冷卻升壓處理；

5)卸壓撤出；將板材從無縫焊接設備上撤下，焊接完成。

優選的，所述超高分子量聚乙烯板材粉料包括超高分子量聚乙烯粉、助劑和色母料。超高分子量聚乙烯粉、助劑和色母料為需要對接的超高分子量聚乙烯板材的生產料主要成分，能很好的實現與需要對接的超高分子量聚乙烯板之間的粘連，對接部位板材外觀及物理性能都跟需要對接的超高分子量聚乙烯板材達到一致。

進一步優選的，所述超高分子量聚乙烯板材粉料的質量千分比組成如下：色母料1-3‰、助劑9-16‰，余量為超高分子量聚乙烯粉。超高分子量聚乙烯板材粉料的質量千分比組成與需要對接的超高分子量聚乙烯板材的組份比相同，對接部位板材外觀及物理性能都跟需要對接的超高分子量聚乙烯板材達到一致。

優選的，所述的步驟1)中，所述坡口的長度為需對接的超高分子量聚乙烯板材的長度，寬度為5-10cm，坡度為30-50度。

優選的，所述的步驟2)中，將坡口填滿的標準為，所述超高分子量聚乙烯板材粉料的厚度大于超高分子量聚乙烯板材厚度的1/2-4/5。

優選的，所述的步驟3)中，所述無縫焊接設備包括液壓缸和加熱板，所述加熱板設置在液壓缸的活塞桿末端；所述無縫焊接設備的底部設置有底座。

優選的，所述的步驟4)中，所述冷卻升壓的具體過程為，停止對對接部位的加溫，升壓至8-12MPa，自然冷卻60-120分鐘。

優選的，所述的步驟4)中，所述冷卻升壓的具體過程為，停止對對接部位的加溫，升壓至8-12MPa，循環水冷卻30-60分鐘。循環水冷卻不僅提高冷卻速率，而且潔凈無污染，循環用水節省資源。

本發明的有益效果：

1、本發明所述超高分子量聚乙烯板材無縫焊接的方法，焊接出來的板材，焊口平整均一顏色均勻；從外觀看不出加工過的痕跡；連接部位的拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度等與焊接所用的超高分子量聚乙烯板材一致；