[發明專利]用于制造過氧化物交聯聚乙烯管材的螺桿式塑料擠出裝置

在審

• 申請號: 201910187898.0
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN110039741A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 于東明;程志;胡明遠;徐俊正;倪佳;段凱歌
• 申請（專利權）人: 浙江曼瑞德舒適系統有限公司
• 主分類號: B29C48/09
• 分類號: B29C48/09;B29C48/285;B29C48/34;B29C48/395;B29C48/525;B29L23/00
• 代理公司: 北京市科名專利代理事務所(特殊普通合伙) 11468
• 代理人: 陳朝陽

本發明公開了一種用于制造過氧化物交聯聚乙烯管材的螺桿式擠出裝置，采用了螺桿式塑料粉粒體高壓擠出機，直角機頭，整流器，和機筒、螺桿及整流器的油循環恒溫系統，用于同步交聯和二步法交聯PEXa管的制造，與傳統柱塞式擠出機比較，物料的壓縮與輸送連續進行，所得PEXa管管壁的松密程度均勻，可以高速擠出，與后交聯PEXa管的制造比較，適用交聯劑比較廣泛，無“焦燒”之慮，所得成品無異味，衛生性能好，亦可用于熱塑性交聯聚乙烯（TPEX）管的制造，及二層結構阻氧TPEX管的制造，和任意規格PEXa管、TPEX管的高速制造。

技術領域

本發明屬于塑料機械技術領域，特別涉及一種用于過氧化物交聯聚乙烯管材的螺桿式擠出裝置。

背景技術

同步交聯過氧化物交聯聚乙烯（PEXa）管的制造，所用原料為多種組分經精細摻混的聚乙烯樹脂粉粒體及相應助劑的混合物，采用柱塞式擠出機，樹脂粉粒體等物料經壓縮輸送形成塞流、經熔融塑化成型并同時完成交聯反應。在這一過程中，隨著交聯過程的完成，聚乙烯的粘度急劇上升，不僅需要很大的擠出壓力，并且經交聯了的管胚只能做平行于擠出方向的整體移動，柱塞式擠出機擠出壓力大，且只賦予物料以平行于擠出方向的單一的推力，因此可以滿足這一要求。這種過氧化物的同步交聯方法無“焦燒（過早交聯）”之慮，因此可以使用半衰期分解溫度較低，但無異味，衛生性能好的DTBP（二叔丁基過氧化物）等交聯劑，可以適用于不同管徑、不同壁厚的PEXa管的制造，尺寸精度高，能耗低，操作容易等。但受交聯劑分解速度的制約，為了完成交聯過程，只有很長的機頭才可提供交聯劑充分分解時間，因此擠出壓力需要很大，生產速度極慢。且柱塞式擠出機的活塞往復運動，物料脈沖式壓縮與輸送，管壁松密程度有周期性變化，管壁中也存在有周期性變化的內應力。

普通螺桿式擠出機不能用于同步交聯法制造PEXa管，這是由于普通螺桿式擠出機螺桿旋轉所產生的平行于擠出方向的推力和旋轉分力同時作用在PEXa管胚上，導致失去熱塑性的PEXa管胚攪碎成碎屑。且普通螺桿的壓縮比一般在4左右，擠出壓力小，無力推動失去熱塑性的PEXa管胚前進。

中國專利文獻CN102139538A公開的采用后交聯法制備過氧化物交聯聚乙烯管材的方法，即采用螺桿式擠出機的后交聯PEXa管的制造方法，生產速度可以很快，物料在擠出過程中熔融塑化成型為可交聯的PEXa管胚，然后進行交聯。理論上要求，物料在擠出熔融塑化成型階段，不允許交聯劑分解，也就是說，不允許可交聯PEXa管胚發生交聯反應。

這種后交聯PEXa管的制造，物料的壓縮與輸送是連續的，管壁松密度是均勻的。而為了保證過氧化物交聯劑在擠出過程中不過早分解，聚乙烯不過早交聯（焦燒），必須使用高溫過氧化物交聯劑。據交聯劑手冊（日文中譯本）介紹，DYBP［2，5-二甲基，2，5-（叔丁基，過氧基）-己炔-3］是HDPE唯一可用交聯劑，但DYBP異味嚴重，衛生性能差。在保證HDPE熔融塑化并成型的過程中，也必須保證DYBP不過早的分解，最佳熔體溫度為166℃到169℃，溫度控制窗口極窄，操作難度極大，即使這樣，也不可能做到DYBP絕對不分解，因為DYBP的開始分解溫度為147℃，在擠出過程中發生“焦燒（過早交聯）”是不可避免的，這對產品質量的穩定性是一種嚴重的隱患，為此擠出機連續運行一段時間后，必須停機清洗螺桿，機筒和機頭等，浪費工時、能源，工人操作勞動強度大，廢品率高等。并且制造較大口徑PEXa管材尚未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種管壁松密程度均勻，衛生性能好，無“焦燒”之慮，可以適用于不同規格PEXa管制造和生產速度快的PEXa管的制造裝置。為達到上述目的，本發明采取的技術方案如下。