一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置的制作方法

本发明涉及一种超宽幅聚氯乙烯(PVC)薄膜吹塑成型装置，用于超宽幅(幅宽大于5-6米)聚氯乙烯薄膜的制备，属于塑料机械领域。

背景技术：

聚氯乙烯是五大通用塑料中唯一的非石油依赖型树脂，具有原料来源广泛、自阻燃、保温性好、价格低廉等优点。2014年聚氯乙烯的表观消费量达1600万吨，是仅次于聚乙烯的第二大通用塑料。薄膜是聚氯乙烯重要的产品形式，广泛应用于医疗、包装等领域，特别是由于聚氯乙烯保温性能好、透光性好、耐候性好、价格低廉等特点，是制备农用大棚膜的最佳材料。现代农业对大棚膜的幅宽大多要求在20米以上，而目前技术制备的聚氯乙烯薄膜幅宽最高达5-6米，使得聚氯乙烯在农用大棚膜领域的应用受到严重限制。

现有吹膜装置中机头的结构形式主要有芯模法和螺旋流道法两大类。聚氯乙烯热稳定性差，加工过程易过热分解碳化并产生氯化氢腐蚀加工设备，工艺控制难度很大。聚氯乙烯制备宽幅和超宽幅薄膜的技术难度如下：(1)芯模法熔体流长短，适合于聚氯乙烯薄膜的制备，但难以保证环向流量的均匀性，只适合小幅宽聚氯乙烯薄膜的吹塑成型；(2)螺旋流道法通过长流程的环形流道可以有效地保证环向流量的均匀性，适合大幅宽薄膜的制备，现有20米以上的聚乙烯薄膜和乙烯-醋酸乙烯聚物(EVA)膜都是采用这种结构形式制备的，但由于其流程很长，聚氯乙烯在流道中易发生分解现象，因而这种方法不适合聚氯乙烯薄膜的生产。专利ZL200910180067.7公开了一种大型高分子制品挤出成型装置及工艺，主要是将熔体行星泵将一股料流分成多股，再分段以均匀的压力进入机头分支流道，以实现高精度控制料流的均匀性，然而装置中熔体不仅需 要经过熔体行星泵分配还需要流经分支流道，从挤出机后到达口模之间的流程较长，不适宜聚氯乙烯薄膜的生产。

精密聚氯乙烯挤出机是通过伺服电机对螺杆转速进行精确控制，实现挤出聚氯乙烯的产量和压力保持稳定，其塑化过程相较一般的挤出机更短，保证聚氯乙烯完全塑化的同时不发生分解。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上技术缺陷，提供一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，可适应聚氯乙烯材料的加工工艺要求并实现超宽幅聚氯乙烯薄膜的制备，即综合螺旋流道和精密聚氯乙烯挤出机的优点，短程完成熔体的均匀分配。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，主要由n台精密聚氯乙烯挤出机、吹膜机头、膜管、人字板、牵引辊、导向辊、风环和收卷装置组成，吹膜机头内有芯模和芯模套筒，芯模和芯模套筒之间的间隙为熔体的通道，芯模的柱形外表面上均布有分配流道和螺旋流道，芯模的中心有通气孔，n台精密聚氯乙烯挤出机通过法兰与吹膜机头的芯模套筒连接，芯模套筒上有与精密聚氯乙烯挤出机相对应的n个熔体入口，聚氯乙烯经n台精密聚氯乙烯挤出机熔融塑化后成为熔体进入芯模与芯模套筒间；芯模下部设置n个与芯模套筒对应的熔体分配入口，芯模的柱状外表面设置有与熔体入口对应的n组分配流道，每个熔体分配入口经分配流道均匀分配成m头螺旋流道，在芯模上n×m头螺旋流道部分相互重叠向上汇合成环形口模间隙；熔体经环形口模间隙挤出后在牵引辊的作用下向上运动，经芯模内通气孔及风环作用下吹胀形成膜管，膜管经人字板收拢，在导向辊作用下进入收卷装置并最终成型。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，螺旋流道的数量最好为4的整数倍，螺旋流道的螺旋升角为30-60°，螺旋流道的弦长对应的中心角在180°以内，具体由机头尺寸确定，保证材料不会因热历程过长而分解为限。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，熔体入口、分配流道和螺旋流道都设在芯模上，避免设置在不同零件上时流道连接处不光滑而导致积料分解。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，其特征在于：设置在芯模下部的熔体入口外接流量精确可调的精密聚氯乙烯专用挤出机，每个熔体入口连接一台精密聚氯乙烯挤出机，所有入口处流入分配流道的熔体流量调节至相同。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，分配流道的截面积处处相同或沿向上挤出方向稍有压缩，设置在芯模下部的熔体入口截面积比分配流道的截面积略大或相同。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，设置在芯模套筒加热装置可以是电加热，也可以是电磁感应加热。

工作时，将芯模和芯模套筒加热至所需温度，并保证温度的均匀性。打开挤出机，每台精密聚氯乙烯挤出机都通过熔体分配入口和分配流道将塑化好的物料向前输送并均匀分配成m份并进入至螺旋流道。物流经螺旋流道向前输送并在芯模最上端形成聚氯乙烯吹塑料坯。如果出现料坯环向厚度不均匀，可通过调节精密聚氯乙烯挤出机的流量得到解决。

由以上技术方案可知，本发明与现有技术相比具有如下优点：(1)发挥螺旋流道在吹塑成型超大幅宽薄膜的独特优势，但通过均匀分配不同的入口 及选取适当的螺旋流道的螺旋升角使螺旋流道长度缩短来避免聚氯乙烯在流动过程中过热分解，经试验可知，螺旋流道长度可缩短为原来的40-65％；(2)通过精密聚氯乙烯挤出机和均匀分配流道实现对螺旋流道中物料流量的有效调控，弥补由于缩短环形流道长度而带来的环形料坯的厚度不均匀性。

附图说明

图1是本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置的工艺流程图；

图2是本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置的芯模流道结构图；

图3是本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置的吹膜机头及挤出机分布示意图。

图中：1-精密聚氯乙烯挤出机，2-吹膜机头，3-膜管，4-人字板，5-牵引辊，6-导向辊，7-风环，8-收卷装置，9-芯模，10-芯模套筒，11-螺旋流道，12-分配流道，13-通气孔，14-熔体分配入口。

具体实施方式

如图1所示，一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，主要由n台精密聚氯乙烯挤出机1、吹膜机头2、膜管3、人字板4、牵引辊5、导向辊6、风环7和收卷装置8组成，吹膜机头2内有芯模9和芯模套筒10，芯模9和芯模套筒10之间的间隙为熔体的通道，芯模9的柱形外表面上均布有分配流道12和螺旋流道11，芯模9的中心有通气孔13，n台精密聚氯乙烯挤出机1通过法兰(图中未示出)与吹膜机头2的芯模套筒10连接，芯模套筒10上有n个熔体入口，聚氯乙烯经n台精密聚氯乙烯挤出机1熔融塑化后成为熔体进入芯模9与芯模套筒10间；芯模9下部设置n个与芯模套筒10对应的熔体分配入口14，芯模 9的柱状外表面设置有与熔体入口对应的n组分配流道12，每个熔体分配入口14经分配流道12均匀分配成m头螺旋流道11，在芯模9上n×m头螺旋流道11向上汇合成环形口模间隙；熔体经环形口模间隙挤出后在牵引辊5的作用下向上运动，经芯模9内通气孔13及风环7作用下吹胀形成膜管3，膜管3经人字板4收拢，在导向辊6作用下进入收卷装置8并最终成型。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，如图2所示，每个熔体分配入口14经分配流道12后螺旋流道11的数量m取为4，螺旋升角一般为30-60°，旋转角度一般在180°以内，螺旋流道11在圆周方向上相互有重叠，具体由机头尺寸确定，保证材料不热历程过长分解为限，螺旋升角为45°时，螺旋流道11的长度可为普通螺旋流道的50％。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，熔体入口、分配流道12和螺旋流道11都设在芯模9上，避免设置在不同零件上时流道连接处不光滑而导致积料分解。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，设置在芯模套筒10下部的熔体入口外接流量精确可调的聚氯乙烯专用挤出机1，每个熔体入口连接一台精密聚氯乙烯挤出机1，精密聚氯乙烯挤出机1的电机采用伺服电机，可以实现通过调整精密聚氯乙烯挤出机1的电机的转速来调节所对应的薄膜的厚度，所有入口处流入分配流道12的熔体流量调节至相同，图3所示精密聚氯乙烯挤出机1的数量n为9。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，分配流道12的截面积处处相同或沿向上挤出方向稍有压缩，设置在芯模9下部的熔体分配入口14截面积比分配流道12的截面积之和略大或相同，每个熔体分配入口14的截面积比相对应的螺旋流道11的截面积之和略大，螺旋流道11沿熔体出口方 向的深度渐渐变浅，在其末端深度为零。

本发明涉及的一种超宽幅聚氯乙烯薄膜吹塑成型装置，设置在芯模套筒10加热装置可以是电加热，也可以是电磁感应加热。

工作时，将芯模9和芯模套筒10加热至所需温度，并保证温度的均匀性。打开精密聚氯乙烯挤出机1，每台精密聚氯乙烯挤出机1都通过熔体分配入口14和分配流道12将塑化好的物料向前输送并均匀分配成m份并进入至螺旋流道11。物流经螺旋流道11向前输送并在芯模9最上端形成聚氯乙烯吹塑料坯。如果出现料坯环向厚度不均匀，可通过调节精密聚氯乙烯挤出机1的流量得到解决。