一种聚乙烯/EVOH共挤出模具的制作方法

本实用新型属于板材成型设备领域，具体涉及一种聚乙烯/EVOH共挤出模具。

背景技术：

现代塑料制品生产已从单一材料逐步向复合材料方向进展，迄今为止已经发展到塑料与橡胶，金属材料，与木材，纤维，与无机材料等多种塑料复合等，复合成型技术以其特有的优异性能，广泛应用于建筑、汽车、电子和家具等行业。

塑料共挤出加工工艺是20世纪80年代开始应用的一种挤塑复合成型技术，它已称为当代最先进的塑料成型加工方法之一。塑料共挤出工艺是使用数台挤出机分别供给不同的熔融料流，料流在一个复合机头内复合汇合共挤出从而得到多层复合制品。它能够使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起，使制品兼有几种不同材料的优良特性，在特性上进行互补，从而得到有特殊要求的性能和外观，如防氧化、防潮、保湿型、热成型和热粘合能力，及强度、刚度、硬度等力学性能。这些具有综合性能的多层复合材料在许多领域有极其广泛的应用价值。此外，它可以大幅度降低制品成本、简化流程、减少设备投资，复合过程不用溶剂，因此共挤出技术已被用于复合薄膜、板材、管材、异型材和电线电缆的生产。

多层复合板材在共挤出成型中占有重要地位，它的应用领域主要集中在建筑墙板和装饰件上，以塑料建筑模板为首的多层复合板材，集成了多种聚合物的优良特性，使得共挤出板材在满足基本力学性能的基础上更具有优越性。

共挤出材料在挤出过程中，由于每层物料性参数和厚度的不同，在共挤出过程中会出现出口速度不均匀和界面不稳定现象，这将直接影响制品的质量。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种聚乙烯/EVOH共挤出模具，本模具能够使聚乙烯/EVOH材料在挤出过程中彼此复合在一起，其融合界面稳定和均匀。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种聚乙烯/EVOH共挤出模具，包括第一模头及设在第一模头后方的模具单体，模具单体依次设有第一模体、支架板、过渡板、第一压缩板、第二压缩板和口模板，在过渡板和第一压缩板的侧壁上设有第二模头；

第一模头和第二模头分别与模具单体内开设的空腔构成聚乙烯和EVOH进出的且均为两层的第一聚乙烯流道和EVOH流道，第一聚乙烯流道和EVOH流道各自独立且为流线型，逐渐连续缩小过渡到开设在口模板内的汇流处，聚乙烯和EVOH熔体经过分流和压缩后，能从汇流处挤出，行成表面共挤塑料型坯，其中，第一聚乙烯流道布设在EVOH流道的内层。

优选地，汇流处与第二压缩板的距离为60mm。

优选地，在过渡板和第一压缩板侧壁上还设有第三模头，其中，第三模头与第二模头相对设置；第三模头与模具单体内开设的空腔构成聚乙烯进出的且均为两层的第二聚乙烯流道，第二聚乙烯流道各自独立且为流线型，逐渐连续缩小过渡到开设在口模板内的汇流处，聚乙烯熔体经过分流和压缩后，能从汇流处挤出，行成表面共挤塑料型坯。

进一步优选地，EVOH流道、第一聚乙烯流道和第二聚乙烯流道的表面粗糙度小于0.2um。

优选地，第一聚乙烯流道内的聚乙烯为高密度聚乙烯，第二聚乙烯流道内的聚乙烯为低密度聚乙烯。

优选地，支架板内和第一压缩板内分别设置有与第一模头、第二模头和第三模头相连的且能将物料均匀分为两层的分流锥，分流锥分别与相应的第一聚乙烯流道、EVOH流道和第二聚乙烯流道连接。

优选地，EVOH流道位于第一聚乙烯流道和第二聚乙烯流道，且第一聚乙烯流道和第二聚乙烯流道交错布设。

优选地，EVOH流道依次开设在过渡板、第一压缩板、第二压缩板和口模板上；第一聚乙烯流道和第二聚乙烯流道均开设在第一压缩板、第二压缩板和口模板上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开了一种聚乙烯/EVOH共挤出模具，通过第一聚乙烯流道和EVOH流道，且每个流道各自独立且为流线型，逐渐连续缩小过渡汇流处，保证了进料熔体流动速度均匀一致，熔体在模具内停留时间长、塑化性好，挤出稳定、各层供料均匀、壁厚一致、便于调整，保证板材质量，克服了层与层之间变形，且流道设计合理使板材的综合力学性能有很大的提高，第一聚乙烯流道和EVOH流道均为两层，利于生产四层均匀的板材复合材料，第一聚乙烯流道布设在EVOH流道的外层，从而对气体具有极好的阻隔性和极好加工性，同时内层可以使用回收的聚乙烯，减少原料成本，很大程度上提高了共挤出板材的实用性。

进一步地，汇流处与第二压缩板的距离为60mm，可以有效的补偿因为离模膨胀效应所产生的影响。

进一步地，通过与三个模头分别与EVOH流道、第二聚乙烯流道和第二聚乙烯流道连接，便于实现与挤出机连接，生产六层均匀的板材复合材料。

进一步地，第一聚乙烯流道、EVOH流道和第二聚乙烯流道的表面粗糙度小于0.2um；更进一步地，流道的型腔表面粗糙度为0.1um，其流道光滑对物料不产生阻滞，利于物料均匀流动。

进一步地，第一聚乙烯流道内的聚乙烯为高密度聚乙烯，第二聚乙烯流道内的聚乙烯为低密度聚乙烯，利于生产三种单体材料的板材。

进一步地，通过分流锥，便于将物料均匀分为两层。

进一步地，EVOH流道位于第一聚乙烯流道和第二聚乙烯流道的外侧，且第一聚乙烯流道和第二聚乙烯流道交错布设，便于生产六层均匀的板材复合材料，EVOH位于外层，从而对气体具有极好的阻隔性和极好加工性，同时内层可以使用回收的聚乙烯，减少原料成本，很大程度上提高了共挤出板材的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1沿B-B方向的剖面图；

图3为图1沿A-A方向的剖面图；

图4为本实用新型的EVOH流道、第一聚乙烯流道和第二聚乙烯流道的截面图；

图5为本实用新型生产的板材图；

图6为图5沿A-A方向的截面图；

图7和图8为本实用新型的爆炸图。

其中：1为第一模头；2为第二模头；3为第三模头；4为第一螺钉；5为圆柱销；6为第二螺钉；7为法兰盘；8为第一模体；9为支架板；10为过渡板；11为第一压缩板；12为第二压缩板；13为口模板；14为汇流处；15为EVOH流道；16为第二聚乙烯流道；17为第二聚乙烯流道。

具体实施方式

下面结合附图1～8对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1、图3、图7和图8，一种聚乙烯/EVOH共挤出模具，包括第一模头1及设在第一模头1后方的模具单体，模具单体依次设有第一模体8、支架板9、过渡板10、第一压缩板11、第二压缩板12和口模板13，在过渡板10和第一压缩板11的侧壁上设有第二模头2；第一模头1和第二模头2分别与模具单体内开设的空腔构成聚乙烯和EVOH进出的且均为两层的第一聚乙烯流道16和EVOH流道15，第一聚乙烯流道16和EVOH流道15各自独立且为流线型，逐渐连续缩小过渡到开设在口模板(13)内的汇流处14，进而过渡到所需求的成型截面形状，聚乙烯和EVOH熔体经过分流和压缩后，能从汇流处14挤出，行成表面共挤塑料型坯，最后经过冷却定型后，形成由EVOH和聚乙烯这两种材料复合在一起的四层复合板材，其中，第一聚乙烯流道16布设在EVOH流道15的内层。通各自独立且为流线型，逐渐连续缩小的流道，保证了进料熔体流动速度均匀一致，熔体在模具内停留时间长、塑化性好，挤出稳定、各层供料均匀、壁厚一致、便于调整，保证板材质量，克服了层与层之间变形，且流道设计合理使板材的综合力学性能有很大的提高，第一聚乙烯流道16布设在EVOH流道15的内层，便于EVOH材料为于板材的外层，从而对气体具有极好的阻隔性和极好加工性，内层的聚乙烯具有无毒、表面光滑、平整、耐腐蚀、电绝缘性能优、低温性能好等优点，广泛用于化工、电力等工业上，同时内层可以使用回收的聚乙烯，减少原料成本，很大程度上提高了共挤出板材的实用性。由于熔体在成型前后应力状态的变化，会引起离模膨胀效应，使塑件长度收缩和截面形状尺寸发生变化，当汇流处14与第二压缩板12的距离为60mm，可以有效的补偿因为离模膨胀效应所产生的影响。

参见图1～4、7和8，在过渡板10和第一压缩板11侧壁上还设有第三模头3，其中，第三模头3与第二模头2相对设置；第三模头3与模具单体内开设的空腔构成聚乙烯进出的且均为两层的第二聚乙烯流道17，第二聚乙烯流道17各自独立且为流线型，逐渐连续缩小过渡到开设在口模板13内的汇流处14，第一聚乙烯流道16内的聚乙烯为高密度聚乙烯，第二聚乙烯流道17内的聚乙烯为低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，低密度聚乙烯和EVOH熔体经过分流和压缩后，能从汇流处14挤出，行成表面共挤塑料型坯，最后经过冷却定型后，形成由EVOH、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯这三种材料复合在一起的六层复合板材，六层复合板材厚度为12mm。由于聚乙烯具有无毒、表面光滑、平整、耐腐蚀、电绝缘性能优、低温性能好等优点，广泛用于化工、电力等工业上，EVOH材料在聚乙烯材料的外层从而对气体具有极好的阻隔性和极好加工性；HDPE(高密度聚乙烯)还可作为工程塑料应用在机械、化工等设备上，此层的厚度一般为1～2mm。第一模头1的EVOH供料口通过法兰盘7与挤出机相连接，第二模头2的高密度聚乙烯和第三模头3的低密度聚乙烯的供料口同样通过法兰盘7与另外两台挤出机相连接，这样实现三台挤出机同时供料，其中，法兰盘7通过第二螺钉6固定。

参见图2、3、7和8，支架板9内和第一压缩板11内分别设置有与第一模头1、第二模头2和第三模头3相连的且能将物料均匀分为两层的分流锥，分流锥分别与相应的第一聚乙烯流道16、EVOH流道15和第二聚乙烯流道17连接；便于将物料均匀分为两层。

参见图2、图7和图8，第一模体8、支架板9、过渡板10、第一压缩板11、第二压缩板12和口模板13相邻板之间均通过圆柱销5定位、第一螺钉4固定。第一模体8、支架板9、过渡板10、第一压缩板11、第二压缩板12和口模板13相邻板的连接处均开设有开孔槽；利于拆卸和装配，且每个板的侧面还开设有测温孔和加热板安装孔；从而对流道中溶体的温度进行监测和调整。模头上或者法兰盘7上开设有用于与吊环连接的螺纹孔，便于该共挤出模具与挤出机连接。其中，第一模体8以及压缩板2采用慢走丝线切割加工，支架板9、过渡板10、压缩板1和口模板13开设的空腔(形成EVOH流道15、第二聚乙烯流道16和第二聚乙烯流道17)采用加工中心加工，表面抛光以挤压绗磨机为主，EVOH流道15、第二聚乙烯流道16和第二聚乙烯流道17的型腔表面粗糙度为：Ra0.1um；各模头板连接孔采用数控钻床加工，钳工装配时，型腔对齐，间隙均匀，尺寸符合图纸要求，对接触流道光滑过渡，配销钉(圆柱销5定位)，第一螺钉4紧固。通过本实用新型，熔融的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和EVOH在压力的作用下通过各自的流道，经过分流和压缩后，在口模版狭缝处挤出，行成表面共挤塑料型坯，最后经过冷却定型后，形成图5和6所示的复合板材。

本实用新型根据实验的要求确定参数：根据挤出板材的经验公式初步确定入口段的半径、扇形区的角度(三中材料从挤出机进入共挤出模具时的分流锥以及入口段的角度)，调节部分的长度，模唇区的高度以及长度。然后通过仿真软件进行优化分析，检查口模板出口各处流动是否平衡、速度是否一致，否则要调整模具的结构参数，保证口模板出口各处的压力以及出口速度一致，以及界面稳定，使熔体均匀挤出。外层和内层可以使用聚乙烯原料或者较好的回收料，而中间层进料可以按合理比例添加或者使用回收聚乙烯材料，节省了成本也可以保证符合板材力学性能。

为了获得良好的塑料片材制品，EVOH流道15、第二聚乙烯流道16和第二聚乙烯流道17应逐步连续缩小，过渡到所需求的成型截面形状，从而满足人们的使用要求。同时考虑到片材塑料在挤出成型时对挤出模头的压力作用，使挤出模头口模损坏。因此机头要在合适的压缩比下和在保证料流稳定的情况下尽量减少口模的长度，并合理布置机头的加热冷却装置，使其加热冷却速度快，符合生产要求，精度高，挤出机头内物料流道应光滑，呈流线型，不能有阻滞的部位，型腔表面粗糙度应小于0.2um；其次，由于熔体在成型前后应力状态的变化，会引起离模膨胀效应，使塑件长度收缩和截面形状尺寸发生变化，因此，在设计挤出模头时要注意这一点，要进行适当的补偿，从而保证挤出制品具有正确的截面形状和尺寸，得到符合生产要求的塑料片材。

通过本实用新型能够形成外层和中间的各自独立的流道。保证了进料熔体流动速度均匀一致，熔体在模具内停留时间长、受热均匀、塑化性好，挤出稳定、各层供料均匀、壁厚一致、便于调整，保证板材质量。克服了层与层之间变形，并且合理的挤出流道使板材的综合力学性能有很大的提高；中间层可以使用回收的聚乙烯，减少原料成本，很大程度上提高了共挤出板材的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本使用新型的保护范围之内。