一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法
【专利摘要】本发明揭示了一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，采用垂直方向上的烧结方式，将出料后的挤出料通过牵引依次经过低温干燥、高温预烧结、高温烧结等工序，最终成型后再横置。由于采用了采用垂直方向上的烧结，使得大口径薄壁的聚四氟乙烯挤出管在烧结过程始终能够保证同轴度，从而避免发生坍塌变形等缺陷，此外由于有外部牵引力的作用，使得烧结后的管子更圆，壁厚更均匀。
【专利说明】
一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法
技术领域
[0001]本发明涉及烧结工艺，更具体地说，涉及一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法。
【背景技术】
[0002]目前，聚四氟乙烯挤出管已经广泛应用于热交换领域，其中主要以口径小于16毫米的为主，但对于较大口径的，如30毫米以上口径的聚四氟乙烯挤出管，然无法有效实现工业化生产。其主要原因在于:传统较小口径的聚四氟乙烯挤出管在干燥烧结过程中，因为其管径小，管壁厚(壁厚通常是管材外径的1/5?1/10)，因此，在烧结时可以直接放在传送带上，横向进入高温烘箱而不容易变形，即传统工艺均采用的是横向制造。若将大口径的薄壁聚四氟乙烯挤出管放在类似的传送带上进入高温烘箱烧结，由于其口径大，管壁薄(壁厚通常是外径的1/40?1/100)，在进入高温烘箱时，管材容易发生向下坍塌、变形而且壁厚不一致。
[0003]综上所述，对于较大口径、特别是30毫米以上口径的聚四氟乙烯挤出管，仍采用传统的横向加工工艺，是完全无法适用的，必须研究出一种全新的加工工艺，来满足大口径的聚四氟乙烯挤出管的工业化生产。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在提供一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，能够避免发生大口径管材出现变形、管壁不均匀等缺陷。
[0005]该大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，包括以下步骤:
[0006]A.采用推压挤出设备将聚四氟乙烯树脂从其上方模口挤出，以进行垂直向上出料；
[0007]B.采用牵引装置将挤出料进行垂直向上牵引至低温干燥设备，进行干燥；
[0008]C.采用牵引装置将挤出料继续垂直向上牵引至高温预烧结设备，进行预烧结；
[0009]D.采用牵引装置将挤出料继续垂直向上牵引至高温烧结设备，进行烧结成型。
[0010]所述的牵引装置的牵引速度与模口出料速度相同，
[0011]所述的牵引装置的牵引速度控制在0.1?2m/min。
[0012]所述的低温干燥设备的干燥温度控制在50?250°C。
[0013]所述的高温预烧结设备的预烧结温度控制在200?300°C。
[0014]所述的高温烧结设备的烧结温度控制在300?400°C。
[0015]采用本发明的一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法具有以下几个优点:
[0016]1、根据热力学原理，热量在空气中通常情况下是从下往上传递，因而垂直方向上，下方温度低，越往上温度越高，使聚四氟乙烯烧结呈梯度升温烧结，成型更稳定，同时此烧结工艺有利于节约能源。
[0017]2、采用垂直方向上的烧结，使得大口径薄壁的聚四氟乙烯挤出管在烧结过程始终能够保证同轴度，从而避免发生坍塌变形等缺陷，此外由于有外部牵引力的作用，使得烧结后的管子更圆，壁厚更均匀。
[0018]3、采用本发明烧结方法制成的聚四氟乙烯管材可广泛应用于液体传输、气体传送、热交换等各种领域。
【具体实施方式】
[0019]由于聚四氟乙烯在熔点温度以上时，仍然没有普通塑料所谓的熔融状态，粘度极大，不可以用传统的螺杆挤出工艺生产，而是采用先预成型成坯棒，然后再对坯棒进行推压挤出。在聚四氟乙烯管材挤出过程中，传统是采用水平方向推压挤出的方法，然后再通过水平方向的烘箱进行高温烧结。这样的工艺方法，仅能满足小口径的聚四氟乙烯管材的生产需求，但对于大口径管材则容易出现变形，管壁不均匀等，因为大口径管材壁厚与管径比大，且需要较长时间烧结，容易在烧结过程中坍塌变形，不利于烧结定型。
[0020]通过多次研究和设计发现在垂直方向上进行烧结，能够在烧结过程中保证挤出管的同心度，因此，本发明的一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，采用从下往上烧结的方式，具体包括以下步骤:
[0021]A.采用推压挤出设备将聚四氟乙烯树脂从其上方模口挤出，以进行垂直向上出料；
[0022]B.采用牵引装置将挤出料进行垂直向上牵引至低温干燥设备，进行干燥，使得聚四氟乙烯推挤必要的润滑助剂完全挥发；
[0023]C.采用牵引装置将挤出料继续垂直向上牵引至高温预烧结设备，进行预烧结；
[0024]D.采用牵引装置将挤出料继续垂直向上牵引至高温烧结设备，进行烧结成型。
[0025]所述的牵引装置设于顶部，将挤出料向上牵引，依次经过低温干燥设备、高温预烧结设备和高温烧结设备，最后将烧结成型的挤出管通过牵引并横向放置，整个牵引过程中，牵引装置的牵引速度与模口出料速度相同。
[0026]作为一个实施例，所述的牵引装置的牵引速度控制在0.1?2m/min。
[0027]而经过多次反复试验和计算，将所述的低温干燥设备的干燥温度控制在50?250°C。将所述的高温预烧结设备的预烧结温度控制在200?300°C。将所述的高温烧结设备的烧结温度控制在300?400 °C。
[0028]当然，需要说明的是，采用牵引装置将挤出料垂直向下依次经过低温干燥设备、高温预烧结设备和高温烧结设备的干燥、预烧结、烧结的方式，其原理与上述垂直向上方式实质相同，同样也属于本发明权利要求书所要求保护的范围。
[0029]经本发明的烧结方法制成的聚四氟乙烯管材可广泛应用于液体传输、气体传送、热交换等各种领域，具有以下特点:
[0030]1、抗腐蚀性，聚四氟乙烯本身具有良好的耐强酸强碱等性能，由于高温烧结充分，聚四氟乙烯管材中完全没有孔隙，致密性好，密度在2.1?2.2g/cm3之间，可以长期广泛应用于各种热交换领域所需热交换管、各种液体传输、气体传送而不发生泄露、渗透。
[0031]2、耐高低温性，本烧结工艺制成的聚四氟乙烯管材使用温度可以在-50?260 °C之间，在230°C时爆破压力高达2kg/cm2，保证聚四氟乙烯管材作为不同温度的换热介质的媒介，具有良好的尺寸稳定性和换热介质之间互相不直接接触，从而避免了各种可能发生的不安全因素。
[0032]3、换热高效性，由于聚四氟乙烯的热传递系数为普通碳钢的1/250，为0.184w/(m.K)，所以为保证较高的热交换效率，管壁越薄越好，所以用词烧结工艺的聚四氟乙烯管材，管壁可以薄到管径的1/40?1/100。
[0033]综上所述，采用本发明的烧结方法，适用于各种口径的聚四氟乙烯管材制作，特别适于大口径(30毫米以)、薄管壁(壁厚通常是外径的1/40?1/100)的聚四氟乙烯管材加工制作，完全能够避免发现变形、管壁不均匀等缺陷。
[0034]本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。
【主权项】
1.一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，其特征在于，包括以下步骤: A.采用推压挤出设备将聚四氟乙烯树脂从其上方模口挤出，以进行垂直向上出料； B.采用牵引装置将挤出料进行垂直向上牵引至低温干燥设备，进行干燥； C.采用牵引装置将挤出料继续垂直向上牵引至高温预烧结设备，进行预烧结； D.采用牵引装置将挤出料继续垂直向上牵引至高温烧结设备，进行烧结成型。2.如权利要求1所述的一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，其特征在于:所述的牵引装置的牵引速度与模口出料速度相同。3.如权利要求2所述的一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，其特征在于:所述的牵引装置的牵引速度控制在0.1?2m/min。4.如权利要求1所述的一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，其特征在于:所述的低温干燥设备的干燥温度控制在50?250°C。5.如权利要求1所述的一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，其特征在于:所述的高温预烧结设备的预烧结温度控制在200?300°C。6.如权利要求1所述的一种大口径薄壁聚四氟乙烯挤出管烧结方法，其特征在于:所述的高温烧结设备的烧结温度控制在300?400°C。
【文档编号】B29C47/00GK105856583SQ201610365159
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】黄斌香, 黄磊, 林诚华, 黄亮, 顾瑞文, 金福忠
【申请人】江苏金由新材料有限公司