一种塑料管材在线双向拉伸装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种塑料加工设备，尤其是涉及一种塑料管材在线双向拉伸装 置。
【背景技术】
[0002] 目前塑料管材得到广泛的应用，大概可分为特种塑料、工程塑料和通用塑料几种， 特种塑料和工程塑料综合性能优良但价格昂贵，普通塑料性能价格较低但综合性能一般。 如何实现普通塑料的高性能化是一个重要问题，也是难题，其中就包括塑料管材的双向拉 伸工艺改进。
[0003] 双向拉伸可使塑料高分子链沿双轴方向规整排列，并消除其中的缺陷，由此得到 高强度、高韧性、高抗冲、抗疲劳的新型塑料管材。
[0004] 双向拉伸工艺技术最成功的应用是BOPP薄膜，虽然原理一样，但在成型加工工艺 和设备上，塑料管材与薄膜有较明显的差异，直接导致了塑料管材要实施双向拉伸，技术难 度更大。
[0005]目前按是否能连续生产，双向拉伸工艺分为离线法和在线法两种。但不管离线法 还是在线法，国内还停留在研发阶段，至今未有能批量并稳定生产的工艺和设备。离线双向 拉伸工艺设备和工艺比较简单，可以达到较好的取向效果，可生产的产品范围较宽，但生产 效率低，人工和能耗高，导致综合成本较高。在线双向拉伸工艺生产效率较高，人工和能耗 较少，分别使用热空气和热水两种介质，把管材从口径较小的厚料胚，通过内部高压的热空 气或热水等介质，扩张成较大口径管材。但不管介质是热空气还是热水，由于压力高，存在 高压介质的密封问题，以及需要牵引力非常高的超重型牵引机，设备和工艺复杂，设备价格 也非常昂贵。
【发明内容】
[0006] 本实用新型的目的是提供一种可以使塑料熔体在简单的型芯和型腔流道中完成 双向拉伸取向并冻结，且可连续生产、成本较低的塑料管材在线双向拉伸装置。
[0007] 本实用新型的技术解决方案是：一种塑料管材在线双向拉伸装置，包括在挤出模 具上设置的的口模、芯棒和位于口模与芯棒之间的环形流道，它还设有与所述口模连接的 型腔、与所述芯棒连接的型芯，其中型腔和型芯之间顺次设有与所述环形流道连通的扩张 型环形流道、与扩张型环形流道连通的水平环形流道，型芯内设有空腔，在空腔内设有旋流 器，旋流器的进口管和出口管分别连通外置模温机。
[0008] 型腔和型芯之间组成的扩张型环形流道与环形流道相通，在型芯内设有空腔和旋 流器，通过管道与外置模温机连接，热交换介质可以进入型芯内部，介质在旋流器的引导下 在空腔中有序流动，提高热交换的效率，并使各部分的温度更加均匀，在原模具的口模和芯 棒之间的环形流道中已经塑化好的熔体，可以通过扩张型环形流道流动至水平环形流道 内，熔体在流动过程中完成双向拉伸取向，通过外置模温机的调节，可以保证型芯内温度的 精确控制，从而使熔体的取向被冻结，形成已经取向的管材型胚，通过现有的冷却、定型牵 拉和切割等工艺，便可以生产出需要口径的管材。通过在模具上设置型腔和型芯，实现在线 连续稳定生产，无需高压介质加热，结构简单，使用安全可靠。
[0009] 所述扩张型环形流道与所述环形流道延长线之间的夹角为20° -30°。优选为 25°。可以保证管材双向拉伸取向的程度，提高成品管材拉伸屈服强度，抗冲击效果更好， 同时还可以保证成型加工性能。
[0010] 所述环形流道的直径与所述水平环形流道的直径比为1:1. 7-1. 9,优选为1:1.8。 在保证产品成型加工性能的基础上，充分提高管材双向拉伸取向的程度，提高成品管材拉 伸屈服强度，进一步提升抗冲击效果。
[0011] 在所述型芯内设有与外置模温机连接的热电偶。方便对型芯内温度进行测量，有 利于精确控制型芯温度，保证对拉伸的冻结效果。
[0012] 本实用新型的优点是：可以在线连续实现管材的双向拉伸，提高管材的抗冲击和 拉伸性能，无需高压介质，密封方便，结构简单且使用安全可靠。
【附图说明】
[0013] 附图1为本实用新型实施例双向拉伸装置的结构示意图；
[0014] 附图2为附图1中的局部放大图；
[0015]1、口模，2、芯棒，3、环形流道，4、型腔，5、型芯，6、扩张型流道，7、水平环形流道，8、 空腔，9、旋流器，10、进口管，11、出口管，12、热电偶，13、热电偶接口，14、介质出口，15、介质 入口。
【具体实施方式】
[0016] 实施例：
[0017] 参阅图1-2, 一种塑料管材在线双向拉伸装置，包括在挤出模具上设置的的口模 1、芯棒2和位于口模1与芯棒2之间的环形流道3,它还设有与口模连接的型腔4、与芯棒2 连接的型芯5,其中型腔4和型芯5之间顺次设有与环形流道3连通的扩张型环形流道6、 与扩张型环形流道6连通的水平环形流道7,型芯5内设有空腔8,在空腔8内设有旋流器 9,旋流器9的进口管10和出口管11分别连通外置模温机的介质出口 14和介质入口 15。 在型芯5内设有与外置模温机热电偶接口 13连接的热电偶12。扩张型环形流道6与环形 流道3延长线之间的夹角a为20° -30°，优选a为25°。此外，环形流道3的直径与水 平环形流道7的直径比为1:1. 7-1. 9,优选为1:1.8。通过外置模温机，控制型芯内温度在 110°C_130°C，优选为 120°C。
[0018] 型腔4和型芯5之间组成的扩张型环形流道6与环形流道3相通，在型芯5内设 有空腔8和旋流器9,旋流器9的进口管10连接外置模温机的介质出口 14,出口管11连接 外置模温机的介质入口 15,恒温的硅油或水等介质可以进入型芯5内，介质在旋流器9的引 导下在空腔8中有序流动，提高热交换的效率，从而精确控制型芯5的温度。在管材挤出模 具的口模1和芯棒2之间的环形流道3中已经塑化好的熔体，可以通过扩张型环形流道6 流动至水平环形流道7内，熔体在流动过程中完成双向拉伸取向，通过外置模温机的调节， 可以保证型芯5内温度的精确控制，从而使熔体的取向被冻结，形成已经取向的管材型胚， 通过现有的冷却、定型牵拉和切割等工艺，便可以生产出需要口径的管材。
[0019] 以下通过实验进一步说明本实用新型的有益效果。
[0020] 以110X3. 2mm规格的PVC管材为例
[0021] 1、在同一配方下，未进行双向拉伸取向的普通成品管材和本实用新型实施例制得 的管材性能和成型加工性能对比如表1所示：
[0022] 表1 :普通管材和进行双向拉伸取向后管材性能对比表
[0023]
[0024] 从表1中的对比数据可以看出，管材进行双向拉伸取向后简支梁冲击、落锤冲击 性能和拉伸屈服强度均有很大提高。
[0025] 2、评估取向程度的一个重要技术指标是成品管的拉伸屈服强度，在同一配方情况 下，取向程度越大，则拉伸屈服强度越大，简支梁冲击也越高。控制型芯5在不同温度下进 行双向拉伸后的管材的性能和成型加工性能对比如表2所示：
[0026] 表2:不同温度对拉伸取向的影响
[0029] 从上表中可以看出，如果温度过低，熔体粘度大，熔体压力高，给成型加工造成困 难，而温度控制过高，取向后容易发生相反的解取向，成品管的拉伸屈服强度会下降，影响 产品性能，因此型芯5内的温度控制在110~130°C之间，优选为120°C。
[0030] 3、水平环形流道7的出口直径与环形流道3的出口直径的比值，也会影响管材双 向拉伸取向的程度，如表3中所示：
[0031] 表3 :水平环形流道7与环形流道3出口直径比值对比
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[0033] 根据上表数据，水平环形流道7的出口直径与环形流道3的出口直径的比值在 1. 7~1. 9之间时，成品管的拉伸屈服强度综合性能最好。
[0034] 4、扩张型环形流道与环形流道延长线之间的夹角a对成品管材的性能也有相应 的影响，如下表4所示：
[0035] 表4夹角a对成品管材的性能影响对比
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[0037] 扩张型环形流道与环形流道延长线之间的夹角a越大，成品管的拉伸屈服强度 会增加，但同时带来成型加工的难度，夹角a越小，虽然加工容易，但拉伸屈服强度相应下 降。
[0038] 上列详细说明是针对本实用新型之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以 限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本 案的专利范围中。
【主权项】
1. 一种塑料管材在线双向拉伸装置，包括在挤出模具上设置的的口模、芯棒和位于口 模与芯棒之间的环形流道，其特征在于：它还设有与所述口模连接的型腔、与所述芯棒连接 的型芯，其中型腔和型芯之间顺次设有与所述环形流道连通的扩张型环形流道、与扩张型 环形流道连通的水平环形流道，型芯内设有空腔，在空腔内设有旋流器，旋流器的进口管和 出口管分别连通外置模温机。2. 根据权利要求1所述的一种塑料管材在线双向拉伸装置，其特征在于：所述扩张型 环形流道与所述环形流道延长线之间的夹角为20° -30°。3. 根据权利要求2所述的一种塑料管材在线双向拉伸装置，其特征在于：所述所述扩 张型环形流道与所述环形流道延长线之间的夹角为25°。4. 根据权利要求1或2或3所述的一种塑料管材在线双向拉伸装置，其特征在于：所 述环形流道的出口直径与所述水平环形流道的出口直径比为1:1. 7-1. 9。5. 根据权利要求4所述的一种塑料管材在线双向拉伸装置，其特征在于：所述环形流 道的出口直径与所述水平环形流道的出口直径比为1:1. 8。6. 根据权利要求4所述的一种塑料管材在线双向拉伸装置，其特征在于：在所述型芯 内设有与外置模温机连接的热电偶。
【专利摘要】本实用新型公开了一种塑料管材在线双向拉伸装置，包括在挤出模具上设置的口模、芯棒和位于口模与芯棒之间的环形流道，它还设有与所述口模连接的型腔、与所述芯棒连接的型芯，其中型腔和型芯之间顺次设有与所述环形流道连通的扩张型环形流道、与扩张型环形流道连通的水平环形流道，型芯内设有空腔，在空腔内设有旋流器，旋流器的进口管和出口管分别连通外置模温机。本实用新型的优点是：可以在线连续实现管材的双向拉伸，提高管材的抗冲击和拉伸性能，无需高压介质，密封方便，结构简单且使用安全可靠。
【IPC分类】B29C55/26
【公开号】CN204773543
【申请号】CN201520392667
【发明人】郑志强, 彭晓翊, 李白千, 陈涛, 刘在福, 秦小梅, 区成材
【申请人】佛山市日丰企业有限公司, 佛山市日丰企业科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月9日