专利名称：一种交错熔接自增强管材及其成型方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料先进加工技术领域，特别是涉及一种分散熔接自增强管材及其成型方法。
背景技术：
近年来，随着高分子材料加工技术的不断提高，塑料管材在我国取得了长足进步和迅猛发展，特别是不断出现的新材料及新工艺使塑料管材的优势越来越突出。与传统的金属管和水泥管相比，塑料管材具有重量轻、耐腐蚀性好、抗冲击和抗拉性能强等优点，并且塑料管材内壁更为光滑、摩擦系数小、流体阻力小、节能效果好，运输方便，安装简单，使用寿命长。挤出成型是生产塑料管材最常用的成型方法，具有生产过程连续化，生产效率高， 加工范围广，投资少、见效快等优点。但是，对于现有挤出机头(特别是中心供料挤出机头和侧向供料挤出机头)，由于分流器及其支架的存在，使成型管材表面出现熔接线，影响制品外观及质量。挤出熔接痕是塑料熔体在经过分流器或其支架时，两股或多股料流汇合，由于温度、压力等原因，在界面处未完全熔合形成的一种线状痕迹。为了消弱熔接痕对制品性能的影响，常用的有如下两种方法1.增加物料的流动性；2.改变口模的结构形状和尺寸。但这两种方法并不能从本质上改变熔接痕的形态，熔接痕仍贯穿存在于整个壁厚上，一旦熔接痕区域出现失效，将使整个管材失效和破坏。为提高管材的强度，现广泛采用多层共挤管材。多层共挤是利用多台挤出机(3 7台)，利用共挤模头生产多层(5 9层)制品，以满足产品一定的性能要求。这种生产方法能有效降低熔接痕对管材质量的影响，但是这种生产设备复杂，投资大，目前设备主要依靠进口。另外，这种方法主要用于生产多材料复合管材，并没有注重熔接痕对管材质量的影响。
发明内容
针对现有管材的技术和成型缺陷，本发明提出一种交错熔接自增强管材，这种管材将熔接痕对其质量的影响降到最低，而且强度高、生产效率高、成本低。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种交错熔接自增强管材，具有内外双层或多层结构，各层管各有熔接痕，各层管的熔接痕的位置彼此错开。本发明一种交错熔接自增强管材，具有内外双层结构，即由内壁管和外壁管组成， 内壁管和外壁管的壁厚之比可以为1 1，也可以为其它任何比例，内壁管和外壁管各自都有熔接痕，内壁管熔接痕和外壁管熔接痕的位置彼此错开。本发明一种交错熔接自增强管材，内壁管的熔接痕可以平行于管轴线，也可以呈螺旋形状；螺旋形的熔接痕可以进一步削弱其对管材质量的影响。本发明一种交错熔接自增强管材，外壁管的熔接痕可以平行于管轴线，也可以呈螺旋形状，螺旋方向可以与内壁管熔接痕螺旋方向相同，也可以相反；同理，螺旋形的熔接痕可以进一步削弱其对管材质量的影响，而且当旋向相反时，作用在内壁管或外壁管上的破坏力可以由于内壁管和外壁管之间的相互作用而对外壁管和内壁管不造成影响甚至是消除破坏的可能性。本发明一种交错熔接自增强管材，内壁管和外壁管可以是单层单一材料组分，也可以是具有层叠结构的多材料组分。本发明一种交错熔接自增强管材的成型方法，其成型方法如下(1)塑料颗粒经挤出机熔融塑化，高温熔体向前输送至分流器中，根据内壁管与外壁管壁厚要求，分流器将高温熔体分为四部分A、B、C和D，其中每两部分的流量相同，即 Qa = Qd，Qb = Qc ；(2)通过流道输送与过渡，每部分熔体向前输送、展开，并进一步包络成半圆；(3)在流道的适当长度位置上，熔体B和熔体C包络成的半圆汇合成管的内壁管或外壁管，熔体A和熔体D包络成的半圆汇合成管的外壁管或内壁管；(4)内壁管和外壁管融合为一体，形成交错熔接自增强管材。本发明具有如下优点1、本发明管材结构简单，通过使管材内壁管和外壁管的熔接痕交错，大大地降低了熔接痕失效对管材质量的破坏。2、本发明管材具有内外双层结构，可以提高管材强度。3、本发明管材的成型方法原理简单，可实施性强，无需像多层挤出成型那样需要多台挤出机，制造成本低。
图1是本发明交错熔接自增强管材的断面结构示意图。图2是本发明交错熔接自增强管材的成型方法原理图。图中1-管材，2-内壁管，3-外壁管，4-外壁管熔接痕，5-内壁管熔接痕，6-熔体， 6-1-熔体A，6-2-熔体B，6-3-熔体C，6-4-熔体D，7-半圆。
具体实施例方式如图1所示，一种交错熔接自增强管材1，具有内外双层结构，主要由内壁管2和外壁管3组成。内壁管2和外壁管3的壁厚之比可以为1 1，也可以为其它任何比例。内壁管2和外壁管3各具有两条熔接痕，内壁管熔接痕5与外壁管熔接痕4的位置彼此错开。本发明一种交错熔接自增强管材1，内壁管熔接痕5可以平行于管材1轴线，也可以呈螺旋形状；螺旋形的熔接痕可以进一步削弱其对管材质量的影响。本发明一种交错熔接自增强管材1，外壁管熔接痕4可以平行于管材1轴线，也可以呈螺旋形状，螺旋方向可以与内壁管熔接痕5螺旋方向相同，也可以相反；同理，螺旋形的熔接痕可以进一步削弱其对管材质量的影响，而且当旋向相反时，作用在内壁管2或外壁管3上的破坏力可以由于内壁管2和外壁管3之间的相互作用而对外壁管3和内壁管2 不造成影响甚至是消除破坏的可能性。本发明一种交错熔接自增强管材1，内壁管2和外壁管3可以是单层单一材料组分，也可以是具有层叠结构的多材料组分。本发明一种交错熔接自增强管材1的成型方法，其成型方法如下(1)塑料颗粒经挤出机熔融塑化，高温熔体6向前输送至分流器中，根据内壁管2 与外壁管3壁厚要求，分流器将高温熔体分为四部分熔体A 6-1、熔体B6-2、熔体C 6_3和熔体D 6-4，其中每两部分的流量相同，即Qa = Qd, Qb = Qc,如图2所示；(2)通过流道输送与过渡，每部分熔体向前输送、展开，并进一步包络成半圆7 ；(3)在流道的适当长度位置上，熔体B 6-2和熔体C 6_3包络成的半圆汇合成管的内壁管2或外壁管3，熔体A 6-1和熔体D 6-4包络成的半圆汇合成管的外壁管3或内壁管 2 ；(4)内壁管2和外壁管3融合为一体，形成交错熔接自增强管材1。
权利要求
1.一种交错熔接自增强管材，其特征在于具有内外双层或多层结构，各层管各有熔接痕，各层管的熔接痕的位置彼此错开。 根据权利要求1所述的一种交错熔接自增强管材，由内壁管和外壁管组成，内壁管和外壁管的壁厚之比可以为1 1，其特征在于内壁管和外壁管各具有两条熔接痕，内壁管熔接痕与外壁管熔接痕的位置彼此错开。
2.根据权利要求2所述的一种交错熔接自增强管材，其特征在于内壁管的熔接痕可以平行于管轴线，或呈螺旋形状。
3.根据权利要求2所述的一种交错熔接自增强管材，其特征在于外壁管的熔接痕可以平行于管轴线，或呈螺旋形状，螺旋方向内壁管熔接痕螺旋方向相同或相反。
4.根据权利要求2所述的一种交错熔接自增强管材，其特征在于内壁管和外壁管可以是单层单一材料组分，也可以是具有层叠结构的多材料组分。
5.权利要求1或2所述的一种交错熔接自增强管材的成型方法，其特征在于首先，塑料颗粒经挤出机熔融塑化，高温熔体向前输送至分流器中，根据内壁管与外壁管壁厚要求，分流器将高温熔体分为四部分A、B、C和D，其中每两部分的流量相同，即A = Qd' QB = Qc ；然后，通过流道输送与过渡，每部分熔体向前输送、展开，并进一步包络成半圆；再者，在流道的适当长度位置上，熔体B和熔体C包络成的半圆汇合成管的内壁管或外壁管，熔体A和熔体D包络成的半圆汇合成管的外壁管或内壁管；最后，内壁管和外壁管融合为一体，形成交错熔接自增强管材。
全文摘要
本发明公开了一种交错熔接自增强管材及其成型方法，属于高分子材料先进加工技术领域。该管材具有内外双层结构，主要由内壁管和外壁管组成，内壁管和外壁管各具有两条熔接痕，内壁管熔接痕与外壁管熔接痕的位置彼此错开。该管材的成型方法主要通过分流器将一台挤出机挤出的熔体根据壁厚要求分流成四股熔体，然后每部分熔体分别向前输送、展开、包络成半圆，并进一步汇合成熔接线不在一个位置的内壁管和外壁管，从而形成交错熔接自增强管材。本发明管材结构简单，能大大地降低熔接痕失效对管材质量的破坏，同时可以提高管材强度；本发明管材的成型方法原理简单，可实施性强，无需像多层挤出成型那样需要多台挤出机，制造成本低。
文档编号F16L9/133GK102168774SQ20111010081
公开日2011年8月31日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者丁玉梅, 杨卫民, 焦志伟, 王乾, 谢鹏程, 钟雁 申请人:北京化工大学