聚合物的加热和/或交联的方法及其装置的制作方法

专利名称：聚合物的加热和/或交联的方法及其装置的制作方法
发明技术领域总的来说，本发明涉及聚合物或聚合物混合物的均匀和快速加热方法，尤其涉及热致可交联聚合物、红外辐射可交联聚合物的交联方法，特别是在制造模制件，尤其是制造聚乙烯挤出管时，可交联聚合物材料模制件的非接触型交联方法。本发明还涉及实现这种方法的装置。
背景技术：
在涉及聚合物材料加工的许多应用中需要一种快速、均匀和同时加热整个聚合物材料的方法。加热聚合物材料有许多方法，参见下列有关交联的讨论，而其中多数方法的共同特点是先加热材料表面，然后热量传导遍及整个材料。因此加热将会是缓慢而不均匀的，因为聚合物材料通常是热的不良导体。
交联，即在诸如聚乙烯之类的聚合物中形成立体网状结构或交联键，目前大体上按照两个主要原理来实现。
按照第一个主要原理，立体网状结构的形成是用化学方法借助官能团，即聚乙烯链上的化学活性侧基来实现的，该侧基参与一种形成交联的缩合反应。三甲氧基乙烯基硅烷用于这一过程，所以此法叫做硅烷法。
按照第二个主要原理，交联是借助自由基实现的。该自由基既可由用辐射能直接作用于聚合物链，例如用电子束或紫外线辐照来产生；也可用添加剂、交联剂，诸如有机过氧化物或偶氮化合物来产生。在后一情况下交联反应通常是用热来引发的。本发明特别涉及这后一类型的热致交联。
瑞典专利SE-B-324450公开了一种方法，其中将待交联的聚合物与一种交联剂诸如有机过氧化物在挤出前混合，于挤出期间或之后加热以引发立体网状结构的形成。此法因其特定的设计而具有缺点，主要在于连续制造产品如管材时，尤其在于其制造速度非常低。
把来自成型用具的热量传导给聚合物材料的加热方法通常是有利的，因为过氧化物未及挥发就全部用于交联。但是，因此就需用很长的成型用具，以便使聚合物材料的温度能升至足以引发交联的程度。因而成型用具中的压降就要高，结果是挤出压力要高，这就要求挤出机必须满足高标准—一般应该用所谓柱塞式挤出机。长料道还导致用具中的摩擦问题。解决摩擦问题的尝试已涉及用特氟隆涂布成型用具及将螺杆挤出机与成型用具结合例如提供共挤出，参见例如WO94/21441。但是，这类方法中在挤出之后还要去除共挤出表面层。
芬兰专利公开94106中描述一种比上述方法显著快速的称为PEXEP的方法，聚乙烯挤出管借助于与加热轮直接接触进行加热以便引发交联。在这里的加热主要是先加热表面，接着将热量传导遍及整个材料。应该注意，象聚乙烯这样的聚合物是热的不良导体。伴随此法的缺点是尺寸稳定性和表面光洁度不太好。PEXEP方法的另一个缺点是，过氧化物会从表面挥发，因此难以实现遍及整个管壁的均匀交联。
在另一种方法中加热是用液体以盐浴的方式实现的。虽然热量从液体传导到聚合物是比较有效的，但问题是表面光洁度不太好，而且聚乙烯的导热性仍然不好。
在塑料挤出工艺(Plastics Extrusion Technology)第15章，塑料挤出后的交联，pp.499-500(Hanser Publishers，Munich1988)中描述一种电缆上较厚绝缘层的非接触型交联方法，该法采用一个含有热蒸汽的垂直管式加热器件，可避免绝缘层因重力作用而变形的危险。而且也避免了电缆表面层因与蒸汽管壁接触而引起的变形。但是这一加热是借助传导来实现的，因此须长时间加热，尤其材料尺寸较厚时。这是由于，如上所述，聚合物是热的不良导体之故。可能达到的最高温度会更低，约225℃，这就进一步增加了交联时间，随之延长了交联区的长度。在交联区中相当长的电缆就不得不处于悬臂状态。由此看来，为了减少重力引起的任何变形或弯曲，一个条件是聚合物用芯材(电缆)来支承。
英国专利GB-A-1562814公开了一种聚乙烯泡沫塑料的连续制造和交联方法，其中聚乙烯首先与过氧化物及发泡剂预先混合，随后，在一个可供选择的方案中，第一步交联是用红外辐射进行有限加热而引发。此后用所放热量来实现交联。第二步中塑料借助另外的热风而发泡，该热风同时起着支承气垫的作用。
H·西村，S·高井，用可热收缩和包敷法进行水下管线的防腐pp.55-66，UK Corrosoion’83；会议；腐蚀科技研究所编辑；全国腐蚀工程师协会；伯明翰，1983年11月15-17日中公开了一种用红外辐射来引发可收缩管材中聚乙烯交联反应的方法，其中把红外辐射的波长调节到使之基本上完全被聚乙烯吸收。因为辐射波基本上被吸收，所以受热的主要是聚合物的表面层，而聚合物的其余部分则借助传导加热。故而此法主要适用于薄壁制件或低速度制造过程。此法的一个缺点是有表面层过热的危险。
发明概述本发明的目的是提供一种聚合物或聚合物混合物(下文叫做聚合物材料)的快速、均匀的非接触型加热的方法和装置，特别适用于交联，使表面光洁度良好的交联聚合物制件的高速制造得以实现。
按照本发明，用红外辐射辐照聚合物材料来实现交联，红外辐射的波长不同于被该聚合物材料吸收的波长。这就意味着红外辐射穿透聚合物，这样就迅速加热遍及模制件的全厚度。在交联过程中这就意味着高速制造是可以做到的。由于加热是用红外辐射实现的，所以全部可以是非接触型的，结果形成高表面光洁度。在一个优选的的实施方案中，主要用于挤出后的交联，红外辐射区是沿着挤出头的垂直方向配置的，优选在其上，以使挤出后的模制件垂直向上送往该区。快速、均匀加热使交联迅速进行下去，使挤出模制件迅速获得了高刚性(也就是说，该材料本体或模制件从以粘性为主转到以粘弹性为主)，因为同时也使交联区缩短，这就减少了由于重力引起的垂直屈服致使变形或局部变粗的危险。因此尺寸稳定性和热稳定性两者都是高的。当例如使用过氧化物作交联剂的情况下，交联剂没有时间从表面挥发。
本发明的上述各目的也能用一种模制件的加热装置特别是热致可交联聚合物的交联装置来实现，该装置设有至少一个红外辐射区，每区有至少一个红外辐射源，该红外辐射的波长基本上不同于该聚合物的红外辐射吸收峰。
其它各优选的实施方案公开在从属权利要求和其它独立权利要求中。
附图简述

图1表明按照本发明塑料管材挤出与交联的配置简图，图2a和b举例说明一种配置红外源配合抛物柱面镜的方式，图3a举例说明配置红外源配合椭球面镜的第一种方式，
图3b举例说明配置红外源配合椭球面镜的另一种方式，图4表明不同波长红外辐射通过聚乙烯透射度图，图5表明一个具有红外源用于管材内部辐照的滑架(carriage)。
发明的优选实施方案详述图1举例简略说明一条聚乙烯管材的挤出与交联生产线的优选实施方案。
这条生产线包括一台挤出机1，往其中送进原料聚乙烯2和一种有机过氧化物3，优选的是一种批准用于食品的非极性过氧化物。有关聚合材料和交联剂更详细的论述可参考例如瑞典专利SE-B-324450以及上述第15章，塑料挤出后的交联。首先，应该强调，极性过氧化物和偶氮化合物也可用于各种例如不需要符合食品销售标准的应用。
在挤出机1中加热和混合以后，管材4是在斜向机头5中连续成型的。斜向机头嘴向上，以便管材4垂直向上挤出。斜向机头位于交联烘箱6之外但通入此箱。氮气或任何其它适用的惰性气体经孔道或喷嘴5″吹入该箱以防止挤出管材表面氧化。氮气或任何其它惰性气体也以本来已知的方式经孔道或喷管5′导入挤出管材内部。最好使惰性气体在管材内保持一定的过压状态，借此来控制管内的冷却并去除可能存在的少量残余物。
管材4由斜向机头5垂直向上送进，通过两个包含红外光源的区7、8。通过最初两个红外光区以后，管材任选地借助转向轮9转向180°，以便使管材任选地垂直向下通过另外两个红外光源区10、11。材料在这些区中借助红外辐射加热而交联。然后管材借助另一转向轮12转向90°，再水平送进，通过常规的冷却槽13。冷却槽以后的常规喂料装置14把管材送进速度调节到挤出速度。然后把交联管材按常规方式缠绕在辊15上。
除红外区和烘箱中管材的垂直取向之外，此生产线的所有部分都是相当常规的而又可任选种类，只要使挤出管材有可能被送进通过红外区。因而斜向机头5例如可用一个转向轮来替换，该轮使已被水平挤出的管材转向到垂直方向。
图2a和2b表明红外区的截面图。该区含有四个延长的红外辐射器16、17、18、19围绕管材对称配置，这四个辐射器每个位于各个具有固定抛物柱截面的延长的反射镜20、21、22、23的焦点上，该焦点在反射镜与管材之间。红外辐射器可由例如红外光灯组成。如所示，各管材24、24′除来自红外辐射器直接辐射以外还用四束平行红外辐射构成的辐射线束从四面八方来辐照。绕过或穿过管材的辐射至少部分地反射回到管材。
辐射线束平行这一事实使上述配置能用于不同尺寸的管材而不需要调节或重新配置。因为由图2a和2b可见，直径较大的管材24和直径较小的管材24′都是用类似方式辐照的，尽管功率有些不同，但围绕整个管材外部基本上是均匀的。
图3a和3b表明一种配置其中反射镜具有椭圆截面而不是抛物柱面截面。在图3b中，反射镜的形状基于椭圆，已经把该椭圆沿其长轴划分。当红外辐射器25-28分别放在反射镜29-32的焦点上时，反射辐射将会聚焦在各辐射器与管材之间相对靠近辐射器的一点上然后大大地发散。在图中可见，因而这一设计适用于大直径的管材33。
在图3b中，反射镜的形状基于椭圆，已经把椭圆沿其短轴划分。这就意味着，自位于各反射镜39-42焦点上的各红外辐射器35-38的反射辐射将会聚焦在离辐射器相对较远的一点上。这也意味着，来自全部四个反射镜的反射辐射能够基本上聚集在管材内部一点上。这将会向小直径管材43上提供高浓度的反射辐射。
因而具有椭圆形状的反射镜比具有抛物柱面形状的反射镜对管材尺寸更为敏感些。
在具有椭圆形状的反射镜中至少一部分绕过或穿过管材的辐射还反射回到管材，最重要的它来自对面反射镜的辐射。
反射镜最好用纯金涂布，它能反射最高达98°的入射红外辐射。或许主要用在于红外辐射区内其它围绕的表面上的替代物是抛光铝，它能反射最高达90°入射红外辐射。
如前言中所述，极为重要的是必须使管材的整个截面都均匀地加热。这用前言中所述的现有技术是难以实现的，因为象聚乙烯那样的材料是热的不良导体。在现有技术中，由于热量主要只传递到材料表面上，因而加工时的加热功率很难掌握当为争取高速生产(短时间加热)而调高加热功率时，随之出现的危险就是聚合物外层因局部过热而降解(例如导致表面层中交联剂的挥发)；当为避免上述问题不得不调低加热功率延长加工时间(低速生产)时，加工距离必须加长，随之出现的危险就是例如导致聚合物产品尺寸稳定性降低。
通过用波长与聚合物吸收峰的波长不同的红外辐射来辐照该聚合物，使该聚合物遍及整个厚度得到更加均匀的加热，因为穿过聚合物材料的辐射线在材料厚度的每单位长度上传递了一定的加热功率，同时避免了吸收峰导致的局部表面过热，对于聚乙烯例如就意味着避开图4中相应于吸收峰A和B的波长。图4表明了聚乙烯红外辐射透射度对波长的关系曲线一个测定实例，其中波长的单位是cm-1，这里吸收峰A和B的范围分别对应3.2-3.6μm和6.7-6.9μm。
根据附图，获得较高的红外辐射透射度显然依赖于材料厚度。
这些吸收峰的消除，例如可在各红外辐射器与管材之间放置一个滤波器以滤除这些吸收峰。适用的滤波器材料例如硅玻璃，SiO2，或名叫“Pyrex”或“冕玻璃”(“Crown glass”)类型的玻璃。
一种滤波器的替换物是用波长约为1.2μm的红外光灯作为红外辐射源，这样来避开吸收峰。
从附图可见，在某些情况下最简单的办法是把分布在2-10μm范围内的波长一概避开，因为聚乙烯的大部分吸收峰位于这个范围内。
把聚合物材料均匀平稳地加热到交联温度，使挤出以后粘性的管材在一段较短距离内既无任何接触又无任何内外支承，垂直移动通过红外区。尽管这样，这段距离足够使材料能够基本上交联。管材垂直移动导致重力沿管材纵向作用加上材料在短距离内仍保持粘性，使得管材在无任何接触的短距离内发生变形的危险减至最低限度。
可作为一个例子提及的是，一种装置包含四个红外辐射源形成红外辐射区，长度仅为300mm，波长峰值为约1.2μm。此装置能以16.5kg/h的速度生产出直径15mm壁厚2.5mm的管材。烘箱中的保护气氛是混有空气的氮，即不是纯粹的惰性气体。红外辐射源的功率也是比较有限的。尽管如此，这些管材在尺寸稳定性、热稳定性、表面光洁度和交联方面的质量接近按照瑞典专利SE-B-324450的低速法制得的管材的质量，而生产速度接近前言中提及的“PEXEP”法。在另一个例子中，自来水用的管材按前述管材的同样尺寸，给料量为35kg/h，在熔融温度约175℃下，在两红外辐射区每区有四支14-15KW红外灯下制造。掺混0.5％过氧化二叔丁基，所得的交联度在76％和78％之间，恰好在合格的交联度70％-90％范围内。同时管材的内外两面都显示很高的表面光洁度。
应该强调，上述本发明的一个优选实施方案只是举出作为一个非限制性实例，而且本发明当然可以在附属的权利要求书范围内对许多方面加以改变。红外源的数目是任选的只要放射源和反射镜的配置能从各面辐照待交联的模制件。另一不同的形式可以是一种有反射内面的圆柱形管，围绕其内周边对称地配置着若干红外辐射源。
也应该注意，可以理解的是，可在初期使管材垂直向下挤出，然后如上所述沿着相反方向垂直向上。
在管材制造中同样重要的是在管材的内面和/或外面涂布含有另外的聚合物，优选是热塑性聚合物的层。例如WO94/21441中描述这样一种方法。如果这样选定聚合物使它对用于红外辐射的波长范围最小限度吸收并与管子主材料粘附很好，那么管材就可以在其内面和/或外面与在机头出口显示良好的摩擦性能的热塑性材料共挤出，而且管子主材料的交联基本上不致影响其表面层，因为红外辐射大部分穿过而不加热表面层，只是选择性地加热管子主材料。表面层也可由一些不渗透其它物质诸如氯或苯的聚合物制成。同样可以理解的是表面层是由具有与管子主材料相同吸收性能的材料制成的，因为这种表面层的受热程度与管子主材料的受热程度基本相同，结果是遍及整个管壁的温度曲线将保持均匀。后一设计的一个例子是一种用尼龙涂布的PEX管材。这两种材料对红外辐射的吸收性能类似。
这些表面层还可以保护挤出模制件免遭氧化，而且在交联过程中防止交联剂的挥发。
在另一可供选择的方案中，用薄铝层涂布在管材内面，制法是管材与涂敷有薄金属层的塑料的薄铝箔共挤出，该金属层例如可通过喷涂法制得。在这种情况下金属涂层将起到本发明的反射镜作用——反射红外光。这种反射层也可用来防止红外辐射穿透那些位于反射层后的，以及不希望辐照或交联的聚合物层。
另一个配置红外辐射反射镜的可能方案是在挤出时使用一种有反射面的芯棒。对于不易垂直挤出的大直径管材这种芯棒特别重要。芯棒长度最好与红外辐射区长度相同并涂以象铬-特氟隆那样的物质以便提供良好的反射效应和摩擦性能。还为芯棒装备加热/冷却设备，使芯棒能借助热处理来控制加热或交联。在这种方法中不会出现粘/滑流动问题。此问题发生在例如WO94/21441所用的那种成型用具中。
从我们的共同未决专利申请WO96/02801(基于SE9503272-8，95年9月20日提交)可见，同样可以理解的是，设计用于挤出和/或成型的部件，所用的材料是玻璃或其它红外辐射可穿透的材料。其优点是，可穿透部件的材料(玻璃)可选用与本发明滤波器的材料相同以滤除被聚合物/聚合物混合物吸收的波长，从而实现聚合物材料的均匀分布的加热。另一优点是不需要保护气体。特别是在成型用具中已经引发了部分或完全交联以便保证聚合物链保持一定的取向性。可穿透部件可直接位于机头出口之后或之前。当成型用具用于制造取向可交联聚乙烯(PEX)产品时，可穿透部件位于机头出口之前是优选的。
希望聚合物材料快速均匀受热的另一种情况是用一种坯料制造含有取向分子链的管材，该坯料是由比较厚的可膨胀成最终形状的管材构成的。这种方法在例如德国专利申请2,357,210(73年11月16日提交)中有所描述。可以使用的聚合物材料其中包括PVC、PE、PEX、PP以及PET。当制造PVC管材时，坯料先行挤出、冷却，然后一般在从约20℃到约93℃的水中回火(90-98℃为该材料的取向温度)，这主要借助于传导传热，随后使坯料借助固定的内芯棒膨胀到最终形状继之以定径。而这里同样重要的是，遍及整个管壁的温度分布是均匀的。此外，在此法初期包括固定内芯棒会是困难的，因为塑料的弹性模量在水的最高温度下仍然较高。因而优选的条件是温度在初期超过水浴的最高温度，即使此时存在塑料的取向稍有恶化的危险。以上两种可能情况都是存在的，倘若管坯材代之以红外辐射加热，其波长基本上不被聚合物材料吸收，这样，此法就得到相当大的改进。在起始阶段以后，逐步降低温度。
在所有上述方法中，为了调节加热程度和加热速度也可以用一种把透过聚合物材料的红外辐射完全吸收的材料来替换反射镜。
本发明的方法能够应用的另一个重要领域是管道衬里。该管道有待用衬里来修整(reconditioning)，所述衬里由可弯折或压缩的管材组成，该管材膨胀贴靠在管道上。管道可以是一种形状基本上与待修整的管道内径相同的管材。管材是用聚合物材料，例如PEX制成的，经过处理或制造，结果具有所谓的记忆功能。也就是说，一经用红外辐射加热它们就恢复其原来形状。这个系统叫做“紧密配合”因为PEX管子即使膨胀到它的原来形状，由于冷却也会稍有收缩。这种方法例如在英国专利GB-A-2204765中有所描述。为使管子易于恢复其原来形状，在此情况下同样重要的是只要聚合物材料在整个厚度上快速均匀的加热，为此选定本发明的红外辐射加热法是非常有利的。管材外面还可以涂一层混有未经反应的发泡剂的LLDPE，该涂层在PEX管成型后涂布。借助有效加热使发泡剂起反应，选定本发明的红外辐射波长就能实现这一有效加热。这意味着，形成的泡沫塑料能补偿任何冷却收缩量。这样就得到一个令人满意的“紧密配合”系统，因为它不会因压力的变化而对外管壁振动，也不会因水渗入两管壁之间引起的弯曲而受到影响。图5表明一个移动式红外源51的例子，该红外辐射源位于一个带滑轮的滑架52上，该滑架可在待修整的管道53上移动。能够看出，衬管54靠近管道内面，泡沫塑料层55位于衬管的外面。
我们的共同未决专利申请SE9600091-4(96年1月11日提交)中有一个特别适用于大直径管道的变更实施方案，其中可以使用许多用可焊聚合物制成的可弯折薄衬里管层。把这些管层连续导入然后加压，其中用移动式红外辐射源加热各聚合物层使之成型和/或熔接。优选的是使用PEX层，但各层也可用其它材料制成。材料的选定和不同材料的顺序则取决于管子的使用领域。红外辐射源的有效波长范围是0.7-1.5μm，优选的是接近1.15μm。一个可行的方案是向第一层提供至少部分反射红外辐射的涂层以使穿透各后继层的辐射线向后反射。在此法中可以使用一种类似于图5的滑架。
应该强调，在附属的权利要求书范围内本发明还有其它应用领域。例如本发明的方法非常适合于管端加热，以便接着将其成型为连接套筒。
红外辐射源当然可以是任何任选类型的，例如可举出燃气火焰、无焰燃气喷灯、电阻炉等，只要其辐射波长能有办法保持在规定的范围以内，例如直接来自辐射源、借助任何可想象的辐射源控制器、借助滤波器或者借助调节波长的任何其它方法。
滤波器当然也可以是任何任选类型的，必要时可使之冷却。
权利要求
1.一种加热聚合物材料的方法，该方法包括用红外辐射辐照该聚合物材料，其特征在于该红外辐射的波长基本上与该聚合物材料的红外辐射吸收峰不同。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于把与该聚合物材料的红外辐射吸收峰相同的波长滤除。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于该波长是借助用硅玻璃、SiO2或类似材料制成的滤波器滤除的。
4.按照前述权利要求中任一项的方法，其特征在于穿透聚合物的红外辐射被反射回到聚合物。
5.按照前述权利要求中任一项的方法，其特征在于穿透聚合物材料的红外辐射是借助一反射层被反射回穿聚合物材料的，该层的位置是正对着该材料、在该材料上或是在该材料中。
6.按照权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于穿透聚合物材料的辐射是被位于所述红外辐射源区对面的聚合物材料层吸收的。
7.按照前述权利要求中任一项的方法，其特征在于含或不含交联添加剂的热致可交联聚合物材料通过所述红外辐射的辐照而交联。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于该聚合物材料包含聚乙烯。
9.按照权利要求8的方法，其特征在于该聚合物材料包含一种交联添加剂，该交联添加剂是由有机过氧化物组成的，优选的是一种非极性有机过氧化物组成的。
10.按照权利要求8的方法，其特征在于该聚合物材料包含一种由偶氮化合物组成的交联添加剂。
11.按照权利要求7-10中任一项的方法，其特征在于该红外辐射的波长是在3.3-3.6μm和6.7-6.9μm两个波长范围之外。
12.按照权利要求11的方法，其特征在于该红外辐射的波长是在2-10μm波长范围之外。
13.按照权利要求11或12的方法，其特征在于该红外辐射的波长基本上位于约1.2μm。
14.按照权利要求7-13中任一项的方法，其特征在于当交联时要用氮或其它惰性气体冲洗聚合物材料的表面以避免表面氧化。
15.按照权利要求7-14中任一项的方法，其特征在于有待交联的聚合物材料连续挤出和连续送过红外辐射辐照区。
16.按照权利要求7-15中任一项的方法，其特征在于该方法涉及挤出管材的交联，挤出后的管材垂直送进经过一个或几个红外辐射辐照区。
17.按照权利要求16的方法，其特征在于已经被以一个方向垂直送进、经过至少一个第一红外辐射辐照区的管材，还要被以相反方向垂直送进、通过至少一个第二红外辐射辐照区。
18.按照权利要求16或17中任一项的方法，其特征在于当交联时氮或其它惰性气体沿着管材的内侧和外侧冲洗。
19.加热聚合物材料的装置，其特征在于该装置包括至少一个用于辐照聚合物材料的区，每区有至少一个红外辐射源，其波长与该聚合物材料的红外辐射吸收峰不同。
20.按照权利要求19的装置，其特征在于所述红外辐射源区是由用于制造聚合物材料模制件的成型用具的一部分构成，所述成型用具的一部分是用一种红外辐射可透过的材料，优选是玻璃制成的。
21.按照权利要求20的装置，其特征在于可透过辐射材料所述部分是用一种滤除与该聚合物材料吸收峰相同波长的材料，优选是硅玻璃、SiO2制成的。
22.按照权利要求19或20任一项的装置，其特征在于该聚合物材料是由热致可交联聚合物材料组成的，调节所述红外辐射区的功率以便获得所希望的交联度。
23.按照权利要求22的装置，其特征在于提供为把可交联聚合物材料的模制件送进、通过该红外辐射区的设备。
24.按照权利要求19-23中任一项的装置，其特征在于在每一红外辐射源后面放置一个对着所述模制件的反射红外辐射的第一装置。
25.按照权利要求23或24任一项的装置，其特征在于在每一红外辐射源对面的模制件一侧放置一个面向所述模制件的反射红外辐射的第二装置。
26.按照权利要求23-25中任一项的装置，其特征在于该红外辐射源包括至少一支红外灯。
27.按照权利要求26的装置，其特征在于在所述红外辐射区模制件周围对称地配置两支或多支红外灯。
28.按照权利要求22-26中任一项的装置，其特征在于该装置还包括一台挤出机，该挤出机配置在所述红外辐射区之前，用于挤出模制件。
29.按照权利要求23-28中任一项的装置，其特征在于该装置包括向所述红外辐射源区供应氮或其它惰性气体的设备以防止模制件表面氧化。
30.按照权利要求23-29中任一项的装置，其特征在于在每一红外辐射源与模制件之间配置一滤波器，以滤除与待交联聚合物材料吸收峰相同的波长。
31.按照权利要求30的装置，其特征在于所述滤波器包含硅玻璃、SiO2或类似材料。
32.按照权利要求19-31中任一项的装置，其特征在于所述模制件是由一种挤出管材或者是另一种中空产品组成，该装置包括一根涂有反射表面的内芯棒以起到支承作用，芯棒长基本上与该红外辐射区的长度相同，其表面当管材移过该内芯棒时用作所述反射红外辐射的第二表面。
33.按照权利要求23-31中任一项的装置，其特征在于所述红外区是垂直配置的，以使挤出后的模制件垂直移动、通过红外区。
34.按照权利要求33的装置，其特征在于所述模制件是由挤出管材组成，在所述挤出机的垂直方向配置所述红外辐射源第一区。
35.按照权利要求34的装置，其特征在于在所述红外辐射源的第一区之上配置至少一个转向装置使所述管材转向180°，以便管材能以相反方向垂直通过至少一个红外辐射源第二区，该区与所述转向装置垂直。
36.按照权利要求24-25或34-35中任一项的装置，其特征在于所述第一或第二红外辐射反射装置是由一个具有抛物柱或椭圆截面的反射镜组成。
37.按照权利要求34-36中任一项的装置，其特征在于该装置包括沿所述各红外辐射源区中管材的外侧和内侧的供应惰性气体例如氮的设备。
38.按照权利要求23-37中任一项的装置，其特征在于所述红外辐射源或灯的波长基本上是1.2μm。
39.一种修整管道的方法，该法包括把一种衬管放进管道中，该衬管的长度与管道的待修部分相同，衬管包含一或几层，其外径小于管道的内径；衬管向管道壁膨胀，其特征在于衬管是借助其波长与PEX层吸收峰不同的红外辐射加热的。
40.按照权利要求39的方法，其特征在于至少衬管的一层包含已交联的PEX，该衬管的外径小于它交联时的外径，且具有所谓的记忆功能，以致在用所述红外辐射加热时衬管朝着待修的管道壁向外膨胀。
41.按照权利要求39或40的方法，其特征在于用一种未发泡的发泡性材料涂布所述衬管，用所述红外辐射把衬管外侧加热到发泡温度，从而在发泡状态下填满管道与衬管之间的全部空隙。
42.按照权利要求39-41中任一项的方法，其特征在于衬管借助惰性保护气体承受内部过压，此过压促成膨胀并借助去除反应残余的小气流来维持。
43.按照权利要求40-42中任一项的方法所用的衬管，其特征在于其包含已交联的PEX。
44.按照权利要求43的管材，其特征在于其外径小于其交联以后的外径。
45.按照权利要求43或44任一项的管材，其特征在于该管材外侧提供有尚未反应的发泡层。
46.按照权利要求39的方法，其特征在于该衬管包含一个或几个薄层，优选是用PEX制成的，每层借助内部过压向待修的管道壁膨胀，并借助所述红外辐射加热以使该层成型和/或焊接在上述邻接层或管道壁上。
47.一种制造聚合物材料诸如聚烯烃或PVC取向管材的方法，把该管材加热到适当的取向温度，然后膨胀并冷却，其特征在于用红外辐射加热所述管材到适当的取向温度，该红外辐射的波长与聚合物材料的吸收峰不同。
48.按照权利要求47的方法，其特征在于该管材在初期借助于红外辐射加热到温度应略高于理想的取向温度，以便降低材料的初期弹性模量，接连把温度降低到所述适当的取向温度。
49.一种复合管材，该管材包含至少一外层，至少一中间层和一内层，所述中间层是由聚乙烯构成，其特征在于所述外层和所述内层包含阻隔氧气的塑料材料并对过氧化物和/或其反应残余的可透性低，该聚乙烯中间层是化学交联的。
50.按照权利要求49的复合管材，其特征在于所述各层是共挤出的，所述聚乙烯中间层优选借助于波长与聚乙烯红外辐射吸收峰不同的红外辐射辐照而使层的整个厚度均匀地交联。
51.按照权利要求49或50的复合管材，其特征在于所述外层是由改性尼龙制成的，而所述内层是由改性尼龙或中密度聚乙烯制成的。
52.按照权利要求49-51中任一项的复合管材，其特征在于所述内层是由加碳酸钙填料的中密度聚乙烯制成的，以保护管材免遭氯的侵蚀。
全文摘要
本发明涉及一种聚合物材料的加热方法,包括用红外辐射辐照该聚合物材料。按照本发明的方法红外辐射的波长基本上与聚合物材料的红外辐射吸收峰不同。
文档编号F16L9/147GK1202128SQ9619838
公开日1998年12月16日 申请日期1996年9月20日 优先权日1995年9月20日
发明者M·舍贝里, J·吕德贝里, J·耶尔文基莱 申请人:尤波诺尔股份有限公司