连续纤维布或纤维布套多层共挤出机头模具的制作方法

本发明涉及模具，尤其涉及一种连续纤维布或纤维布套多层共挤出机头模具。

背景技术：

随着社会的不断发展，塑料管材凭借质量轻、耐腐蚀、使用寿命长等优点得到广泛应用。但是与传统管材(如混凝土管等)相比，塑料管材存在着质地软、机械强度低、易蠕变和应力松弛破坏、尺寸稳定性差等缺陷。这些不足之处大大限制了塑料管材的推广与应用。纤维具有强度高、耐磨、耐腐蚀、耐冲击性好等特点，因此常被用于塑料管材的增强改性。目前，大多数纤维增强塑料管材仍采用“零维”短纤维进行改性，极少采用“一维”连续纤维束增强，尚未见有关成熟的“二维”纤维布增强改性塑料管材的报道。

发明专利CN102011897A报道了“一种用于矿井的纤维增强管及其生产方法”。专利中提及的纤维增强管的主要生产步骤如下：首先将熔融料通过挤出模具挤出，依次通过真空定型、冷却形成聚乙烯内衬管；再用缠绕机在内衬管外周面编织均匀交叉的缠绕纤维，形成纤维增强层；最后通过挤出机挤出外层并包覆在所述纤维层外周面，形成多层复合结构。但这种生产方法存在如下缺点：(1)生产工艺繁琐，需进行二次成型加工，效率低；(2)需同时配备挤出机与缠绕机，设备投入高；(3)采用二次成型与编制缠绕，纤维与树脂间的黏合强度低，易发生剥离；(4)产品局限性，无法应用到中空结构壁塑料管材上，特别是工字钢型、波纹型、环状肋型等结构壁管材。

发明专利CN102604410A报道了“玻璃纤维增强复合材料”。专利中提及了一种环氧玻纤管的生产方法。生产步骤包括：(1)依重量百分比取玻璃纤维、树脂及有关助剂；(2)将树脂及助剂充分混合均匀后，再加入玻璃纤维充分浸润：(3)将混合料加入模具后成型、固化。但是通过该生产技术生产的玻纤管存在如下问题：生产工艺复杂，成本高；多次加工成型，生产效率低下；所用试剂污染性大；采用 短纤维进行改性，仅能在一定程度上提高管材的强度，但是无法有效提高管材的韧性及高抗冲性能。

采用“零维”材料-短纤维对塑料进行增强改性，虽然对管材的机械强度有一定程度的提高，但是提升效果有限。这是因为增强效果与纤维的长短有密切关联。因短纤维在基体树脂中表现为各向同性，无法改善管材的韧性。采用“一维”材料-连续纤维束对管材进行改性得到的管材仅在沿纤维分布方向上有较好的抗拉性能而在其余方向仍缺少约束力，特别是当受到外力时纤维束和树脂之间易产生剥离。

技术实现要素：

本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种连续纤维布或纤维布套多层共挤出机头模具。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种连续纤维布或纤维布套多层共挤出机头模具，其包括：

用于与主挤出机相连的复合模头，在复合模头上设有用于与主挤出机连通的主料流道；

用于与辅挤出机相连的复合外模，在复合外模上设有用于与辅挤出机连通的辅料流道；

芯模，与复合模头螺纹连接；

口模，套在芯模外并由复合外模通过螺栓固定，在口模与复合外模之间形成第一流道，在口模与芯模之间形成第二流道；

模头压板，套装在复合外模上并通过螺栓与复合模头相连。

所述口模包括圆环形头部和圆管形身部，头部外表面设有至少一个穿布孔，身部相应设至少一个穿布通道与所述穿布孔连通；连续纤维布或纤维布套通过穿布孔进入穿布通道，在口模的端口与来自主料流道和辅料流道的树脂交汇并被均匀地包覆，最终形成具有多层复合结构的纤维增强塑料管材、棒材。

所述复合模头由第一模头、第二模头和第三模头顺序串连而成，其中第一模头上设有用于与主挤出机相连通的主进料口，第三模头上设有用于芯模螺纹连接的内螺纹中孔；来自主挤出机的树脂通过主进料口进入所述主料流道，并通过主料流道进入所述第一流道和第二流道，在口模端口与连续纤维布或纤维布套汇合。

所述复合外模包括顺序设置的第一外模、第二外模和第三外模，第一外模通过 模头压板与复合模头中的第三模头相连，第二外模与第一外模之间设有间隔，第二外模与第三外模串连在一起套装在口模上，并通过螺杆与第一外模相连；所述口模上的穿布孔从所述间隔露出；在第三外模上设有用于与辅挤出机相连的辅进料口，所述辅料流道设置在第三外模与第二外模之间；来自辅挤出机的树脂通过辅进料口进入所述辅料流道，并在口模端口处挤出形成外保护层。

所述穿布孔之间的间距大于1mm。

所述连续纤维布或纤维布套由玻璃纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、金属纤维中的一种或多种的组合制作而成。

所述复合外模上套有外加热圈和温度传感器。

所述第一流道的大小可通过调节口模与第二外模之间的间隙进行调节；所述第二流道的大小可通过调节口模与芯模之间的间隙进行调节。

所述穿布孔的数量、弧长、间距根据产品的实际需求设置。

所述芯模的大小可以调整，通过调整芯模的大小获得不同内径尺寸的塑料管材，当去掉芯模或缩短芯模长度时，即获得塑料棒材。

本发明提供了一种适用范围广、高效节能、工艺操作简单的连续纤维布或纤维布套多层共挤出机头模具。通过本发明的机头模具，可以成功实现纤维布连续地、以一定弧度环向分布在树脂夹层中，借助于纤维布中纤维相互缠绕、纵横交错的结构，可大幅度提高对塑料管材或棒材增强、增韧的改性效果。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2、图3为本发明的局部分解结构示意图。

具体实施方式

参见图1，配合参见图2、图3，本发明的连续纤维布或纤维布套多层共挤出机头模具，包括由第一模头1、第二模头2和第三模头2顺序串连而成复合模头，由顺序设置的第一外模4、第二外模5和第三外模6组成的复合外模，以及芯模7、口模8和模头压板9。

复合模头用于与主挤出机相连，在复合模头上设有用于与主挤出机连通的主料流道10；其中第一模头1上设有用于与主挤出机相连通的主进料口11，第三模头 3上设有用于芯模螺纹连接的内螺纹中孔31；来自主挤出机的树脂通过主进料口进入主料流道，并通过主料流道进入第一流道和第二流道，在口模端口与连续纤维布或纤维布套汇合。

复合外模用于与辅挤出机相连，在复合外模上设有用于与辅挤出机连通的辅料流道14；其中，第一外模4通过模头压板9与复合模头中的第三模头3相连，第二外模5与第一外模4之间设有间隔，第二外模5与第三外模6串连在一起套装在口模8上，并通过螺杆与第一外模相连；口模8上的穿布孔从上述间隔露出；在第三外模6上设有用于与辅挤出机相连的辅进料口61，上述辅料流道14设置在第三外模与第二外模之间；来自辅挤出机的树脂通过辅进料口61进入上述辅料流道14，并在口模8端口处挤出形成外保护层。辅进料口61可通过流量调节阀控制来自辅挤出机的树脂流量大小，甚至于关闭。

芯模7与复合模头螺纹连接。

口模8套在芯模7外并由复合外模通过螺栓固定，在口模8与复合外模之间形成第一流道12，在口模8与芯模7之间形成第二流道13。上述口模8包括圆环形头部和圆管形身部，头部外表面设有至少一个穿布孔81，身部相应设至少一个穿布通道与所述穿布孔连通；连续纤维布或纤维布套通过穿布孔进入穿布通道，在口模的端口与来自主料流道和辅料流道的树脂交汇并被均匀地包覆，最终形成具有多层复合结构的纤维增强塑料管材、棒材。

模头压板9套装在复合外模上并通过螺栓与复合模头相连。

本发明中的穿布孔之间的间距大于1mm。

本发明中的连续纤维布或纤维布套由玻璃纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、金属纤维中的一种或多种的组合制作而成。

在复合外模上套有外加热圈和温度传感器(未图示出来)。用于控制机头模具的温度。

本发明中的第一流道的大小可通过调节口模与第二外模之间的间隙进行调节；第二流道的大小可通过调节口模与芯模之间的间隙进行调节。

本发明中的穿布孔的数量、弧长、间距根据产品的实际需求设置。

本发明中的芯模的大小可以调整，通过调整芯模的大小获得不同内径尺寸的塑料管材，当去掉芯模或缩短芯模长度时，即获得塑料棒材。

本发明的具体工作原理如下：开机前将连续纤维布或纤维布套由穿布孔81牵 引进入口模8上相对应的穿布通道82，主挤出机的熔融树脂在流经口模8时发生分流，分别进入口模与芯模之间的第二流道、口模与复合外模之间的第一流道，并在口模端口处交汇并均匀地包覆纤维布或纤维布套。辅挤出机通过辅进料口61加入树脂，熔融树脂流经辅料流道14，在模具端口处挤出形成外护层。