一种生产热塑性基体层的拉挤装置及拉挤工艺的制作方法

本发明涉及一种生产热塑性基体层的拉挤装置及拉挤工艺。

背景技术：

复合芯可有效的替代钢芯作为电缆加强芯。目前出于环保和节能的要求，碳纤维回收成为一种趋势，热塑性复合芯与热固性复合芯相比，热塑性复合芯的碳纤维更容易回收利用。要生产复合芯，首先需要得到连续纤维增强热塑性基体复合纤维束，然后将多根纤维束进行拉挤得到热塑性基体层。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种生产热塑性基体层的拉挤装置。

实现本发明第一个目的的技术方案是一种生产热塑性基体层的拉挤装置，包括按照拉挤工艺顺序依次设置的放线器、拉挤箱、紧密箱、冷却器、牵引器和收线器；所述拉挤箱中设置加热装置和拉挤模具；所述拉挤模具为分为连为一体的前变化段和后恒定段，前变化段和后恒定段的拉挤孔洞的截面均为圆形；所述紧密箱中设置加热装置和多个带加热功能的紧密模具；多个紧密模具的紧密孔洞的出口端直径逐渐变小。

所述拉挤模具的前变化段的拉挤孔洞的直径从入口端至出口端逐渐变小，入口端直径为热塑性基体层成品直径的2-10倍，出口端直径为热塑性基体层成品直径的1-2倍；所述拉挤模具的后恒定段的拉挤孔洞的直径等于前变化段出口端直径。

所述拉挤模具的前变化段的长度为热塑性基体层成品直径的20-200倍，后恒定段的长度为热塑性基体层成品直径的10-40倍；所述拉挤模具的前变化段的入口端和后恒定段的出口端均倒圆角，圆角圆角直径为热塑性基体层成品直径的0.5-2倍。

所述每个紧密模具为分为连为一体的前渐变段和后一致段，前渐变段和后一致段的拉挤孔洞的截面均为圆形。

所述紧密模具的前渐变段的拉挤孔洞的直径从入口端至出口端逐渐变小，入口端直径为热塑性基体层成品直径的1-2倍；所述拉挤模具前渐变段的后一致段的拉挤孔洞的直径等于前渐变段出口端直径；上一道紧密模具的出口端直径/下一道紧密模具出口端直径＝1.05-1.15。

所述紧密模具的前渐变段的长度为热塑性基体层成品直径的2-5倍，后一致段的长度为热塑性基体层成品直径的0.5-2倍；所述紧密模具的前渐变段的入口端和后一致段的出口端均倒圆角，圆角圆角直径为热塑性基体层成品直径的0.5-2倍。

所述紧密模具的个数为1-10个，优选3-6个。

所述放线器和拉挤箱之间设置预热器。

所述放线器包括1～10个线轴；所述冷却器为水冷却池或者空气冷却室；所述冷却器的水冷却池有多个，温度逐渐降低，或者空气冷却时有多个，温度逐渐降低。

本发明的第二个目的是提供一种生产热塑性基体层的拉挤工艺。

实现本发明第二个目的的技术方案是一种生产热塑性基体层的拉挤工艺，采用前述生产热塑性基体层的拉挤装置；拉挤工艺包括以下步骤：

步骤一、将1-10束复合纤维束从放线器放出，经过预热器预热；预热器温度为100-400℃，优选150-250℃；

步骤二、经过预热的1-10复合纤维束进入拉挤箱内的拉挤模具；拉挤箱的加热装置将拉挤模具加热到为200-500℃，控制温度高于复合纤维束的热塑性塑料的熔融温度5-20℃；

步骤三、经过拉挤的复合纤维束进入紧密箱内的多道紧密模具；复合纤维束经过每一道紧密模具后的收缩率为1.05-1.15；紧密箱的加热装置将紧密模具加热到为200-500℃，控制温度高于复合纤维束的热塑性塑料的熔融温度5-20℃；

步骤四、经过紧密的复合纤维束进入冷却器进行阶梯冷却，冷却后形成热塑性基体层，由收线器收卷；冷却后热塑性基体层的温度低于热塑性塑料的软化温度。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明的拉挤模具分段设计，能够得到很好的拉挤效果；同时在拉挤后再进行多道紧密模具的紧密，能够使得复合纤维束之间的空隙进一步压缩挤出；提高了热塑性基体层的质量，进而提升了复合芯的品质。

(2)本发明的拉挤模具经过反复的计算和试验，根据最终需要的热塑性基体层的直径有最合适的孔径值和长度值。

(3)本发明采用多道紧密模具逐一进行紧密，而且经过反复的计算和试验，有最佳的逐步收缩率，根据收缩率确定紧密模具的孔径值和长度值，这样热塑性基体层的性能有保障。

(4)本发明放线器的设置可以同时加工1～10根热塑性基体层。

(4)本发明采用阶梯冷却，能够更好地控制纤维束的性能。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的拉挤模具的示意图。

图3为本发明的紧密模具的示意图。

附图中标号为：

放线器1、拉挤箱2、拉挤模具21、前变化段21-1、后恒定段21-2、紧密箱3、紧密模具31、前渐变段31-1、后一致段31-2、冷却器4、牵引器5、收线器6、预热器7、复合纤维束8、热塑性基体层9。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的一种生产热塑性基体层的拉挤装置，包括按照拉挤工艺顺序依次设置的放线器1、预热器7、拉挤箱2、紧密箱3、冷却器4、牵引器5和收线器6。拉挤箱2中设置加热装置和拉挤模具21；紧密箱3中设置加热装置和多个带加热功能的紧密模具31；多个紧密模具31的紧密孔洞的出口端直径逐渐变小。紧密模具31的个数为1-10个，优选3-6个。放线器1包括1～10个线轴；冷却器4为水冷却池或者空气冷却室；冷却器4的水冷却池有多个，温度逐渐降低，或者空气冷却时有多个，温度逐渐降低。

如图2所示，拉挤模具21为分为连为一体的前变化段21-1和后恒定段21-2，前变化段21-1和后恒定段21-2的拉挤孔洞的截面均为圆形；拉挤模具21的前变化段21-1的拉挤孔洞的直径从入口端至出口端逐渐变小，入口端直径为热塑性基体层成品直径的2-10倍，出口端直径为热塑性基体层成品直径的1-2倍；拉挤模具21的后恒定段21-2的拉挤孔洞的直径等于前变化段21-1出口端直径。拉挤模具21的前变化段21-1的长度为热塑性基体层成品直径的20-200倍，后恒定段21-2的长度为热塑性基体层成品直径的10-40倍；拉挤模具21的前变化段21-1的入口端和后恒定段21-2的出口端均倒圆角，圆角圆角直径为热塑性基体层成品直径的0.5-2倍。

如图3所示，每个紧密模具31为分为连为一体的前渐变段31-1和后一致段31-2，前渐变段31-1和后一致段31-2的拉挤孔洞的截面均为圆形。紧密模具31的前渐变段31-1的拉挤孔洞的直径从入口端至出口端逐渐变小，入口端直径为热塑性基体层成品直径的1-2倍；拉挤模具前渐变段31-1的后一致段31-2的拉挤孔洞的直径等于前渐变段31-1出口端直径；上一道紧密模具31的出口端直径/下一道紧密模具31出口端直径＝1.05-1.15。紧密模具31的前渐变段31-1的长度为热塑性基体层成品直径的2-5倍，后一致段31-2的长度为热塑性基体层成品直径的0.5-2倍；紧密模具31的前渐变段31-1的入口端和后一致段31-2的出口端均倒圆角，圆角圆角直径为热塑性基体层成品直径的0.5-2倍。

拉挤工艺包括以下步骤：

步骤一、将1-10束复合纤维束8从放线器1放出，经过预热器7预热；预热器7温度为100-400℃，优选150-250℃；

步骤二、经过预热的复合纤维束8进入拉挤箱2内的拉挤模具21；拉挤箱2的加热装置将拉挤模具21加热到为200-500℃，控制温度高于复合纤维束的热塑性塑料的熔融温度5-20℃；

步骤三、经过拉挤的复合纤维束8进入紧密箱3内的多道紧密模具31；复合纤维束8经过每一道紧密模具31后的收缩率为1.05-1.15；紧密箱3的加热装置将紧密模具31加热到为200-500℃，控制温度高于复合纤维束的热塑性塑料的熔融温度5-20℃；

步骤四、经过紧密的复合纤维束8进入冷却器4进行阶梯冷却，冷却后形成热塑性基体层9，由收线器6收卷；冷却后热塑性基体层9的温度低于热塑性塑料的软化温度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。