氟塑料挤出设备的制作方法

本发明涉及电线电缆制造领域，特别是一种氟塑料挤出设备。

背景技术：

现有的电缆结构中多采用氟塑料作为绝缘材料，常见的氟塑料包括fep(聚全氟乙丙烯fep或f46)、pfa(可溶性聚四氟乙烯)和etfe(乙烯-四氟乙烯共聚物或f40)等等。

近年来随着技术的发展，一种新型材料xetfe(交联乙烯-四氟乙烯共聚物或交联f40)以其耐温等级高、机械性能好、耐老化、耐化学溶剂等优异性能在航空航天用电缆行业得到广泛的应用，但由于xetfe材料挤出性能的局限，普通高温挤出机不能满足其加工要求，因此目前该产品主要依赖进口，价格昂贵。通过对xetfe材料的研究，我们发现xetfe材料是用纯etfe树脂加上其它成分，并完全改变了etfe的熔融和流动，在挤出机筒中的xetfe很容易发生不同程度的热交联和降解，从而影响挤出绝缘质量，导致现有的氟塑料挤出设备不能同时兼顾普通氟塑料与xetfe材料的生产工艺，不仅使得挤出设备的使用效率低，而且设备的投资成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、使用效率高、成本较低的氟塑料挤出设备。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种氟塑料挤出设备，包括挤出机1，在挤出机1的内部设有型腔，所述的型腔包括相连通的机身腔14和机头腔15，第一螺杆2安装在该型腔内并与挤出机1的挤出孔16相对设置，所述的第一螺杆2包括首尾相接的杆体21和头部22，所述的杆体21和头部22分别位于机身腔14和机头腔15内从而形成无死角的流线型通道，所述挤出机1的机头腔15为圆锥形，所述第一螺杆2的头部22为也圆锥形并且其锥角的角度与机头腔15的锥角的角度匹配。

可选的，所述挤出机1的型腔内还可以安装用于替换第一螺杆2的第二螺杆3，所述的第二螺杆3位于机头腔15内，并且第二螺杆3的一端安装在挤出机1的底座13上，另一端上设有与挤出孔16相对设置的顶角31，所述的顶角31位于机身腔14的边缘。

可选的，在机身腔14和机头腔15之间设有筛板4，所述的筛板4位于机头腔15底面上将机身腔14和机头腔15隔断并与顶角31相对设置，第二螺杆3位于筛板4一侧的机身腔14内，在筛板4上设有滤孔，所述第二螺杆3的外表面与机身腔14的内壁之间间隔设置形成直流通道，普通氟塑料的熔融体通过直流通道后经过筛板4进入机头腔15内并从挤出孔16挤出。

可选的，所述的挤出机1包括相连接的机身11和机头12，所述的机身腔14位于机身11的内部，所述的机头腔15位于机头12的内部，机头腔15的一侧与机身腔14相连通，另一侧的顶点与挤出孔16相对设置。

可选的，所述杆体21远离头部22的一端安装在挤出机1上，靠近头部22的另一端位于机身腔14的边缘使得头部22位于机头腔15内，并且头部22的顶点与挤出孔16相邻，杆体21的外表面与机身腔14的内壁之间间隔设置形成了直管流道，头部22的外表面与机头腔15的内壁之间间隔设置形成了椎管流道，所述的直管流道与椎管流道相连通。

可选的，在挤出机1的机身11和机头12连接处的侧壁上分别设有第一连接部111和第二连接部121，所述的第一连接部111和第二连接部121接触连接并形成规则的凸筋结构，在所述凸筋结构的外部设有与该凸筋结构限位配合的固定件17。

可选的，所述第二螺杆3采用的长径比为24-26∶1，其压缩比为2-3∶1，第二螺杆3的顶角31是锥角为110°到130°的圆锥形顶角。

可选的，所述第一螺杆2采用的长径比为22-24∶1，其压缩比为2.5-3.5∶1，第一螺杆2的头部22为圆锥形并且其锥角的角度与挤出机1的机头腔15的锥角的角度均为20°到45°。

可选的，所述第二螺杆3采用的长径比为25∶1，其压缩比为2.5∶1，第二螺杆3分为送料段、压缩段和均化段，其中送料段的长度为10个第二螺距，压缩段的长度为4个第二螺距，均化段的长度为6个第二螺距，所述的第二螺距与第二螺杆3的直径相同，第二螺杆3的螺纹宽度为第二螺距的10％，第二螺杆3的顶角31是锥角为120°的圆锥形顶角。

可选的，所述第一螺杆2采用的长径比为23∶1，其压缩比为3∶1，第一螺杆2分为送料段、压缩段和均化段，其中送料段的长度为12个第一螺距，压缩段的长度为3个第一螺距，均化段的长度为5个第一螺距，所述的第一螺距与第一螺杆2的直径相同，第一螺杆2的螺纹宽度为第一螺距的10％，第一螺杆2的头部22为圆锥形并且其锥角的角度与挤出机1的机头腔15的锥角的角度均为30°。

本发明通过将第一螺杆的头部直接伸入机头腔内，从而避免了xetfe熔融体在机头腔内的停留时间过长，并形成了椎管流道，有效地缓解了因死角区引起的xetfe熔融体热交联现象，解决了xetfe材料在挤出过程中出现气泡和疙瘩等问题，保证了xetfe材料的挤出绝缘质量。此外，本发明的氟塑料挤出设备使用同一台挤出机的挤出设备，只需通过更换不同的螺杆就能够实现xetfe材料和普通氟塑料的挤出，即通过安装使用第一螺杆能够实现xetfe材料的挤出，通过安装使用第二螺杆能够实现如fep、pfa和etfe等普通氟塑料的挤出，从而增加了挤出设备的使用效率并降低了设备的投资成本，同时，本发明通过在同一个挤出机的型腔中分别安装两种长径比和压缩比各不相同的螺杆，并且两种螺杆的送料段、压缩段和均化段的长度也相应的有所差别，使得本挤出设备在采用第一螺杆和第二螺杆分别挤出xetfe材料和其他不同氟塑料时，均具有最优化的螺杆结构，进一步保证了挤出绝缘的质量。

附图说明

图1是本发明的挤出机与第一螺杆的装配结构示意图；

图2是本发明的挤出机与第二螺杆的装配结构示意图；

图3是本发明的挤出机与第一螺杆的装配结构局部放大图；

图4是本发明的挤出机与第二螺杆的装配结构局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图1至4给出本发明的实施例，进一步说明本发明的氟塑料挤出设备具体实施方式。本发明的氟塑料挤出设备不限于以下实施例的描述。

如图1所示，本发明的氟塑料挤出设备包括挤出机1，在挤出机1的内部设有型腔，所述的型腔包括相连通的机身腔14和机头腔15，用于挤出xetfe材料的第一螺杆2转动安装在该型腔内并与挤出机1的挤出孔16相对设置，所述的第一螺杆2包括首尾相接的杆体21和头部22，所述的杆体21和头部22分别位于机身腔14和机头腔15内从而形成无死角的流线型通道，使得xetfe材料的熔融体能够从挤出孔16中挤出，所述挤出机1的机头腔15为圆锥形，所述第一螺杆2的头部22为也圆锥形并且其锥角的角度与机头腔15的锥角的角度匹配，第一螺杆2的头部22的锥角与机头腔15的锥角匹配是指两者相同或两者非常接近，比如由于加工等因素导致的具有比较小的误差。本发明通过将第一螺杆2的头部22直接伸入机头腔15内，从而避免了xetfe熔融体在机头腔15内的停留时间过长，并无死角的流线型通道，能够保证xetfe材料的挤出绝缘质量。

如图1和2所示，所述的挤出机1包括相连接的机身11和机头12，所述机身11的内部设有机身腔14，所述机头12的内部设有圆锥形的机头腔15，所述圆锥形的机头腔15一侧的底面与机身腔14相连通用于送料，另一侧的顶点与挤出孔16相对设置用于将氟塑料挤出，在机身腔14远离机头腔15的一侧设有用于安装第一螺杆2和第二螺杆3的底座13。

如图1所示，当采用第一螺杆2用于挤制xetfe材料时，所述杆体21远离头部22的一端安装在底座13上，靠近头部22的另一端位于机身腔14的边缘使得头部22位于机头腔15内，所述的头部22为圆锥形并且其锥角的角度与机头腔15的锥角的角度相近或者相同，头部22的顶点与挤出孔16相邻，同时，杆体21的外表面与机身腔14的内壁之间间隔设置形成了直管流道，头部22的外表面与机头腔15的内壁之间间隔设置形成了椎管流道，无需设置筛板4，可以有效避免xetfe材料在挤制过程中出现交联，所述的直管流道与椎管流道相连通从而形成了充占整个挤出机1型腔的无死角的流线型通道。本发明通过将第一螺杆2的头部22直接伸入机头腔15内，从而避免了xetfe熔融体在机头腔15内的停留时间过长，并形成了椎管流道并充占了死角区，有效地缓解了因死角区引起的xetfe熔融体热交联现象，解决了xetfe材料在挤出过程中出现气泡和疙瘩等问题，保证了xetfe材料的挤出绝缘质量。

如图2所示，所述挤出机1的型腔内还可以安装用于替换第一螺杆2的用于挤出普通氟塑料(例如fep、pfa和etfe等)的第二螺杆3，所述的第二螺杆3位于机头腔15内，并且第二螺杆3的一端转动安装在挤出机1的底座13上，另一端上设有与挤出孔16相对设置的顶角31，所述的顶角31位于机身腔14的边缘。具体的，在机身腔14和机头腔15之间设有筛板4，所述的筛板4位于机头腔15的底面上将机身腔14和机头腔15隔断并与顶角31相对设置，第二螺杆3位于筛板4一侧的机身腔14内，在筛板4上设有滤孔用于增加挤出压力并去除杂质，顶角31顶在筛板4上，通过筛板4使得挤出机1在挤出普通氟塑料过程中，不仅有利于普通氟塑料的过滤，还能够将普通氟塑料由旋转运动改为直线运动，从而增加了挤出的质量；所述第二螺杆3的外表面与机身腔14的内壁之间间隔设置形成直流通道，普通氟塑料的熔融体通过直流通道后经过筛板4进入机头腔15内并从挤出孔16挤出。本发明使用同一台挤出机1的挤出设备，只需通过更换不同的螺杆就能够实现xetfe材料和普通氟塑料的挤出，即通过安装使用第一螺杆2能够实现xetfe材料的挤出，通过安装使用第二螺杆3能够实现如fep、pfa和etfe等普通氟塑料的挤出，从而增加了挤出设备的使用效率并降低了设备的投资成本。

如图3和4所示，本发明的一个优选的实施例为，在挤出机1的机身11和机头12连接处的侧壁上分别设有第一连接部111和第二连接部121，所述的第一连接部111和第二连接部121接触连接并形成规则的凸筋结构，在所述凸筋结构的外部设有与该凸筋结构限位配合的固定件17从而将机身11和机头12之间紧固连接。优选所述第一螺杆2和第二螺杆3的直径、螺纹形状和螺距均相同，第一螺杆2采用的长径比(长度与直径之比)为22-24∶1，其压缩比(最大容积与压缩容积之比)为2.5-3.5∶1，第一螺杆2的头部22为圆锥形并且其锥角的角度与挤出机1的机头腔15的锥角的角度均为20°到45°。所述第二螺杆3采用的长径比为24-26∶1，其压缩比为2-3∶1，第二螺杆3的顶角31是锥角为110°到130°的圆锥形顶角。

优选的，第一螺杆2采用的长径比为23∶1，其压缩比为3∶1，第一螺杆2分为送料段、压缩段和均化段，其中送料段的长度为12个第一螺距(螺纹上相邻两牙对应点之间的轴向距离)，压缩段的长度为3个第一螺距，均化段的长度为5个第一螺距，所述的第一螺距与第一螺杆2的直径相同，第一螺杆2的螺纹宽度为第一螺距的10％，第一螺杆2的头部22为圆锥形并且其锥角的角度与机头腔15的锥角的角度均为30°，优选送料段、压缩段和均化段的螺距相同。

优选的，第二螺杆3采用的长径比为25∶1，其压缩比为2.5∶1，第二螺杆3同样分为送料段、压缩段和均化段，其中送料段的长度为10个第二螺距，压缩段的长度为4个第二螺距，均化段的长度为6个第二螺距，所述的第二螺距与第二螺杆3的直径相同，第二螺杆3的螺纹宽度为第二螺距的10％，第二螺杆3的顶角31是锥角为120°的圆锥形顶角。本发明通过在同一个挤出机1的型腔中分别安装两种长径比和压缩比各不相同的螺杆，并且两种螺杆的送料段、压缩段和均化段的长度也相应的有所差别，使得本挤出设备在采用第一螺杆2和第二螺杆3分别挤出xetfe材料和其他不同氟塑料时，均具有最优化的螺杆结构，进一步保证了挤出绝缘的质量。

本发明的氟塑料挤出设备采用两根专用螺杆，一根用于普通氟塑料挤出，一根专门用于xetfe挤出，并且用于xetfe挤出的第一螺杆2的挤出流道平滑、流畅且无死角，既能够保证材料溶体充分塑化，又能够保证材料在机筒中的滞留时间较短使得xetfe材料无交联，从而确保了绝缘线芯的性能和生产效率，第二螺杆3也能够满足pfa、fep、和etfe等普通氟塑料的挤出工艺要求，并且效率较高。

通过本氟塑料挤出设备生产的xetfe绝缘电线电缆可以达到以下性能：

绝缘电阻：≥1.5×10³mω·km；

绝缘表面电阻：≥1.3×10⁴mω·mm；

绝缘抗张强度：≥34.5mpa；

绝缘断裂伸长率：单层绝缘≥75％；

双层绝缘：内层≥125％，双层总绝缘≥75％；

护套抗张强度：≥34.5mpa；

护套断裂伸长率：≥50％。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。