[实用新型]一种一步法制备双轴取向塑料管材的工艺方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物成型加工领域，具体地，涉及一种制备双轴取向塑料管材的工艺方法及设备。

背景技术

高分子材料的大分子链在一定温度和外应力场的作用下会产生有序排列，获得取向结构，使材料在取向方向上的力学性能大大提高，实现材料的自增强。在相同外径和承压能力下，取向结构的管材的管壁更薄，有有效地节省能源和原材料。

人们围绕制造双向拉伸取向的塑料管发明了许多制造方法或设备，如有芯棒机械扩胀法、气液扩胀法、充气布袋扩胀法等，而这些的双向拉伸塑料管的制造方法或设备中都在管材内部放置一根长长的一端固定在挤出模头上的芯棒机械扩胀装置或一端固定在挤出模头上而另一端固定在封气柱塞或机械扩胀设备或充气布袋上的拉绳或充气液的管子上，这些发明多为二步法，先是把管材冷却到常温后再加热到拉伸温度，使得这类方法或设备复杂，生产线长，占地面积大，生产成本高，设备投资高，操作不方便，能量消耗大且管材废品率高。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种一步法制备双轴取向塑料管材的工艺方法及设备，该工艺方法简单、设备简单、低能耗、生产成本低、易于工业化实现、能提高管材性能、尺寸精度和表面质量的径向与轴向双向拉伸塑料管的工艺方法和设备。

本发明是利用真空吸附力和牵引机拉伸力的共同作用下，使管胚在一定温度下沿着双向拉伸模具内壁运动实现对管材的双轴拉伸的。

本发明公开了一种制备双轴取向塑料管材的设备，包括塑料挤出机、挤出管模头、管胚冷却保温段、双向拉伸模具、真空冷却定径装置、冷却箱、牵引机、切割机和自动放管机，上述设备依次直线定位构成生产线；所述管胚冷却保温段有温度控制装置，所述双向拉伸模具包括位于塑料管材壁外的拉伸扩胀模腔、真空装置和温度控制装置，双向拉伸模具具有根据不同的规格可更换的结构。

所述设备中还具有与双向拉伸模具连接的利于管的双轴拉伸成型的真空装置，所述真空装置提供管材双向拉伸成型中对管胚由外向内的作用力，其是管胚紧贴拉伸扩胀模腔内壁保证塑料管材双向拉伸成型的关键。

所述设备中还具有与挤出管模头连接的冷却管材内壁和控制温度的吸气机构，所述吸气机构包括输送气体的空心耐高温绝热软管和可以控制抽风量大小的抽风机。

进一步的，

所述设备中位于双向拉伸模具后设置有真空冷却箱，所述真空冷却箱内有对拉伸后的管材进行冷却定径的外定径套，拉伸成型后的管材在冷却外定径套内进行冷却定型处理，所述设备中有与真空冷却箱连接的真空装置，提供对管材由外向内的作用力，同时也有利于拉伸成型后的管材紧贴外定径套保证管材外径尺寸精度高、外表面光滑，外定径套具有根据不同的规格可更换的结构。

所述设备中的冷却箱中设有水或风冷却机构。

有益效果：

1、本发明采用真空机的吸附力和牵引机的牵引力拉伸管材，不仅实现了对管材的径向取向和轴向取向，而且使取向均匀，取向后的管材双向性能都有较大提高，相同规格的管材双轴取向后拉伸强度和弹性模量比普通管材提高了20％以上，其环向性能优于轴向性能，符合取向管的实际使用需要；

2、本发明操作简便，加工成本低；双轴拉伸后的管材厚度均匀，可以实现1.1-3.5的扩胀比，可节约原材料达20％以上；

3、本发明的方法和设备可通过更换不同管径的定径套和双轴拉伸模具可以生产多种规格的塑料增强管材，加工控制方便；

4、本发明实现了双轴拉伸管的连续操作，结构简单，控制精确，易于实现工业化；且采用冷却保温方式降低高温熔融塑料，不是把管胚温度降到常温再加热，节省能耗，降低生产成本；

5、本发明具有明显的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

1、塑料挤出机；2、挤出管模头；3、管胚保温区；4、双向拉伸模具；5、真空冷却箱；6、冷却箱；7、牵引机；8、切割机；9、自动放管机；10、管胚；11、双轴拉伸后的管材。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细描述。参照附图，对本发明优选实施例进行详细的描述，其中所有相同的附图标记表示相同的部件。