[发明专利]用于制造过氧化物交联聚乙烯管材的螺杆式塑料挤出装置

说明书

本发明公开了一种用于制造过氧化物交联聚乙烯管材的螺杆式挤出装置，采用了螺杆式塑料粉粒体高压挤出机，直角机头，整流器，和机筒、螺杆及整流器的油循环恒温系统，用于同步交联和二步法交联PEXa管的制造，与传统柱塞式挤出机比较，物料的压缩与输送连续进行，所得PEXa管管壁的松密程度均匀，可以高速挤出，与后交联PEXa管的制造比较，适用交联剂比较广泛，无“焦烧”之虑，所得成品无异味，卫生性能好，亦可用于热塑性交联聚乙烯（TPEX）管的制造，及二层结构阻氧TPEX管的制造，和任意规格PEXa管、TPEX管的高速制造。

技术领域

本发明属于塑料机械技术领域，特别涉及一种用于过氧化物交联聚乙烯管材的螺杆式挤出装置。

背景技术

同步交联过氧化物交联聚乙烯（PEXa）管的制造，所用原料为多种组分经精细掺混的聚乙烯树脂粉粒体及相应助剂的混合物，采用柱塞式挤出机，树脂粉粒体等物料经压缩输送形成塞流、经熔融塑化成型并同时完成交联反应。在这一过程中，随着交联过程的完成，聚乙烯的粘度急剧上升，不仅需要很大的挤出压力，并且经交联了的管胚只能做平行于挤出方向的整体移动，柱塞式挤出机挤出压力大，且只赋予物料以平行于挤出方向的单一的推力，因此可以满足这一要求。这种过氧化物的同步交联方法无“焦烧（过早交联）”之虑，因此可以使用半衰期分解温度较低，但无异味，卫生性能好的DTBP（二叔丁基过氧化物）等交联剂，可以适用于不同管径、不同壁厚的PEXa管的制造，尺寸精度高，能耗低，操作容易等。但受交联剂分解速度的制约，为了完成交联过程，只有很长的机头才可提供交联剂充分分解时间，因此挤出压力需要很大，生产速度极慢。且柱塞式挤出机的活塞往复运动，物料脉冲式压缩与输送，管壁松密程度有周期性变化，管壁中也存在有周期性变化的内应力。

普通螺杆式挤出机不能用于同步交联法制造PEXa管，这是由于普通螺杆式挤出机螺杆旋转所产生的平行于挤出方向的推力和旋转分力同时作用在PEXa管胚上，导致失去热塑性的PEXa管胚搅碎成碎屑。且普通螺杆的压缩比一般在4左右，挤出压力小，无力推动失去热塑性的PEXa管胚前进。

中国专利文献CN102139538A公开的采用后交联法制备过氧化物交联聚乙烯管材的方法，即采用螺杆式挤出机的后交联PEXa管的制造方法，生产速度可以很快，物料在挤出过程中熔融塑化成型为可交联的PEXa管胚，然后进行交联。理论上要求，物料在挤出熔融塑化成型阶段，不允许交联剂分解，也就是说，不允许可交联PEXa管胚发生交联反应。

这种后交联PEXa管的制造，物料的压缩与输送是连续的，管壁松密度是均匀的。而为了保证过氧化物交联剂在挤出过程中不过早分解，聚乙烯不过早交联（焦烧），必须使用高温过氧化物交联剂。据交联剂手册（日文中译本）介绍，DYBP［2，5-二甲基，2，5-（叔丁基，过氧基）-己炔-3］是HDPE唯一可用交联剂，但DYBP异味严重，卫生性能差。在保证HDPE熔融塑化并成型的过程中，也必须保证DYBP不过早的分解，最佳熔体温度为166℃到169℃，温度控制窗口极窄，操作难度极大，即使这样，也不可能做到DYBP绝对不分解，因为DYBP的开始分解温度为147℃，在挤出过程中发生“焦烧（过早交联）”是不可避免的，这对产品质量的稳定性是一种严重的隐患，为此挤出机连续运行一段时间后，必须停机清洗螺杆，机筒和机头等，浪费工时、能源，工人操作劳动强度大，废品率高等。并且制造较大口径PEXa管材尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管壁松密程度均匀，卫生性能好，无“焦烧”之虑，可以适用于不同规格PEXa管制造和生产速度快的PEXa管的制造装置。为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下。