CN101804690B - 一种生产超高分子量聚乙烯500-2000mm幅宽板材的挤出模具 - Google Patents
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Abstract
一种生产超高分子量聚乙烯500-2000mm幅宽板材的挤出模具。包括导引送料流道结构本体1、导引送料流道2、调节监控阀3，模具组4、合流体5、树枝状流道6和调节柱塞阀7。其中，多个导引送料流道结构本体1并排排列，由若干台挤出机分向本体1供料，每个本体1中设若干流道2，该流道在本体1的进料处分散，在流道出料端与模具组4接通，各流道路径之间相互独立不相通，每个流道2中设调节监控阀3，阀的直径为16-36mm，模具组4由合流体5和若干树枝状流道6组成，树枝状流道6在模具组4的进料处分散，在流道出料端与合流体5接通，每个树枝状流道6中设置调节柱塞阀7，阀的直径为9-26mm。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产超高分子量聚乙烯宽幅板材的挤出模具。
背景技术
塑料板材挤出成型的重要因素之一是物料的供给。对于500-2000mm的宽幅超高分子量聚乙烯板材挤出成型来说，足够的熔体堆积量和足够的熔体压力是成型的必要条件。由于超高分子量聚乙烯的熔体流动性很小，在生产宽幅板材时需要巨大的物料堆积量，常规的供料方式根本无法满足巨大的推进量；另一方面，由于物料在推进过程中受到多种作用力影响，致使物料的熔体压力状态产生巨大变化，物料在模具末端融合处的压力大幅度下降，熔体难以很好融合，甚至造成物料无法向前推进。另外，传统的板材模具一般采用整体衣架型结构。在生产宽幅超高分子量聚乙烯塑料板材时，模具的腔体容量大，而超高分子量聚乙烯物料熔体的流动性小，从而产生巨大的内部作用力，导致物料无法均匀流动送料；另外，由于模具进料端与出料端的路径过长，且模具幅宽较宽，常常造成物料仅在模具中间部分出料的现象。因此，在常规的工艺条件下，使用传统模具无法生产幅宽500-2000mm的超高分子量聚乙烯板材。
发明内容
针对宽幅超高分子量聚乙烯板材生产中存在的问题，本发明提供一种生产超高分子量聚乙烯宽幅板材的挤出模具，该模具包括导引送料流道结构本体1、模具组4和合流体5。其中，多个导引送料流道结构本体1并排排列，由若干台挤出机分别向该本体1供料，每个本体1中的腔体内设置若干导引送料流道2，该流道在本体1的进料处分散，在流道出料端与模具组4接通，各个流道路径之间相互独立并不相通，每个导引送料流道2中设置调节监控阀3，调节监控阀3的直径在16-36毫米之间，模具组4由若干树枝状流道6组成，树枝状流道6在模具组4的进料处分散，在流道出料端与合流体5接通，每个树枝状流道6中设置有调节柱塞阀7，调节柱塞阀的直径在9-26毫米之间，优选本体1中设置呈叉子型的3条导引送料流道2，中间一条流道为轴向直线型，两边的流道呈弧形，弧度为60°，弧长为220-280mm，三条流道容积比按顺序为3：2：3，始末端截面积比例为5：4。优选每个模具组4中设置3组相同的树枝状流道6，每组5条分流道，呈喇叭型，各分流道之间夹角为9°，各分流道容积比按顺序为5：4：3：4：5。
由于采用一台或多台挤出机同时供料，大大提高了供料量和初始压力，保证足够的送料量和模具的前端压力，并且将供料结构分成相互连通的导引送料流道结构，大大降低了因系统过于庞大造成的压力损失，克服了超高分子量聚乙烯物料熔体的流动性差缺陷。在模具流道中设置调节监控阀监，在其控调整作用下，使得导引送料流道结构的两个对应腔体达到各自的平衡状态。随着物料进入模具的主流道，又从主流道进入若干组树枝状流道，避免了物料之间的相互作用，降低了物料推进时的内部结构阻力。各树枝状流道内配置的调节柱塞阀进一步控制物料的输送量和推进速度，从而达到物料均匀推进。对各流道形状、角度、分布比例等结构参数的限制，是通过严格的压力状态和物料分布计算，从而得出优选的参数。本发明模具结构可适用于连续挤出幅宽500mm-2000mm、厚度4mm-300mm的超高分子量聚乙烯板材。
附图说明
图1和图2是本发明宽幅板材挤出模具结构示意图；
图3是导引送料流道结构示意图；
图4是树枝状流道结构示意图；
图5是调节监控阀结构示意图；
图6是调节柱塞阀结构示意图；
图中：1、导引送料流道结构本体，2、导引送料流道，3、调节监控阀，4、模具组，5、合流体， 6、树枝状流道，7、调节柱塞阀
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方案。
如图1所示，本发明所述的用于生产宽幅超高分子量聚乙烯板材使用的模具结构包括：导引送料流道结构本体1、模具组4和合流体5。其中：多个导引送料流道结构本体1并排排列，每台挤出机分别向各个本体1供料，每个本体1中的腔体设置有3组导引送料流道2，该流道在本体1的进料处分散，在流道出料端与模具组4接通，各个流道路径之间相互独立并不相通；每个导引送料流道2中设置调节监控阀3，调节监控阀3的直径在16-36毫米之间，图1中所述调节监控阀装置3的顶部呈球状，其结构参见图5所示。模具组4由若干树枝状流道6组成，每一个树枝状流道6中设置有调节柱塞阀7，调节柱塞阀的直径在9-26毫米之间，图1中所述调节柱塞阀7顶部呈球状，其结构参见图6所示。
实际生产中，连续挤出幅宽500mm-1000mm超高分子量聚乙烯板材时采用一台挤出机，配置单体模具结构，如图2所示。挤出幅宽1000mm-2000mm超高分子量聚乙烯板材则采用多台挤出机，配置多体模具结构，如图1所示，配置3体模具。物料由一台或多台挤出机挤出，由导引送料流道结构本体1，经过导引送料流道2中的调节监控阀3之后进入模具组4，在合流体5中堆积推进融合，各流道的物料堆积量统一，均匀送至模具出料口，完成板材成型。整个系统中的调节监控阀装置3对温度和压力状态进行统一监测和反馈，通过系统的调整使得模具结构中的熔体物料正常堆积推进；物料在模具组4中通过时，用调节柱塞阀7来调整模具组4的树枝状流道6中的物料通过量和物料熔体压力分布。
实施例1
使用Ticona GUR4150超高分子量聚乙烯树脂（分子量920万-ISO标准）100份，复合加工助剂5份，经高速混合机混合后进入单螺杆挤出机，在本发明幅宽1000mm×10mm机头上连续挤出超高分子量聚乙烯板材，外观平整光洁。
实施例2
采用M3型超高分子量聚乙烯树脂（分子量300-350万-GB标准）100份，复合加工助剂5份，经高速混合机混合后进入双机共挤单螺杆挤出机，在本发明幅宽2000mm×10mm机头上连续挤出超高分子量聚乙烯板材，外观平整光洁。
附表：超高分子量聚乙烯板材性能
| 实施例 1 | 实施例 2 | |
| 宽度,mm | 1000 | 2000mm |
| 厚度,mm | 10±0.2 | 10±0.2 |
| 拉伸强度,MPa | 30.00 | 24.00 |
| 断裂伸长率,% | 310 | 360 |
| 冲击强度，KJ/m2 | 120 | 100 |
| 磨损率，% | 0.85 | 1.72 |
Claims (3)
1.一种生产超高分子量聚乙烯500-2000mm幅宽板材的挤出模具，该模具包括导引送料流道结构本体（1）、模具组（4）和合流体（5），其中，多个导引送料流道结构本体（1）并排排列，由若干台挤出机分别向本体（1）供料，每个本体（1）中的腔体内设置若干导引送料流道（2），该流道在本体（1）的进料处分散，在流道出料端与模具组（4）接通，各个流道路径之间相互独立并不相通，每个导引送料流道（2）中设置调节监控阀（3），调节监控阀（3）的直径在16-36毫米之间，模具组（4）由若干树枝状流道（6）组成，树枝状流道（6）在模具组（4）的进料处分散，在流道出料端与合流体（5）接通，每个树枝状流道（6）中设置有调节柱塞阀（7），调节柱塞阀的直径在9-26毫米之间。
2.如权利要求1所述的挤出模具，其中本体（1）中设置呈叉子型的3条导引送料流道（2），中间一条流道为轴向直线型，两边的流道呈弧形，弧度为60°，弧长为220-280mm，三条流道容积比按顺序为3：2：3，始末端截面积比例为5：4。
3.如权利要求1或2所述的挤出模具，其中每个模具组（4）中设置3组相同的树枝状流道（6），每组5条分流道，呈喇叭型，各分流道之间夹角为9°，各分流道容积比按顺序为5：4：3：4：5。
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