CN101856866A - 一种膨体聚四氟乙烯管挤出成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膨体聚四氟乙烯管挤出成型模具。包括由同样尺寸多个均匀分布的上段为圆锥孔和下段为圆柱孔、且相邻圆锥孔的锥面间均相交构成无平台的圆形口模；包括由同样尺寸多个上段为大圆柱、中段为圆锥和下段为小圆柱组成的芯棒；圆形口模中的每个圆锥孔和圆柱孔中分别插有芯棒，圆形口模与料筒相连，芯棒与机架相连，圆形口模的圆锥孔、圆柱孔和芯棒为同一轴线。成型模具的圆形口模上具有多个聚四氟乙烯管挤出系统，一台挤出机可以同时挤出多个膨体聚四氟乙烯管，加工效率大大提高。

Description

一种膨体聚四氟乙烯管挤出成型模具

技术领域

本发明涉及一种糊料挤出膨体聚四氟乙烯管挤出成型模具，特别是一种通过糊料挤出成型的膨体聚四氟乙烯小管径薄壁管的挤出成型模具。

背景技术

聚四氟乙烯管具有耐腐蚀、耐高低温、耐燃等优点，在航天航空领域、工业、医疗、环保等方面作为绝缘套管、腐蚀性介质管道、人造血管、中空管膜器有重要的应用价值。外径1mm～25mm、壁厚0.1mm～2.5mm的聚四氟乙烯管多选用分散聚合的膨体聚四氟乙烯树脂经糊料柱塞挤出得到初生管，然后经过脱脂、拉伸和烧结定型后得到成品聚四氟乙烯管。这种薄壁膨体聚四氟乙烯管在挤出和拉伸过程中形成微纤维结点结构，管壁强度高，并根据加工工艺得到微孔或致密的管壁。

聚四氟乙烯糊料挤出采用柱塞挤出机作为挤出动力，其中的挤出成型模具是膨体聚四氟乙烯管成型的关键部件。挤出成型模具包括口模和芯棒两部分，分别用以成型管件的外壁和内壁，其中的口模和挤出机料筒相连，芯棒和挤出机机架相连。美国专利US4225547公开了一种膨体聚四氟乙烯糊料柱塞挤出装置和挤出工艺，其中的组合式锥形口模和料筒相连，组合式芯棒和口模相适应，口模出口段采用加热装置。美国专利US5505887公开了另外一种膨体聚四氟乙烯糊料柱塞挤出装置，对口模的组合方式进行了改进，对口模采用了冷却装置。美国专利US4743480公开了一种口模内壁和芯棒外壁带有螺槽的挤出装置，美国专利US5935667则公开了一种管壁内外结构非对称的膨体聚四氟乙烯管挤出方法。

口模与芯棒的锥度对膨体聚四氟乙烯管的强度、孔隙率、孔径具有重要的影响，以上专利中并未述及。以上所述专利中均采用单管挤出方法，即一次只挤出一个管件，加工效率不高。同时，膨体聚四氟乙烯糊料挤出过程和普通塑料管材挤出不同的是，在膨体聚四氟乙烯挤出过程中，不能有任何平台阻挡物料的流动，否则挤出管件强度较低，而且结构和强度不匀大大增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种膨体聚四氟乙烯管挤出成型模具，通过该成型模具可以顺利、高效加工小管径薄壁膨体聚四氟乙烯管，尤其是外径小于10mm，壁厚小于2mm的膨体聚四氟乙烯中空管。

本发明采用的技术方案是：

包括由同样尺寸多个均匀分布的上段为圆锥孔和下段为圆柱孔、且相邻圆锥孔的锥面间均相交构成无平台的圆形口模；包括由同样尺寸多个上段为大圆柱、中段为圆锥和下段为小圆柱组成的芯棒；圆形口模中的每个圆锥孔和圆柱孔中分别插有芯棒，圆形口模与料筒相连，芯棒与机架相连，圆形口模的圆锥孔、圆柱孔和芯棒为同一轴线；沿挤出方向，圆形口模中上段圆锥孔和下段圆柱孔的孔径依次减小；沿挤出方向，芯棒的上段大圆柱、中段圆锥和下段小圆柱直径依次减小。

所述的圆形口模中的圆锥孔锥角θ1为20～60°，圆形口模中的圆柱孔长径比L∶d1为1∶1～20∶1；芯棒中段圆锥锥角θ2为5°～45°，且芯棒(II)中段圆锥锥角θ2小于圆形口模中的圆锥孔的锥角θ1，芯棒下段圆柱的直径d1与圆形口模中的圆柱孔直径D1之比为0.5～0.9∶1，芯棒上段圆柱直径d2小于圆形口模中的圆锥形孔的大端直径。

本发明具有的有益效果是：

(1)成型模具的圆形口模上具有多个聚四氟乙烯管挤出系统，一台挤出机可以同时挤出多个膨体聚四氟乙烯管，加工效率大大提高；

(2)合理的圆形口模设计，保证挤出物料的顺利挤出和每个聚四氟乙烯管成型单元的均一性；

(3)合理的圆形口模圆锥孔锥角与芯棒的锥角配置、圆形口模中的圆柱孔长径比，保证挤出成型的聚四氟乙烯管具有可控的孔隙率、孔径和强度。

附图说明

图1是圆形口模俯视平面示意图。

图2是图1所示的圆形口模的A-A剖视示意图。

图3是图1所示的圆形口模的B-B剖视示意图。

图4是图1所示的圆形口模插入芯棒后的局部放大剖视示意图。

图中：I、圆形口模，II、芯棒，1、圆锥孔，2、圆柱孔。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括由同样尺寸多个均匀分布的上段为圆锥孔1和下段为圆柱孔2、且相邻圆锥孔1的锥面间均相交构成无平台的圆形口模I；包括由同样尺寸多个上段为大圆柱、中段为圆锥和下段为小圆柱2组成的芯棒II；沿挤出方向，圆形口模I中上段圆锥孔1和下段圆柱孔2的孔径依次减小；沿挤出方向，芯棒II的上段大圆柱、中段圆锥和下段小圆柱直径依次减小。圆形口模I中的每个圆锥孔1和圆柱孔2中分别插有芯棒II，圆形口模I与料筒相连，芯棒II与机架相连，圆形口模的圆锥孔1、圆柱孔2和芯棒II为同一轴线。芯棒一端与机架相连，另一端与圆形口模I圆柱孔平齐，与机架相连端可以顺时针或逆时针旋转。圆形口模I中的每个圆锥孔1和圆柱孔2与芯棒II组合，构成一个单独的聚四氟乙烯管挤出单元。

所述的圆形口模I中的圆锥孔1锥角θ1为20～60°，圆形口模I中的圆柱孔2长径比L∶d1为1∶1～20∶1；芯棒II中段圆锥锥角θ2为5°～45°，且芯棒II中段圆锥锥角θ2小于圆形口模I中的圆锥孔1的锥角θ1，芯棒II下段圆柱的直径d1与圆形口模I中的圆柱孔2直径D1之比为0.5～0.9∶1，芯棒II上段圆柱直径d2小于圆形口模I中的圆锥形孔1的大端直径。

如图2、图3所示，为保证最外层排布的圆锥孔1的大端底面与圆形口模I和料筒连接面相交后不留下平台，以大于圆形口模I中的圆锥孔1锥角θ1的锥角α，中心线与正中心圆锥孔锥面中心线重合的圆锥面预先设计截去平台部分。

若排布两层挤出单元，则形成中间一个挤出单元，周围六个，共七个挤出单元。若排布三层挤出单元，则中间一个，第二层六个，第三层十二个，共十九个挤出单元。若排布四层挤出单元，则中间一个，第二层六个，第三层十二个，第四层十八个，共二十七个挤出单元。挤出单元多少依挤出机挤出压力而定。

如图1、图2、图3、图4所示，若排布三层挤出单元，圆形口模I中的圆锥孔1锥角θ1为20°，圆形口模I中的圆柱孔2长径比L∶d1为1∶1，芯棒II中段圆锥锥角θ2为5°，芯棒II下段圆柱的直径d1为8mm，圆形口模I中的圆柱孔2直径D1为10mm。使用柱塞挤出机，在挤出压力为230公斤/平方厘米，芯棒转速50r/min下，将糊状的聚四氟乙烯物料挤出，可顺利实现一次挤出十九个膨体聚四氟乙烯管，所得聚四氟乙烯管经过脱脂、牵伸、烧结后得到外径为10mm，内径为8.5mm的成品膨体聚四氟乙烯管。

若排布两层挤出单元，圆形口模I中的圆锥孔1锥角θ1为45°，圆形口模I中的圆柱孔2长径比L∶d1为20∶1，芯棒II中段圆锥锥角θ2为15°，芯棒II下段圆柱的直径d1为2mm，圆形口模I中的圆柱孔2直径D1为4mm。使用柱塞挤出机，在挤出压力为180公斤/平方厘米，芯棒转速25r/min下，将糊状的聚四氟乙烯物料挤出，可顺利实现一次挤出七个膨体聚四氟乙烯管，所得聚四氟乙烯管经过脱脂、牵伸、烧结后得到外径为2.5mm，内径为3.8mm的成品膨体聚四氟乙烯管。

若排布两层挤出单元，圆形口模I中的圆锥孔1锥角θ1为60°，圆形口模I中的圆柱孔2长径比L∶d1为10∶1，芯棒II中段圆锥锥角θ2为45°，芯棒II下段圆柱的直径d1为1mm，圆形口模I中的圆柱孔2直径D1为2mm。使用柱塞挤出机，在挤出压力为500公斤/平方厘米，芯棒转速15r/min下，将糊状的聚四氟乙烯物料挤出，可顺利实现一次挤出七个膨体聚四氟乙烯管，所得聚四氟乙烯管经过脱脂、牵伸、烧结后得到外径为0.8mm，内径为1.4mm的成品膨体聚四氟乙烯管。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种膨体聚四氟乙烯管挤出成型模具，其特征在于：包括由同样尺寸多个均匀分布的上段为圆锥孔(1)和下段为圆柱孔(2)、且相邻圆锥孔(1)的锥面间均相交构成无平台的圆形口模(I)；包括由同样尺寸多个上段为大圆柱、中段为圆锥和下段为小圆柱组成的芯棒(II)；圆形口模(I)中的每个圆锥孔(1)和圆柱孔(2)中分别插有芯棒(II)，圆形口模(I)与料筒相连，芯棒(II)与机架相连，圆形口模的圆锥孔(1)、圆柱孔(2)和芯棒(II)为同一轴线；沿挤出方向，圆形口模(I)中上段圆锥孔(1)和下段圆柱孔(2)的孔径依次减小；沿挤出方向，芯棒(II)的上段大圆柱、中段圆锥和下段小圆柱直径依次减小。

2.根据权利要求1中所述的一种膨体聚四氟乙烯管挤出成型模具，其特征在于：所述的圆形口模(I)中的圆锥孔(1)锥角θ1为20～60°，圆形口模(I)中的圆柱孔(2)长径比L∶d1为1∶1～20∶1；芯棒(II)中段圆锥锥角θ2为5°～45°，且芯棒(II)中段圆锥锥角θ2小于圆形口模(I)中的圆锥孔(1)的锥角θ1，芯棒(II)下段圆柱的直径d1与圆形口模(I)中的圆柱孔(2)直径D1之比为0.5～0.9∶1，芯棒(II)上段圆柱直径d2小于圆形口模(I)中的圆锥形孔(1)的大端直径。

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