CN102173972A - 一种导爆管生产方法及生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种“两层共挤-拉伸增强-胚管涂敷”工艺制备低成本高强度导爆管的生产方法及生产线。首先对两种不同的共混塑料进行塑化；然后将塑化好的塑料挤入两层共挤复合模头，形成两层共挤复合胚管；接着炸药细粉通过模头芯棒内孔均匀地粘附在胚管内壁，对复合胚管进行冷却定形；然后胚管依次进入高温加热箱预热拉伸、进入冷却水箱冷却定形；再经过挤出机模头涂敷，经冷却、除水后，由收卷机收卷成品。本发明采用共混材料和新工艺制造的高强度导爆管，能在确保现有导爆管优点的同时，克服现有导爆管拉力强度小、管软施工不便、产量低能耗高等问题；通过改变内外层配方或原料材质，可制备具有特殊性能的特种导爆管。
Description
技术领域
本发明专利涉及民用爆破器材领域，特别是一种低成本高强度塑料导爆管的生产方法及生产线。
背景技术
当前国内外塑料(PE)导爆管制造生产方法主要有两种，第一种是国内最普遍的单台挤出单层普通导爆管生产制造技术，原材料是低密度聚乙烯。该法优点是：成本低、工艺成熟；缺点是：拉力强度小、导爆管软施工不便等问题。普通塑料导爆管常温下承受拉力为70N。为提高导爆管的抗拉强度，可将原材料改为共混塑料，常温下承受拉力可提高到110N。还有采用导爆管改性增强装置如：“导爆管改性增强装置”(检索专利号03235468)描述增强装置机架上装有压轮组和拉轮组主压轮后面的第一拉轮和第二拉轮的切线位置装有诱导管，这对单层普通塑料导爆管增强有一定帮助，但是诱导管属间隙加热，存在温度低拉不动、温度高导爆管圆度差、内壁容易粘造成导爆管断爆等问题。同时由于自身选材的限制，无法满足现有导爆管的所有要求，对耐硝酸铵溶液、耐乳化基质、耐温、耐油等问题均无法解决。
第二种是以国外工艺为代表的多层导爆管生产技术，而这种多层导爆管生产技术是先通过一台挤出机挤出胚管、然后经涂敷交联剂后，利用挂塑机对胚管表面进行包履处理。其中胚管材料通常为离子交联聚合物(Surlyn)或改性塑料，外层为低密度聚乙烯。这类多层导爆管生产制造技术也能通过改变包履涂层材质达到以下优点：常温下可承受拉力达200N、产品变化工艺灵活、导爆管圆度好，缺点是原材料成本高，同时单一的胚管原料无法同时满足药粉粘附性与导爆管抗爆性等综合性能。
导爆管生产工艺及设备(CN 101245978A)实现了导爆管的自动化生产，减轻了工人的劳动强度。但塑料导爆管的抗拉强度和生产效率低下。
导爆管改性工艺及改性增强装置(CN 14821111A)通过多次冷热拉伸定形，改善了原有导爆管的分子取向排列，提高了塑料导爆管的抗拉强度和耐油性，但是生产的塑料导爆管成分单一，不能随意调节内外层管壁的组成，从而无法制备具有特殊性能(如耐油、耐温等)的特种导爆管。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本的高强度塑料导爆管生产方法及基于该方法的生产线。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种导爆管生产方法，包括以下步骤：
(1)对两种不同的共混塑料进行塑化；
(2)将塑化好的塑料材料挤入两层共挤复合模头，形成两层共挤复合胚管；
(3)炸药细粉通过模头芯棒内孔均匀地粘附在胚管内壁；
(4)对粘附了炸药细粉的复合胚管进行冷却定形；
(5)将步骤(4)中的复合胚管加热并拉伸；
(6)将拉伸后的复合胚管冷却定形、干燥；
(7)将步骤(6)中的复合胚管通过挤出机模头进行涂敷，形成导爆管；
(8)将步骤(7)中的导爆管冷却定形、干燥；
(9)将定形后的导爆管进行收卷。
一种基于导爆管生产方法的生产线，包括两台挤出机、下挤式两层流道分配模头、水冷箱、第一主动牵引机、高温加热、第二主动牵引机、冷却定形水箱、除水器、输送器、含模头的挤出机、冷却机、除水器、第三主动牵引机、计米器和收卷机，生产流程为：
(1)通过两台变频电机变频控制的两台挤出机对两种不同的共混塑料进行塑化；
(2)将塑化好的材料挤入两层共挤复合模头，形成两层共挤复合胚管；
(3)炸药细粉通过模头芯棒内孔均匀地粘附在胚管内壁；
(4)胚管由第一主动牵引机拉动，通过水冷箱冷却定形；
(5)利用第二主动牵引机将上述复合胚管通过高温加热箱加热并拉伸；
(6)将拉伸后的复合胚管送入冷却水箱冷却定形，形成导爆管胚管；
(7)让导爆管胚管经除水器和输送器后，通过挤出机模头涂敷外层管壁，形成成品导爆管；
(8)让导爆管通过冷却机、除水器及第三主动牵引机和计米器后，然后由收卷机收卷定形。
本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)采用“两层共挤”制备复合胚管。与单层管相比，提高了选材范围，通过多种材质共混，避免使用价高的离子交联聚合物(Surlyn)等塑料，降低了原料的成本；(2)采用“拉伸增强”工艺，使胚管在玻璃态温度下被拉伸，塑料分子取向趋近一致，大大提高了导爆管的抗拉性能，满足中深孔爆破的需求；(3)通过“胚管涂敷”工艺，可精确控制最终成品导爆管的外径，提高产品的外观性能；同时，高密度聚乙烯的涂敷，可进一步提高导爆管的抗拉性能；(4)由于采用的是多层管壁，通过改变内外层配方或原料材质，可制备具有特殊性能(如耐折皱、耐超高低温等)的特种导爆管。
附图说明
图1为本发明导爆管生产方法制备低成本高强度导爆管的流程图。
图2为本发明基于导爆管生产方法的生产线的生产线示意图。
具体实施方式
本发明采用两种不同的共混塑料，通过两层共挤加工成型工艺，并调节各层材料的配方和用量，提高导爆管胚管的综合性能，克服了现用单一原材料价格高且无法满足综合性能的缺点；同时采用“两层共挤-拉伸增强-胚管涂敷”工艺制造高强度导爆管，胚管提高抗拉强度，外管确保传爆可靠性。由此制备的高强度导爆管成本低、抗拉强度大、传爆可靠性好。此外，通过改变内外层配方或原料材质，可制备具有特殊性能的特种导爆管。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1，本发明导爆管生产方法，包括以下步骤：
(1)对两种不同的共混料进行塑化。塑化温度为160～240℃，塑化时间为2～10min。其中挤入外层的塑料材质及质量比为聚乙烯/聚丙烯/抗氧化剂/乙烯醇/抗结块剂＝40～60/50～30/2/7/1，占胚管质量的50～90％；挤入芯层的高粘度聚乙烯共聚物占胚管质量的50～10％。其中抗氧化剂可选用对苯二酚、硫代双酚、二苯胺或对苯二胺，抗结块剂可选用滑石粉、山梨醇或碳酸钙。
(2)将塑化好的材料挤入两层共挤复合模头，形成两层共挤复合胚管。模头温度为170～190℃，复合胚管外径为8～12mm，内径为4～6mm；
(3)炸药细粉通过模头芯棒内孔均匀地粘附在胚管内壁；
(4)对粘附了炸药细粉的复合胚管进行冷却定形，冷却温度为5～25℃；
(5)将步骤(4)中的复合胚管加热并拉伸，加热温度为70～100℃；
(6)将拉伸后的复合胚管冷却定形，冷却温度为5～25℃。冷却定形后的胚管外径1.8～2.2mm，内径1.0～1.4mm；
(7)将步骤(6)中的胚管通过挤出机模头进行涂敷，涂敷原料为高密度聚乙烯。挤出机塑化温度为200～240℃，模头温度为180～200℃；
(8)将涂敷后的导爆管经过冷却、除水。成品导爆管外径2.9～3.1mm，内径1.0～1.4mm；
(9)收卷定形后的复合胚管，收卷速度为120～160m/min。
结合图2，本发明方法生产线包括：两台挤出机1，下挤式两流道分配模头2，水冷箱3，第一主动牵引机4，高温加热箱5，第二主动牵引机6，冷却定形水箱7，除水器8，输送器9，含模头的挤出机10，冷却机11，除水器12，第三主动牵引机13，计米器14，收卷机15。生产流程为：
(1)通过两台挤出机1对两种不同的共混塑料进行塑化；
(2)将塑化好的材料挤入两层共挤复合模头2，形成两层共挤复合胚管；
(3)炸药细粉通过模头芯棒内孔均匀地粘附在胚管内壁；
(4)胚管由第一主动牵引机4拉动，通过水冷箱3冷却定形；
(5)利用第二拉伸牵引机6将上述复合胚管通过高温加热箱5加热并拉伸；
(6)将拉伸后的复合胚管送入冷却水箱7冷却定形，形成导爆管胚管；
(7)让导爆管胚管经除水器8和输送器9后，通过挤出机模头10涂敷外层管壁，形成成品导爆管；
(8)让导爆管通过冷却机11、除水器12及第三主动牵引机13和计米器14后，然后由收卷机15收卷定形。
所述塑化温度为160～240℃，塑化时间为2～10min；所述步骤(1)中的两种塑料，其中挤入外层的塑料是聚乙烯、聚丙烯、抗氧化剂、乙烯醇或抗结块剂，它们的质量比为40～60/50～30/2/7/1，占胚管质量的50～90％；挤入芯层的塑料是高粘度聚乙烯共聚物，占胚管质量的50～10％，其中抗氧化剂可选用对苯二酚、硫代双酚、二苯胺或对苯二胺，抗结块剂可选用滑石粉、山梨醇或碳酸钙。
步骤(2)中的模头温度为170～190℃，形成的两层共挤复合胚管外径为8～12mm，内径为4～6mm；步骤(4)中的冷却温度为5～25℃；步骤(5)中进行加热的温度为70～100℃；步骤(6)中冷却定形后的胚管外径为1.8～2.2mm，内径为1.0～1.4mm；进行冷却定形的温度为5～25℃；步骤(7)中的挤出机塑化温度为200～240℃，模头温度为180～200℃；冷却定形后的导爆管成品外径为2.9～3.1mm，内径为1.0～1.4mm；步骤(8)中的收卷速度为120～160m/min。
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
(1)通过两台变频电机变频控制的两台挤出机1￠25/￠50对两种不同的共混塑料进行塑化。塑化温度为160℃，塑化时间为10min。其中挤入外层的塑料材质及质量比为聚乙烯/聚丙烯/对苯二酚/乙烯醇/碳酸钙＝50/40/2/7/1，占胚管质量的70％；挤入芯层的高粘度聚乙烯共聚物占胚管质量的30％；
(2)将塑化好的材料挤入两层共挤复合模头2，形成两层共挤复合胚管。形成的两层共挤复合胚管外径为10mm，内径为5mm；
(3)炸药细粉通过模头芯棒内孔均匀地粘附在胚管内壁；
(4)胚管由第一主动牵引机4拉动，通过水冷箱3冷却定形。水冷箱3长2m，高1m，内设导向轮，胚管主动牵引控制，配一台0.75kw变频电机主动牵引机。冷却的温度为15℃。
(5)利用第二拉伸牵引机6将步骤(4)中的复合胚管通过高温加热箱5加热并拉伸，高温加热箱长2m，高1m，配一台1.5kw变频电机主动牵引机。预热温度为85℃。
(6)利用第二主动牵引机6，将拉伸后的复合胚管送入冷却水箱7冷却定形，形成导爆管胚管。冷却水箱长2m，高1m，配一台1.5kw变频电机主动牵引机。冷却温度为15℃。冷却定形后的胚管外径2.0mm，内径1.2m，抗拉强度为165N。
(7)让导爆管胚管经除水器8和输送器9后，通过挤出机模头10涂敷外层管壁，形成成品导爆管。挤出机塑化温度为200℃，模头温度为180℃。冷却定形后的导爆管成品外径3.0mm，内径1.2mm，抗拉强度为210N。
(8)让导爆管通过冷却机11、除水器12及第三主动牵引机13和计米器14后，然后由收卷机15收卷定形。收卷机由两台0.75kw变频电机主动牵引机控制，收卷速度为140m/min。
实施例二：
在塑料塑化中，塑化温度为240℃，塑化时间为2min，挤入外层的塑料材质及质量比为聚乙烯/聚丙烯/对苯二胺/乙烯醇/滑石粉＝60/30/2/7/1，占胚管质量的50％；挤入芯层的高粘度聚乙烯共聚物占胚管质量的50％；形成的两层共挤复合胚管外径为8mm，内径为4mm；
水冷箱3冷却的温度为25℃，高温加热箱5预热温度为70℃，冷却水箱7的冷却温度为25℃。
冷却定形后的胚管外径1.8mm，内径1.0m，抗拉强度为150N；涂敷时挤出机塑化温度为240℃，模头温度为200℃，涂敷后的导爆管成品外径2.9mm，内径1.0mm，抗拉强度为200N。
导爆管收卷速度为160m/min。
实施例三：
在塑料塑化中，塑化温度为20℃，塑化时间为6min。挤入外层的塑料材质及质量比为聚乙烯/聚丙烯/硫代双酚/乙烯醇/山梨醇＝40/50/2/7/1，占胚管质量的90％；挤入芯层的高粘度聚乙烯共聚物占胚管质量的10％；形成的两层共挤复合胚管外径为12mm，内径为6mm；
水冷箱3冷却的温度为5℃，高温加热箱5预热温度为100℃，冷却水箱7的冷却温度为5℃。
冷却定形后的胚管外径2.2mm，内径1.4m，抗拉强度为150N；涂敷时挤出机塑化温度为220℃，模头温度为190℃，涂敷后的导爆管成品外径3.1mm，内径1.4mm，抗拉强度为230N。
导爆管收卷速度为120m/min。
Claims (12)
1.一种导爆管生产方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)对两种不同的共混塑料进行塑化；
(2)将塑化好的塑料材料挤入两层共挤复合模头，形成两层共挤复合胚管；
(3)炸药细粉通过模头芯棒内孔均匀地粘附在胚管内壁；
(4)对粘附了炸药细粉的复合胚管进行冷却定形；
(5)将步骤(4)中的复合胚管加热并拉伸；
(6)将拉伸后的复合胚管冷却定形、干燥；
(7)将步骤(6)中的复合胚管通过挤出机模头进行涂敷，形成导爆管；
(8)将步骤(7)中的导爆管冷却定形、干燥；
(9)将定形后的导爆管进行收卷。
2.根据权利要求1所述的导爆管生产方法，其特征在于：所述塑化温度为160～240℃，塑化时间为2～10min；所述步骤(1)中的两种共混塑料，其中挤入外层的塑料是聚乙烯、聚丙烯、抗氧化剂、乙烯醇或抗结块剂，它们的质量比为40～60/50～30/2/7/1，占胚管质量的50～90％；挤入芯层的塑料是高粘度聚乙烯共聚物，占胚管质量的50～10％，其中抗氧化剂可选用对苯二酚、硫代双酚、二苯胺或对苯二胺，抗结块剂可选用滑石粉、山梨醇或碳酸钙。
3.根据权利要求1所述的导爆管生产方法，其特征在于：步骤(2)中的模头温度为170～190℃，形成的两层共挤复合胚管外径为8～12mm，内径为4～6mm。
4.根据权利要求1所述的导爆管生产方法，其特征在于：步骤(4)中的冷却温度为5～25℃。
5.根据权利要求1所述的导爆管生产方法，其特征在于：步骤(5)中进行加热的温度为70～100℃。
6.根据权利要求1所述的导爆管生产方法，其特征在于：步骤(6)中冷却定形后的胚管外径为1.8～2.2mm，内径为1.0～1.4mm；进行冷却定形的温度为5～25℃。
7.根据权利要求1所述的导爆管生产方法，其特征在于：步骤(7)中的挤出机塑化温度为200～240℃，模头温度为180～200℃。
8.根据权利要求1所述的导爆管生产方法，其特征在于：步骤(8)中冷却定形后的导爆管成品外径为2.9～3.1mm，内径为1.0～1.4mm。
9.根据权利要求1所述的导爆管生产方法，其特征在于：步骤(9)中的收卷速度为120～160m/min。
10.一种基于导爆管生产方法的生产线，其特征在于：包括两台挤出机[1]、下挤式两层流道分配模头[2]、水冷箱[3]、第一主动牵引机[4]、高温加热[5]、第二主动牵引机[6]、冷却定形水箱[7]、除水器[8]、输送器[9]、含模头的挤出机[10]、冷却机[11]、除水器[12]、第三主动牵引机[13]、计米器[14]和收卷机[15]，生产流程为：
(1)通过两台变频电机变频控制的两台挤出机[1]对两种不同的共混塑料进行塑化；
(2)将塑化好的材料挤入两层共挤复合模头[2]，形成两层共挤复合胚管；
(3)炸药细粉通过模头芯棒内孔均匀地粘附在胚管内壁；
(4)胚管由第一主动牵引机[4]拉动，通过水冷箱[5]冷却定形；
(5)利用第二主动牵引机[6]将上述复合胚管通过高温加热箱[5]加热并拉伸；
(6)将拉伸后的复合胚管送入冷却水箱[7]冷却定形，形成导爆管胚管；
(7)让导爆管胚管经除水器[8]和输送器[9]后，通过挤出机模头[10]涂敷外层管壁，形成成品导爆管；
(8)让导爆管通过冷却机[11]、除水器[12]及第三主动牵引机[13]和计米器[14]后，然后由收卷机[15]收卷定形。
11.根据权利要求10所述的基于导爆管生产方法的生产线，其特征在于：所述塑化温度为160～240℃，塑化时间为2～10min；所述步骤(1)中的两种塑料，其中挤入外层的塑料是聚乙烯、聚丙烯、抗氧化剂、乙烯醇或抗结块剂，它们的质量比为40～60/50～30/2/7/1，占胚管质量的50～90％；挤入芯层的塑料是高粘度聚乙烯共聚物，占胚管质量的50～10％，其中抗氧化剂可选用对苯二酚、硫代双酚、二苯胺或对苯二胺，抗结块剂可选用滑石粉、山梨醇或碳酸钙。
12.根据权利要求10所述的基于导爆管生产方法的生产线，其特征在于：步骤(2)中的模头温度为170～190℃，形成的两层共挤复合胚管外径为8～12mm，内径为4～6mm；步骤(4)中的冷却温度为5～25℃；步骤(5)中进行加热的温度为70～100℃；步骤(6)中冷却定形后的胚管外径为1.8～2.2mm，内径为1.0～1.4mm；进行冷却定形的温度为5～25℃；步骤(7)中的挤出机塑化温度为200～240℃，模头温度为180～200℃；冷却定形后的导爆管成品外径为2.9～3.1mm，内径为1.0～1.4mm；步骤(8)中的收卷速度为120～160m/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110907 |