CN104441536B - 一种聚醚醚酮细管挤出生产工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚醚醚酮细管挤出生产工艺及装置，生产工艺包括（1）将PEEK粒子在150℃‑160℃温度下干燥4‑5小时；（2）在挤出机投料处匀速率进料；（3）在挤出机中熔融挤出；（4）定型；（5）牵引；（6）切割、卷曲。本发明精确的工艺设计，巧妙的设定挤出速度和牵引速度，挤出速度慢，牵引速度合适，二者配合良好，使得挤出的细管表面均匀光滑；采用后续热处理工艺的聚醚醚酮细管，热处理工艺设计合理，消除细管的内应力，提高PEEK细管的结晶率及均匀性，成品质量均一；本发明装置在挤出机机头和模具连接处安装多孔板，并在多孔板前加装多层过滤网，有效去除碳化树脂及其他杂质保证产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚醚醚酮细管生产方法，特别涉及一种聚醚醚酮细管挤出生产工艺及装置。
背景技术
聚醚醚酮（PEEK）是一种综合性能优良的特种工程塑料，上世界70年代末由英国帝国化学工业公司首先开发成功。
聚醚醚酮（PEEK）毛细管具有高强度、高纯度、耐高温、耐腐蚀、无毒性、自熄性等特殊性能，目前主要应用在分析仪器和医疗导管上。由于PEEK熔融所需温度高、熔融粘度大，在毛细管挤出过程中容易出现生产不连续、出料不均匀、产品应力大等缺点，导致成品质量下降，成品率低而影响使用，目前依赖国外进口。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够连续生产、成品质量均一、高成品率、成本低的聚醚醚酮细管挤出生产工艺。
本发明的另一目的是：提供一种配合上述工艺用聚醚醚酮细管挤出生产装置。
实现本发明目的的技术方案是：一种聚醚醚酮细管挤出生产工艺，包括如下步骤：
（1）将PEEK粒子在150℃-160℃温度下干燥4-5小时；
（2）在挤出机投料处匀速率进料优选采用投料计量器；
（3）在挤出机中熔融挤出，挤出速度为40～50r/min，挤出机料筒内温度如下：加料段温度345～355℃，压缩段365～375℃，均化段375～385℃，机头部分温度380℃；挤出机机头采用直通式，分三段加热，温度依次为360±10℃，355±10℃，350±10℃；
（4）定型，塑料熔体从机头模具挤出后，经真空定径冷却，再经冷却水槽完全冷却定型；所述真空定径的真空度为0.4MPa；
（5）牵引，在冷却水槽出口位置装有牵引机，调节牵引机的速度为30mm/min保持恒定；
（6）切割、卷曲。
上述的聚醚醚酮细管挤出生产工艺，优选所述步骤（3）挤出机机头采用直通式，分三段加热，温度依次为360℃，355℃，350℃。
上述的聚醚醚酮细管挤出生产工艺，优选所述步骤（4），冷却水槽为三段，各段冷却水温度分别依次设置为80℃，60℃，40℃。
上述的聚醚醚酮细管挤出生产工艺，优选的还包括步骤（7）对生产出的聚醚醚酮细管进行热处理工艺加工。
上述的聚醚醚酮细管挤出生产工艺，优选步骤（7）热处理工艺分为四段过程：第一段，温度150～170℃，升温时间1～2小时，第二段温度180～200℃，升温时间1～2小时，第三段温度210～230℃，升温时间1.5～3小时，第四段250～280℃，升温时间2～4小时，然后冷却至100℃；步骤（7）还优选在250℃下，保温4小时。
本发明聚醚醚酮细管挤出生产工艺制备的聚醚醚酮细管，其外径为1mm～10mm，内径为0.2～4mm。
本发明配合上述聚醚醚酮细管挤出生产工艺的聚醚醚酮细管挤出生产装置，包括单螺杆挤出机，牵引机，其特征在于：挤出机机头和模具连接处安装多孔板，并在多孔板前加装1～3层过滤网；挤出机机头模具连接定径套，定径套材质为黄铜；定径套出口有冷却装置；牵引机采用履带式牵引装置，其驱动系统采用步进电机。
上述聚醚醚酮细管挤出生产装置，所述的单螺杆挤出机优选为35mm单螺杆挤出机；在多孔板前优选加装1～3层过滤网。
本发明具有积极的效果：（1）精确的工艺设计，使得聚醚醚酮能够被连续稳定的挤出，且成品率高；巧妙的设定挤出速度和牵引速度，挤出速度慢，牵引速度合适，并使得二者配合良好，使得挤出的细管表面均匀光滑；（2）采用后续热处理工艺的聚醚醚酮细管，热处理工艺设计合理，消除细管的内应力，提高PEEK细管的结晶率及均匀性，成品质量均一；（3）本发明装置在挤出机机头和模具连接处安装多孔板，并在多孔板前加装多层过滤网，有效去除碳化树脂或者其他杂质保证产品质量。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明聚醚醚酮细管挤出生产装置的结构示意图。
其中：1单螺杆挤出机，2牵引机，3模具，4多孔板，5过滤网，6定径套，7冷却装置。
具体实施方式
（实施例1）
见图1
第一步、原料干燥
在150℃循环风烘箱内干燥4小时，干燥过程中应防止灰尘、杂质混入其中，而导致产品产生黑点等不良缺陷。
第二步、投料工艺
采用投料计量器进行投料，保证在挤出过程中料斗不空，以防止空气进入，导致成品出现氧化以及气泡等现象。不同牌号的料不能混用，防止杂物、杂料进入堵塞下料口。
第三步、挤出工艺
采用35mm单螺杆挤出机，料筒分为三段加热，加料段温度345℃，压缩段365℃，均化段375℃，机头部分温度380℃，毛细管模具温度依次为350℃，345℃，340℃；开机升温至设定温度，保温一段时间，使机器和模具内外温度均匀一致，启动螺杆电机时先慢速运转，慢慢加快转速至所需转速；当塑料熔体从机头挤出时，应先观察塑料熔体的塑化情况和管壁厚是否均匀，根据具体情况来调节加热温度和模头间隙。
第四步、定型工艺
塑料熔体从机头模具挤出后，经真空定径冷却，再经冷却水槽完全冷却定型；再使用真空定径时真空度大小0.4MPa，真空度太大容易使管材卡住，太小定径效果不好而且影响外观。
第五步、牵引工艺
在冷却水槽出口位置装有牵引机，调节牵引机的速度保持恒定，使毛细管均匀前进，保持产品的质量。
第六步、切割工艺
根据设定好的长度，一般设置100米，自动切断毛细管。
第七步、卷取
生产所得聚醚醚酮细管，其外径为1mm，内径为0.2。
实现本实施例聚醚醚酮细管挤出生产工艺的聚醚醚酮细管挤出生产装置，包括35mm单螺杆挤出机1，牵引机2，挤出机机头和模具3连接处安装多孔板4，并在多孔板前加装1层过滤网5；挤出机机头模具连接定径套6，定径套材质为黄铜；定径套出口有冷却装置7冷却水槽；牵引机采用履带式牵引装置，其驱动系统采用步进电机。
（实施例2）
见图1
第一步、原料干燥
在150℃循环风烘箱内干燥4.5小时，干燥过程中应防止灰尘、杂质混入其中，而导致产品产生黑点等不良缺陷。
第二步、投料工艺
采用投料计量器进行投料，保证在挤出过程中料斗不空，以防止空气进入，导致成品出现氧化以及气泡等现象。不同牌号的料不能混用，防止杂物、杂料进入堵塞下料口。
第三步、挤出工艺
采用35mm单螺杆挤出机，料筒分为三段加热，加料段温度350℃，压缩段370℃，均化段375℃，机头部分温度380℃，毛细管模具温度依次为370℃，365℃，360℃；开机升温至设定温度，保温一段时间，使机器和模具内外温度均匀一致，启动螺杆电机时先慢速运转，慢慢加快转速至所需转速；当塑料熔体从机头挤出时，应先观察塑料熔体的塑化情况和管壁厚是否均匀，根据具体情况来调节加热温度和模头间隙。
第四步、定型工艺
塑料熔体从机头模具挤出后，经真空定径冷却，再经冷却水槽完全冷却定型；再使用真空定径时真空度大小0.4MPa，真空度太大容易使管材卡住，太小定径效果不好而且影响外观。
第五步、牵引工艺
在冷却水槽出口位置装有牵引机，调节牵引机的速度保持恒定，使毛细管均匀前进，保持产品的质量。
第六步、切割工艺
根据设定好的长度，一般设置100米，自动切断毛细管。
第七步、卷取
第八步、热处理工艺
用烘箱对PEEK毛细管进行热处理，从而消除内应力，由于毛细管直径小，受热快，热处理过程中需要保证均匀受热，保证其强度、韧性最佳，因此分为四段过程：第一段，温度170℃，升温时间1小时，第二段温度200℃，升温时间1小时，第三段温度230℃，升温时间1.5小时，第四段250℃，升温时间2小时，然后随烘箱冷却至100℃。这样能提高PEEK毛细管的结晶率及均匀性。
本实施例聚醚醚酮细管挤出生产工艺制备的聚醚醚酮细管，其外径为3mm，内径为1mm。
实现本实施例聚醚醚酮细管挤出生产工艺的聚醚醚酮细管挤出生产装置，包括35mm单螺杆挤出机1，牵引机2，挤出机机头和模具3连接处安装多孔板4，并在多孔板前加装4层过滤网5；挤出机机头模具连接定径套6，定径套材质为黄铜；定径套出口有冷却装置7冷却水槽；牵引机采用履带式牵引装置，其驱动系统采用步进电机。
（实施例3）
见图1
第一步、原料干燥
在150℃循环风烘箱内干燥5小时，干燥过程中应防止灰尘、杂质混入其中，而导致产品产生黑点等不良缺陷。
第二步、投料工艺
采用投料计量器进行投料，保证在挤出过程中料斗不空，以防止空气进入，导致成品出现氧化以及气泡等现象。不同牌号的料不能混用，防止杂物、杂料进入堵塞下料口。
第三步、挤出工艺
采用35mm单螺杆挤出机，料筒分为三段加热，加料段温度355℃，压缩段375℃，均化段385℃，机头部分温度380℃，毛细管模具温度依次为350℃，345℃，340℃；开机升温至设定温度，保温一段时间，使机器和模具内外温度均匀一致，启动螺杆电机时先慢速运转，慢慢加快转速至所需转速；当塑料熔体从机头挤出时，应先观察塑料熔体的塑化情况和管壁厚是否均匀，根据具体情况来调节加热温度和模头间隙。
第四步、定型工艺
塑料熔体从机头模具挤出后，经真空定径冷却，再经冷却水槽完全冷却定型；再使用真空定径时真空度大小0.4MPa，真空度太大容易使管材卡住，太小定径效果不好而且影响外观。
第五步、牵引工艺
在冷却水槽出口位置装有牵引机，调节牵引机的速度保持恒定，使毛细管均匀前进，保持产品的质量。
第六步、切割工艺
根据设定好的长度，一般设置100米，自动切断毛细管。
第七步、卷取
第八步、热处理工艺
用烘箱对PEEK毛细管进行热处理，从而消除内应力，由于毛细管直径小，受热快，热处理过程中需要保证均匀受热，保证其强度、韧性最佳，因此分为四段过程：第一段，温度150℃，升温时间1小时，第二段温度180℃，升温时间1小时，第三段温度210℃，升温时间1.5小时，第四段250℃，升温时间2小时，然后随烘箱冷却至100℃。这样能提高PEEK毛细管的结晶率及均匀性。
本实施例聚醚醚酮细管挤出生产工艺制备的聚醚醚酮细管，其特征在于：其外径为5mm，内径为2mm。
实现本实施例聚醚醚酮细管挤出生产工艺的聚醚醚酮细管挤出生产装置，包括35mm单螺杆挤出机1，牵引机2，挤出机机头和模具3连接处安装多孔板4，并在多孔板前加装2层过滤网5；挤出机机头模具连接定径套6，定径套材质为黄铜；定径套出口有冷却装置7冷却水槽；牵引机采用履带式牵引装置，其驱动系统采用步进电机。
（实施例4）
见图1
第一步、原料干燥
在150℃循环风烘箱内干燥4-5小时，干燥过程中应防止灰尘、杂质混入其中，而导致产品产生黑点等不良缺陷。
第二步、投料工艺
采用投料计量器进行投料，保证在挤出过程中料斗不空，以防止空气进入，导致成品出现氧化以及气泡等现象。不同牌号的料不能混用，防止杂物、杂料进入堵塞下料口。
第三步、挤出工艺
采用35mm单螺杆挤出机，料筒分为三段加热，加料段温度348℃，压缩段372℃，均化段378℃，机头部分温度380℃，毛细管模具温度依次为350℃，345℃，340℃；开机升温至设定温度，保温一段时间，使机器和模具内外温度均匀一致，启动螺杆电机时先慢速运转，慢慢加快转速至所需转速；当塑料熔体从机头挤出时，应先观察塑料熔体的塑化情况和管壁厚是否均匀，根据具体情况来调节加热温度和模头间隙。
第四步、定型工艺
塑料熔体从机头模具挤出后，经真空定径冷却，再经冷却水槽完全冷却定型；再使用真空定径时真空度大小0.4MPa，真空度太大容易使管材卡住，太小定径效果不好而且影响外观。
第五步、牵引工艺
在冷却水槽出口位置装有牵引机，调节牵引机的速度保持恒定，使毛细管均匀前进，保持产品的质量。
第六步、切割工艺
根据设定好的长度，一般设置100米，自动切断毛细管。
第七步、卷取
第八步、热处理工艺
用烘箱对PEEK毛细管进行热处理，从而消除内应力，在250℃下，保温4小时。
本实施例聚醚醚酮细管挤出生产工艺制备的聚醚醚酮细管，其外径为10mm，内径为4mm。
实现本实施例聚醚醚酮细管挤出生产工艺的聚醚醚酮细管挤出生产装置，包括35mm单螺杆挤出机1，牵引机2，挤出机机头和模具3连接处安装多孔板4，并在多孔板前加装3层过滤网5；挤出机机头模具连接定径套6，定径套材质为黄铜；定径套出口有冷却装置7冷却水槽；牵引机采用履带式牵引装置，其驱动系统采用步进电机。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种聚醚醚酮细管挤出生产工艺，包括如下步骤：
(1)将PEEK粒子在150℃-160℃温度下干燥4-5小时；
(2)在挤出机投料处匀速率进料；
(3)在挤出机中熔融挤出，挤出速度为40～50r/min，挤出机料筒内温度如下：
加料段温度345～355℃，压缩段365～375℃，均化段375～385℃，机头部分温度380℃；挤出机机头采用直通式，分三段加热，温度依次为360±10℃，355±10℃，350±10℃；
(4)定型，塑料熔体从机头模具挤出后，经真空定径冷却，再经冷却水槽完全冷却定型；所述真空定径的真空度为0.4MPa；
(5)牵引，在冷却水槽出口位置装有牵引机，调节牵引机的速度为30mm/min保持恒定；
(6)切割、卷曲；
(7)对生产出的聚醚醚酮细管进行热处理工艺加工,热处理工艺分为四段过程：第一段，温度150～170℃，升温时间1～2小时，第二段温度180～200℃，升温时间1～2小时，第三段温度210～230℃，升温时间1.5～3小时，第四段250～280℃，升温时间2～4小时，然后冷却至100℃。
2.根据权利要求1所述的聚醚醚酮细管挤出生产工艺，其特征在于：所述步骤(3)挤出机机头三段加热的温度依次为360℃，355℃，350℃。
3.根据权利要求1所述的聚醚醚酮细管挤出生产工艺，其特征在于：所述步骤(4)，冷却水槽为三段，其各段冷却水温度分别依次设置为80℃，60℃，40℃。
4.一种如权利要求1～3任一所述的聚醚醚酮细管挤出生产工艺制备的聚醚醚酮细管，其特征在于：其外径为1mm～10mm，内径为0.2～4mm。
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