CN105235179A - 一种塑料板材的挤出方法和挤出装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料板材的挤出方法和挤出装置，解决了现有塑料板材在成型时易产生应力白线且厚度受限的问题。该挤出方法是通过多速段变频器控制挤出机，使挤出机在不同的时间段输出不同的速率，在按正常速率挤出一定时间后切换至较低速率挤出一定时间，然后按正常速率继续下一个循环，形成“挤出-冷却-强化冷却-挤出-冷却-强化冷却”的脉冲式挤出，通过脉冲式的挤出可延长塑料板材的冷却时间，释放掉塑料板材中的大部分热量，抑制了应力白线的产生。该挤出装置包括带有多速段变频器的挤出机，挤出机的机头连接一用于成型塑料板材的冷推模，冷推模具有加热区和冷却区，其输出口接入传送带，通过该挤出装置可成型不同厚度的塑料板材。

Description

一种塑料板材的挤出方法和挤出装置

技术领域

本发明涉及塑料板材生产领域，具体涉及一种塑料板材在成型时不产生应力白线且厚度可超过30毫米的塑料板材的挤出方法和挤出装置。

背景技术

传统挤出塑料板的设备主要由挤出机、挤板机头、三辊压光机、牵引机、切割和收取装置组成。其生产流程图如图1所示，挤出机1将呈熔体状的物料输送至机头2，在机头2处预成型然后输送至三辊压光机3中，通过相互配合的三辊进行最终的挤压成型。成型后的塑料板材经过传送带4向下游输送，并经过下游的切边装置5、两辊牵引机6和切割装置7进行处理，得到成本塑料板材8，并堆积到堆料架9上收集。这种生产方式产量高，SJ125的单螺杆挤出机生产PP塑料板材每24小时的产量约为8吨，但由于受三辊压光机3的限制，其生产的板材厚度一般都在30mm以下。想要突破30mm的厚度则三辊压光机3的三道辊的直径会达到约2米，这样大直径的辊无论从机械加工的角度讲还是从以后经济生产的角度讲都是非常不合算的，况且，超过30mm厚度板材的市场需求量相对常规厚度板材的市场需求量要小得多，不适合大生产，然而超厚的塑料板材在某些特定的场合仍有需求。基于此，人们摸索出一种生产方法，索性摒弃三辊压光机，将SJ125的挤出机换成SJ45的小型挤出机，以期用牺牲产量来换取厚度。如人们所愿，此种方式可以制得超厚度的塑料板材。然而，伴随而来的是新的方法又有新的问题产生。由于塑料板材的厚度巨大，其横截面中心部的热量无法得到及时散发，在应力的作用下塑料板材中心部会留下一道带状白线，我们称之为“应力白线”。塑料板材的厚度与应力成正比，厚度越厚白线越明显。超过30mm厚度的塑料板材中心部有肉眼清晰可见白线，白线影响塑料板材的品相，更致命的是白线部位的材料组织结构疏松，为使用留下了隐患。

发明内容

为了解决上述技术存在的缺陷，本发明提供一种塑料板材在成型时不产生应力白线且厚度可超过30毫米的塑料板材的挤出方法和挤出装置。

本发明实现上述技术效果所采用的技术方案是：

一种塑料板材的挤出方法，包括如下步骤：

1)、备置具有多速段变频器的挤出机和连接于挤出机机头的板状的冷推模；

2)、在多速段变频器上设置具有不同挤出速率和对应持续时间的若干速段；

3)、预热冷推模和挤出机到一定温度；

4)、投入粒状的原料至挤出机的料斗中，设定各区段加热温度对原料开始加热；

5)、启动挤出机，使挤出机按照预设于多速段变频器内的速段所规定的挤出速率和持续时间进行脉冲式挤出；

6)、挤出的熔融状物料进入冷推模成型并输出。

上述的一种塑料板材的挤出方法，所述速段包括构成一个循环单元的第一速段、第二速段和第三速段。

上述的一种塑料板材的挤出方法，所述第一速段的挤出速率和持续时间分别为v₁、h₁，所述第二速段的挤出速率和持续时间分别为v₂、h₂，所述第三速段的挤出速率和持续时间分别为v₃、h₃，挤出速率v₂为0或趋近于0。

上述的一种塑料板材的挤出方法，挤出速率v₁与挤出速率v₂之间的公差不大于5r/min。

一种基于上述塑料板材的挤出方法的塑料板材挤出装置，其包括设有多速段变频器的挤出机和连接于所述挤出机的机头的板状冷推模，所述多速段变频器中设有具有不同挤出速率和对应持续时间的若干速段。

上述的一种塑料板材挤出装置，所述冷推模的输出口连接有传送辊，所述传送辊的下游设有对辊牵引机、切割装置和堆料架。

上述的一种塑料板材挤出装置，所述冷推模由上下两块结构相同的模板构成，两块所述模板的侧部设有侧部挡板，所述模板的内端面具有相连通的斗型进料腔和方形成型腔，两块所述模板的斗型进料腔的腔口构成所述冷推模的进料口，两块所述模板的方形成型腔的开口构成所述冷推模的输出口。

上述的一种塑料板材挤出装置，所述模板中设有隔热板，所述隔热板位于所述斗型进料腔和方形成型腔之间并靠近于所述方形成型腔一侧。

上述的一种塑料板材挤出装置，所述模板在对应于所述斗型进料腔的一侧设有若干贯穿所述模板的加热棒。

上述的一种塑料板材挤出装置，所述模板在对应于所述方形成型腔的一侧设有若干贯穿所述模板的冷却水循环管。

本发明的有益效果为：本发明的挤出方法是通过多速段变频器控制挤出机，使挤出机在不同的时间段输出不同的速率，在按正常速率挤出一定时间后切换至较低速率挤出一定时间，然后按正常速率继续下一个循环，形成“挤出-冷却-强化冷却-挤出-冷却-强化冷却”的脉冲式挤出，通过脉冲式的挤出可延长塑料板材的冷却时间，释放掉塑料板材中的大部分热量，抑制了应力白线的产生。同时，应用了板状的冷推模的挤出装置相比传统的三辊压光机，其生产的塑料板材厚度可以超过30mm，且根据实际厚度需求还可换装不同厚度的侧部挡块以调整冷推模的上下两块模板的间距，用于生产不同厚度的塑料板材。

附图说明

图1为传统的应用三辊压光机的挤出设备结构图；

图2为本发明所述挤出装置的结构图；

图3为本发明所述模板的结构图；

图4为本发明所述挤出机的挤出速率坐标图。

图中：1-挤出机、2-机头、3-三辊压光机、4-传送辊、5-切边装置、6-两辊牵引机、7-切割装置、8-成本塑料板材、9-堆料架、10-冷推模、11-对辊牵引机、12-加热棒、13-隔热板、14-冷却水循环管、101-模板、1011-斗型进料腔、1012-方形成型腔、1013-腔口、1014-开口。

具体实施方式

为使对本发明作进一步的了解，下面参照说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

如图2和图4所示，为本发明提出的一种塑料板材的挤出方法和挤出装置，该挤出方法包括如下步骤：

1)备置具有多速段变频器的挤出机1和连接于挤出机1的机头2的板状的冷推模10；

2)在多速段变频器上设置具有不同挤出速率和对应持续时间的若干速段；

3)预热冷推模10和挤出机1到一定温度；

4)投入粒状的原料至挤出机1的料斗中，设定各区段加热温度对原料开始加热，使原料在挤出机1中呈熔融状态；

5)启动挤出机1，使挤出机1按照预设于多速段变频器内的速段所规定的挤出速率和持续时间进行脉冲式挤出；

6)挤出的熔融状物料进入冷推模10成型并输出。

具体的，在上述的一种塑料板材的挤出方法，所述速段包括构成一个循环单元的第一速段、第二速段和第三速段。第一速段的挤出速率和持续时间分别为v₁、h₁，所述第二速段的挤出速率和持续时间分别为v₂、h₂，第三速段的挤出速率和持续时间分别为v₃、h₃，挤出速率v₂为0或趋近于0。挤出速率v₁与挤出速率v₂之间的公差不大于5r/min。具体的，启动挤出机1后，在多速段变频器的指令下挤出机1内的螺杆会以第一速段的挤出速率v₁持续旋转h₁的时长，这里的v₁是挤出机1的正常的挤出速度；然后进入第二速段以挤出速率v₂的速度持续旋转h₂的时长，在这里v₂可以是0或趋近于0，即可以视作为螺杆是静止的或以极低的速度旋转。持续时间h₂的值与塑料板材的厚度和成正比，塑料板材越厚，持续时间h₂的值取的越大；然后进入第三速段以挤出速率v₃的速度持续旋转h₃的时长，在这里通常设置成v₃＝v₁，h₃＝h₁，在本发明的优选实施例中，各项参数设置为v₁＝24.1r/min，h₁＝3min；v₂＝5r/min，h₂＝1min；v₃＝24.1r/min，h₃＝3min。通常情况下，在现有技术中，塑料板材的挤出都是以一个恒定的速度v恒量的挤出，初成型的塑料板材中心部的热量无法有效释放，而采用这种多速段挤出时在第二速段由于挤出速率v₂是0或极低值，没有新的物料喂入也就没有新的热量产生，在第一速段时成型好的塑料板材在冷推模10里停留的时间为t₂，即停留的时间为h₁+h₂，而h₁+h₂>h₁，也就是说初成型的塑料板材的冷却的时间得到加长，这样可以释放掉大部分的热量，从而抑制了“应力白线”的产生。然后第三速段切入，又开始正常的挤出，至此完成一个挤出周期。形成“挤出-冷却-强化冷却-挤出-冷却-强化冷却”的脉冲式挤出，即本发明所述的脉冲式挤出法。

另外，基于本发明所述挤出方法的挤出装置，其包括设有多速段变频器的挤出机1和连接于挤出机1的机头2的板状冷推模10。多速段变频器中设有具有不同挤出速率和对应持续时间的若干速段。冷推模10的输出口连接有传送辊4，传送辊4的下游设有对辊牵引机11、切割装置7和堆料架9，从冷推模10的输出口成型出来的塑料板材在对辊牵引机11的牵引下沿传送辊4向下游移动，然后经切割装置7进行切割为成品塑料板材8，然后堆积在堆料架9上。

具体的，在本发明的优选实施例中，冷推模10由上下两块结构相同的模板101构成，两块模板101的侧部设有侧部挡板(图中未示出)，两块模板101以及侧部挡板通过螺栓进行固定。模板101的内端面具有相连通的斗型进料腔1011和方形成型腔1012，两块模板101的斗型进料腔1011的腔口1013构成冷推模10的进料口，两块模板101的方形成型腔1012的开口1014构成冷推模10的输出口。模板101在对应于斗型进料腔1011和方形成型腔1012所在的区域分别为加热区和冷却区，即模板101在对应于斗型进料腔1011的一侧设有若干贯穿模板101的加热棒12，模板101在对应于方形成型腔1012的一侧设有若干贯穿模板101的冷却水循环管14。为防止加热区的热量转移至冷却区，模板101中设有隔热板13，该隔热板13位于斗型进料腔1011和方形成型腔1012之间，并靠近于方形成型腔1012的一侧。进入斗型进料腔1011的熔融状物料在后续进入的物料压力下向前进入方形成型腔1012中铺开，然后在冷却区中冷却水循环管14的冷却作用下形成初步定型的塑料板材，最后经冷推模10的输出口输出至传送带4上。

综上所述，本发明的挤出方法是通过多速段变频器控制挤出机，使挤出机在不同的时间段输出不同的速率，在按正常速率挤出一定时间后切换至较低速率挤出一定时间，然后按正常速率继续下一个循环，形成“挤出-冷却-强化冷却-挤出-冷却-强化冷却”的脉冲式挤出，通过脉冲式的挤出可延长塑料板材的冷却时间，释放掉塑料板材中的大部分热量，抑制了应力白线的产生。同时，应用了板状的冷推模的挤出装置相比传统的三辊压光机，其生产的塑料板材厚度可以超过30mm，且根据实际厚度需求还可换装不同厚度的侧部挡块以调整冷推模的上下两块模板的间距，用于生产不同厚度的塑料板材。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种塑料板材的挤出方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、备置具有多速段变频器的挤出机和连接于挤出机机头的板状的冷推模；

2)、在多速段变频器上设置具有不同挤出速率和对应持续时间的若干速段；

3)、预热冷推模和挤出机到一定温度；

4)、投入粒状的原料至挤出机的料斗中，设定各区段加热温度对原料开始加热；

5)、启动挤出机，使挤出机按照预设于多速段变频器内的速段所规定的挤出速率和持续时间进行脉冲式挤出；

6)、挤出的熔融状物料进入冷推模成型并输出。

2.根据权利要求1所述的一种塑料板材的挤出方法，其特征在于，所述速段包括构成一个循环单元的第一速段、第二速段和第三速段。

3.根据权利要求2所述的一种塑料板材的挤出方法，其特征在于，所述第一速段的挤出速率和持续时间分别为v₁、h₁，所述第二速段的挤出速率和持续时间分别为v₂、h₂，所述第三速段的挤出速率和持续时间分别为v₃、h₃，挤出速率v₂为0或趋近于0。

4.根据权利要求3所述的一种塑料板材的挤出方法，其特征在于，挤出速率v₁与挤出速率v₂之间的公差不大于5r/min。

5.一种基于权利要求1至权利要求4任一项所述的塑料板材挤出装置，其特征在于，包括设有多速段变频器的挤出机和连接于所述挤出机的机头的板状冷推模，所述多速段变频器中设有具有不同挤出速率和对应持续时间的若干速段。

6.根据权利要求5所述的一种塑料板材挤出装置，其特征在于，所述冷推模的输出口连接有传送辊，所述传送辊的下游设有对辊牵引机、切割装置和堆料架。

7.根据权利要求6所述的一种塑料板材挤出装置，其特征在于，所述冷推模由上下两块结构相同的模板构成，两块所述模板的侧部设有侧部挡板，所述模板的内端面具有相连通的斗型进料腔和方形成型腔，两块所述模板的斗型进料腔的腔口构成所述冷推模的进料口，两块所述模板的方形成型腔的开口构成所述冷推模的输出口。

8.根据权利要求7所述的一种塑料板材挤出装置，其特征在于，所述模板中设有隔热板，所述隔热板位于所述斗型进料腔和方形成型腔之间并靠近于所述方形成型腔一侧。

9.根据权利要求8所述的一种塑料板材挤出装置，其特征在于，所述模板在对应于所述斗型进料腔的一侧设有若干贯穿所述模板的加热棒。

10.根据权利要求9所述的一种塑料板材挤出装置，其特征在于，所述模板在对应于所述方形成型腔的一侧设有若干贯穿所述模板的冷却水循环管。