CN109551776A - 聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，包括聚烯烃内管挤出机、真空定径箱、喷淋冷却箱、鼓风干燥机、第一牵引机、等离子处理器、发泡定型装置、包覆挤出机和第二牵引机；所述发泡定型装置包括发泡定型模具、聚氨酯高压发泡机和模温机。本发明还公开了聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺。本发明与现有“二步法”相比，管材长度可定制，提高生产效率，保证产品质量。与现有“一步法”相比，内管与聚氨酯保温层粘结力提高，轴向剪切强度满足标准要求，产品质量稳定可靠；聚氨酯保温层和外护层直接接触，保证粘结力；上下游各设置一台牵引机，两台牵引机差速牵引，保证内管平直和对中。

Description

聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备及工艺
技术领域
本发明涉及聚烯烃聚氨酯保温复合管成型技术领域，特别是涉及聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备及工艺。
背景技术
聚烯烃聚氨酯保温复合管被广泛应用在集中供热的二次管网及温泉水的输送，工作管具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长、安装方便等优点。目前，聚氨酯保温管的生产工艺有“一步法”和“二步法”。“二步法”指的是将工作管穿入外护管中一根一根的进行聚氨酯保温，效率低，发泡不均匀，且在穿管过程中容易对工作管造成损伤。“一步法”指的是能够实现聚氨酯的连续发泡，无需穿管，生产效率大大提高，减少人工因素。但现阶段的“一步法”主要有以下几个问题：1、工作管和聚氨酯保温层的粘结力不够，轴向剪切强度达不到标准要求；2、聚氨酯保温层和外护管之间通常采用一层塑料薄膜，聚氨酯保温层和外护管之间没有粘结力；3、多采用盘管放卷的型式，不能保证工作管平直，更不能保证工作管对中；4、发泡设备不稳定，经常出现同一批次发泡效果不一致的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备及工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，包括从左到右依次设置的聚烯烃内管挤出机、真空定径箱、喷淋冷却箱、鼓风干燥机、第一牵引机、等离子处理器、发泡定型装置、包覆挤出机和第二牵引机；所述发泡定型装置包括发泡定型模具、聚氨酯高压发泡机和模温机；所述模温机与聚氨酯高压发泡机相连接，所述聚氨酯高压发泡机上设有高压混合枪头，所述高压混合枪头与发泡定型模具相连接。
所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，所述第二牵引机的右侧设置有切割机。
所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，所述切割机的右侧设置有翻料台。
所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，所述第二牵引机与切割机之间设置有红外线测厚仪。
所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，所述发泡定型模具的内部涂有四氟乙烯涂层。
聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，包括以下步骤：
1）将聚烯烃原料加入到聚烯烃内管挤出机，聚烯烃内管挤出机挤出内管，内管通过前后两台牵引机向下游牵引，第一牵引机的牵引速度为S，第二牵引机的牵引速度为S+0.05m/min，保证内管处于拉直状态；
2）将内管先后经过真空定径箱定径、喷淋冷却箱冷却和鼓风干燥机干燥；
3）将内管经过等离子处理器等离子处理，使内管外表面从非极性变为极性，增强内管与聚氨酯的粘结力；
4）调整模温机至设定温度，将聚氨酯的A料和B料通过高压混合枪头混合注入发泡定型模具的浇注模头，将内管经过发泡定型模具，继而形成保温层；
5）将内管经过包覆挤出机，使已经发泡好的内管外层包覆上保护层，即形成聚烯烃聚氨酯保温复合管。
所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，将聚烯烃聚氨酯保温复合管经过红外线测厚仪测量，测量保温层的壁厚偏差，保证内管的对中。
所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，将聚烯烃聚氨酯保温复合管经过切割机切割、翻料台翻料后形成直管或盘管的保温管成品。
所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，所述A料为组合聚醚，所述B料为异氰酸酯和多元醇，所述A料与B料的混合质量比1:1.1-1:1.5。
所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，所述保护层的材质为HDPE或PVC。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明与现有“二步法”相比，管材长度可定制，提高生产效率，保证产品质量，聚氨酯发泡均匀，减少人工，降低成本，保证交期。与现有“一步法”相比，内管与聚氨酯保温层粘结力提高，轴向剪切强度满足标准要求，产品质量稳定可靠；聚氨酯保温层和外护层直接接触，保证粘结力；上下游各设置一台牵引机，两台牵引机差速牵引，保证内管平直和对中。本发明的成型设备工作稳定，保证同一批次发泡效果一致。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-聚烯烃内管挤出机，2-内管，3-真空定径箱，4-喷淋冷却箱，5-鼓风干燥机，6-第一牵引机，7-等离子处理器，8-高压混合枪头，9-聚氨酯高压发泡机，10-模温机，11-发泡定型模具，12-包覆挤出机，13-聚烯烃聚氨酯保温复合管，14-第二牵引机，15-红外线测厚仪，16-切割机，17-翻料台。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
如图1所示，本发明的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，包括从左到右依次设置的聚烯烃内管挤出机1、真空定径箱3、喷淋箱4、鼓风干燥机5、第一牵引机6、等离子处理器7、发泡定型装置、包覆挤出机12、第二牵引机14、红外线测厚仪15、切割机16和翻料台17；所述发泡定型装置包括发泡定型模具11、聚氨酯高压发泡机9和模温机10；所述模温机10与聚氨酯高压发泡机9相连接，所述聚氨酯高压发泡机9上设有高压混合枪头8，所述高压混合枪头8与发泡定型模具11相连接。
本发明的成型设备适用于外径为25mm-315mm的聚烯烃内管2。
鼓风干燥机5的作用是去除聚烯烃内管2外表面的水分，以便进行外表面等离子处理。
等离子处理器7的作用为处理聚烯烃内管2外表面，将聚烯烃内管2外表面从非极性变为极性，增强聚烯烃内管2和聚氨酯的粘结力。
聚氨酯原料采用全水体系发泡，安全环保。聚氨酯高压发泡机9的作用是将A料（组合聚醚）、B料（异氰酸酯和多元醇），按照不同管材规格，调整各组分比例，A料：B料=1:1.1-1:1.5（质量比），通过高压混合枪头8注入发泡定型模具11中。
模温机10的作用是控制聚氨酯中异氰酸酯和多元醇的温度，保证两个组分在高压混合枪头8中的混合状态一直不变，保证聚氨酯发泡的稳定性。
发泡定型模具11的作用是为聚氨酯发泡提供一个腔体，保证聚氨酯发泡厚度的均匀性；且保证聚氨酯发泡和发泡定型模具11不粘结，发泡定型模具11的内部涂有四氟乙烯图层，保证聚氨酯不粘结。
通过前后两台牵引机（第一牵引机6和第二牵引机14）的牵引速度差（第二牵引机14的牵引速度大于第一牵引机6的牵引速度），保证内管2在发泡定型模具11中处于居中平直状态。
包覆挤出机12的作用是在聚氨酯发泡的外层（即保温层）包覆外护层，外护层的材质为HDPE或PVC，由于外护层和聚氨酯直接接触，保证粘结力。
红外线测厚仪15的作用为测量发泡层（即保温层）的壁厚偏差，保证内管2的对中。
实施例2
聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，包括以下步骤：
1）将聚烯烃原料加入到聚烯烃内管挤出机1，聚烯烃内管挤出机1挤出内管2，内管2通过前后两台牵引机向下游牵引，第一牵引机6的牵引速度为S，第二牵引机14的牵引速度为S+0.05m/min，保证内管2处于拉直状态；
2）将内管2先后经过真空定径箱3定径、喷淋冷却箱4冷却和鼓风干燥机5干燥；
3）将内管2经过等离子处理器7等离子处理，使内管2外表面从非极性变为极性，增强内管2与聚氨酯的粘结力；
4）调整模温机10至设定温度，将聚氨酯的A料（组合聚醚）和B料（异氰酸酯和多元醇）通过高压混合枪头8混合注入发泡定型模具11的浇注模头，将内管2经过发泡定型模具11，继而形成保温层；
5）将内管2经过包覆挤出机12，使已经发泡好的内管2外层包覆上一层保护层，即形成聚烯烃聚氨酯保温复合管13。
6）将聚烯烃聚氨酯保温复合管13经过红外线测厚仪15测量，测量保温层的壁厚偏差，保证内管2的对中。
7）将聚烯烃聚氨酯保温复合管13经过切割机16切割、翻料台17翻料后形成直管或盘管的保温管成品。
实施例3
生产内管2外径为dn32的管材，内管2生产速度为10-12m/min，聚烯烃内管挤出机1的挤出量为2.78-3.34kg/min。内管2经过真空定径箱3、喷淋冷却箱4、鼓风干燥机5和第一牵引器6到达等离子处理器7，经过等离子处理器7处理，内管2外表面极性增强，进入发泡定型模具11，模温机10温度调整到23℃，调整下游第二牵引机14的牵引速度为10.05-12.05m/min，保证内管2处于拉直状态，然后把聚氨酯A料（组合聚醚）和B料（异氰酸酯和多元醇）通过高压混合枪头8混合注入发泡定型模具11的浇注模头，内管2进入发泡定型模具11的定型模块形成30mm的保温层，聚氨酯泡沫的浇注量为42-45g/s， A、B料的混合比例为1：1.2（质量比）。之后进入包覆挤出机12，在已经发泡好的内管2外层包覆上一层保护层。保护层厚度为2.1-2.3mm。经红外线测厚仪15测量，切割机16、翻料台17翻料切割后形成直管或盘管的保温管成品。
实施例4
生产内管2外径为dn63的管材，内管2生产速度为4.5-5m/min，聚烯烃内管挤出机1的挤出量为4.63-5.14kg/min。内管2经过真空定径箱3、喷淋冷却箱4、鼓风干燥机5和第一牵引器6到达等离子处理器7，经过等离子处理器7处理，内管2外表面极性增强，进入发泡定型模具11，模温机10温度调整到23℃，调整下游第二牵引机14的牵引速度为4.55-5.05m/min，保证内管2处于拉直状态，然后把聚氨酯A料（组合聚醚）和B料（异氰酸酯和多元醇）通过高压混合枪头8混合注入发泡定型模具11的浇注模头，内管2进入发泡定型模具11的定型模块形成30mm的保温层，聚氨酯泡沫的浇注量为33-35g/s， A、B料的混合比例为1：1.35（质量比）。之后进入包覆挤出机12，在已经发泡好的内管2外层包覆上一层保护层。保护层厚度为3-3.5mm。经红外线测厚仪15测量，切割机16切割、翻料台17翻料后形成直管或盘管的保温管成品。
实施例5
生产内管2外径为dn160的管材，内管2生产速度为2.5-3m/min，内管基础机的挤出量为16.25-19.5kg/min。内管2经过真空定径箱3、喷淋冷却箱4、鼓风干燥机5和第一牵引器6到达等离子处理器7，经过等离子处理器7处理，内管2外表面极性增强，进入发泡定型模具11，模温机10温度调整到23℃，调整下游第二牵引机14的牵引速度为2.55-3.05m/min，保证内管2处于拉直状态，然后把聚氨酯A料（组合聚醚）和B料（异氰酸酯和多元醇）通过高压混合枪头8混合注入发泡定型模具11的浇注模头，内管2进入发泡定型模具11的定型模块形成45mm的保温层，聚氨酯泡沫的浇注量为41-49g/s， A、B料的混合比例为1：1.35（质量比）。之后进入包覆挤出机12，在已经发泡好的内管2外层包覆上一层保护层。保护层厚度为3-3.5mm。经红外线测厚仪15测量，切割机16切割、翻料台17翻料后形成直管或盘管的保温管成品。

Claims (10)

1.聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，其特征在于，包括从左到右依次设置的聚烯烃内管挤出机（1）、真空定径箱（3）、喷淋冷却箱（4）、鼓风干燥机（5）、第一牵引机（6）、等离子处理器（7）、发泡定型装置、包覆挤出机（12）和第二牵引机（14）；所述发泡定型装置包括发泡定型模具（11）、聚氨酯高压发泡机（9）和模温机（10）；所述模温机（10）与聚氨酯高压发泡机（9）相连接，所述聚氨酯高压发泡机（9）上设有高压混合枪头（8），所述高压混合枪头（8）与发泡定型模具（11）相连接。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，其特征在于，所述第二牵引机（14）的右侧设置有切割机（16）。
3.根据权利要求2所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，其特征在于，所述切割机（16）的右侧设置有翻料台（17）。
4.根据权利要求2所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，其特征在于，所述第二牵引机（14）与切割机（16）之间设置有红外线测厚仪（15）。
5.根据权利要求1所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备，其特征在于，所述发泡定型模具（11）的内部涂有四氟乙烯涂层。
6.根据权利要求1至5任一所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型设备的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）将聚烯烃原料加入到聚烯烃内管挤出机（1），聚烯烃内管挤出机（1）挤出内管（2），内管（2）通过前后两台牵引机向下游牵引，第一牵引机（6）的牵引速度为S，第二牵引机（14）的牵引速度为S+0.05m/min，保证内管（2）处于拉直状态；
2）将内管（2）先后经过真空定径箱（3）定径、喷淋冷却箱（4）冷却和鼓风干燥机（5）干燥；
3）将内管（2）经过等离子处理器（7）等离子处理，使内管（2）外表面从非极性变为极性，增强内管（2）与聚氨酯的粘结力；
4）调整模温机（10）至设定温度，将聚氨酯的A料和B料通过高压混合枪头（8）混合注入发泡定型模具（11）的浇注模头，将内管（2）经过发泡定型模具（11），继而形成保温层；
5）将内管（2）经过包覆挤出机（12），使已经发泡好的内管（2）外层包覆上保护层，即形成聚烯烃聚氨酯保温复合管（13）。
7.根据权利要求6所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，其特征在于，将聚烯烃聚氨酯保温复合管（13）经过红外线测厚仪（15）测量，测量保温层的壁厚偏差，保证内管（2）的对中。
8.根据权利要求6所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，其特征在于，将聚烯烃聚氨酯保温复合管（13）经过切割机（16）切割、翻料台（17）翻料后形成直管或盘管的保温管成品。
9.根据权利要求6所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，其特征在于，所述A料为组合聚醚，所述B料为异氰酸酯和多元醇，所述A料与B料的混合质量比1:1.1-1:1.5。
10.根据权利要求6所述的聚烯烃聚氨酯保温复合管一步法成型工艺，其特征在于，所述保护层的材质为HDPE或PVC。
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