CN113715304A - 一种光伏配套用pvc塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料制备技术领域,具体为一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,包括以下步骤步骤1:按照重量份,将100份PVC树脂、3~5份稳定剂、0.5~1份润滑剂、5~10份增韧剂、20~80份增强剂加入至搅拌缸中进行混合搅拌;步骤2:将搅拌后的物料送入至挤出机中的进料仓中,经过挤出机加热塑化挤出;步骤3:经过挤出机塑化后,物料变成熔融状,进入平板模,形成热片材;步骤4:热片材进入成型模具,进行压制成型以形成屋面瓦。本发明生产工序简单、有序,可持续性进行生产,提高了生产效率;且生产出来的屋面瓦结构强度较高,质量较好。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料制备技术领域,具体为一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法。
背景技术
随着科技的不断发展,人们对屋面瓦的材质要求越来越多样化;屋面瓦按其材料分类主要有有粘土瓦、陶土瓦、陶瓷瓦、水泥瓦、琉璃瓦、玻璃瓦、彩色聚氯乙烯瓦、彩钢瓦、彩石瓦、沥青瓦、树脂瓦等等。现有的屋面瓦,其结构强度较低、但内部结构复杂,因此造成生产工序繁杂,且生产过程为间断性生产、工作效率低。
发明内容
本发明的目的在于提出一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,旨在解决现有技术中生产工序繁杂、工作效率低的技术问题。
为实现上述目的,本发明提出一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,包括以下步骤:
步骤1:按照重量份,将100份PVC树脂、3~5份稳定剂、0.5~1份润滑剂、5~10份增韧剂、20~80份增强剂加入至搅拌缸中进行混合搅拌;
步骤2:将搅拌后的物料送入至挤出机中的进料仓中,经过挤出机加热塑化挤出;
步骤3:经过挤出机塑化后,物料变成熔融状,进入平板模,形成热片材;
步骤4:热片材进入成型模具,进行压制成型以形成屋面瓦。
生产工序简单、有序,可持续性进行生产,提高了生产效率;且生产出来的屋面瓦结构强度较高,质量较好。
优选地,步骤1和步骤2之间还包括步骤1-2:将搅拌后的物料排入料斗中进行储存,需要成型屋面瓦时再将料斗中的物料送入至挤出机中的进料仓中。设置料斗可用于储存搅拌混合后的物料,使搅拌缸可持续性搅拌物料以提供足够的成型屋面瓦的物料;另一方面,料斗中储存足量的物料,可保证挤出机持续性工作,保证生产过程不间断进行,提高生产效率,减少设备在关闭、启动过程中产生的物料损耗。
优选地,步骤4之后还包括:
步骤5:屋面瓦成型后进入自然冷却区进行冷却定型,冷却时间为20S~60S,冷却后的温度为30℃~40℃;
步骤6:冷却定型后的屋面瓦进入牵引装置,且在牵引装置的驱动下按照2~4m/min进行前进,在前进过程中修边定长切断装置对屋面瓦进行定长切断。
采用自然冷却,可使经成型模具挤压成型后的屋面瓦冷却定型,保证结构强度,避免在后续输送、修边、裁剪过程中变形;采用自然冷却,省去了冷却成本;冷却定型后的屋面瓦在牵引装置和修边定长切断装置的作用下不断向外输出并裁剪成所需长度的屋面瓦产品,生产过程更加自动化,生产效率更高。
优选地,步骤1中,稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂酸铅、复合铅盐稳定剂、钙锌稳定剂中的至少一种;润滑剂为石蜡、PE蜡、硬脂酸、二盐基硬脂酸铅中的至少一种;增韧剂为氯化聚乙烯、ACR树脂、MBS树脂中的至少一种;增强剂为碳酸钙粉体平均粒径为0.02μm<d≤0.1μm的碳酸钙。
优选地,步骤1中,按照重量份,还包括往搅拌缸中加入1~5份其他助剂,其他助剂为ACR树脂、钛白粉、紫外线吸收剂、重质碳酸钙、炭黑、颜料粉末中的至少一种。
优选地,步骤1中,先将PVC树脂加入至搅拌缸中,然后加热并按照200~250转/min进行搅拌;在温度达到60℃前加入稳定剂、润滑剂、增韧剂、增强剂和其他助剂,加入后,按照251~300转/min持续搅拌,并在7min内加热至120℃;所加的物料的体积≤搅拌缸体积的三分之二。先对PVC树脂粉料进行加热、搅拌,可使其快速、均匀地升温;加入其它物料后,加快搅拌速度并不断升温,可使物料混合更加均匀、快速,达到将混合工艺要求;物料的总体积不超过搅拌缸体积的三分之二,保证搅拌缸可按照特定搅拌速度对物料进行搅拌,且搅拌效果更好,物料混合更加均匀。
优选地,步骤2中,按照物料的输送方向,挤出机分为温控前段、温控中段和温控后段;长度比例为温控前段:温控中段:温控后段=1:2:1.5;温控前段的温度为180℃~200℃,温控中段的温度为190℃~220℃,温控后段的温度为160℃~180℃;挤出机的挤出速度为2~4m/min。
优选地,成型模具包括:
上模模组,其包括沿屋面瓦成型时的输送方向依次设置的一号上模和二号上模,所述一号上模的下端开设有向上凹陷的榫卯暗扣瓦波初步成型槽,所述二号上模用于对屋面瓦上的榫卯暗扣瓦波进一步成型;
下模,其上端面设有向上凸起、且用于成型所述榫卯暗扣瓦波的榫卯暗扣瓦波成型块,所述下模位于所述上模模组的正下方、且所述榫卯暗扣瓦波初步成型槽与所述榫卯暗扣瓦波成型块相对应。
该成型模具可适用于生产有些开口部分尺寸较小、内部较大,且形状较为复杂的榫卯暗扣瓦波;根据所需成型的榫卯暗扣瓦波成型槽可灵活设置二号上模的具体形状结构。
优选地,所述二号上模包括支撑杆、左模具模组和右模具模组,所述左模具模组和所述右模具模组可滑动地设置在所述支撑杆上;沿屋面瓦成型时的输送方向,所述左模具模组和所述右模具模组分别位于所述榫卯暗扣瓦波成型块的两侧;
所述左模具模组包括左套筒、左连接杆和左模具模块,所述左套筒可滑动地套设在所述支撑杆上,所述左连接杆的上端与所述左套筒连接、下端与所述左模具模块连接;所述右模具模组包括右套筒、右连接杆和右模具模块,所述右套筒可滑动地套设在所述支撑杆上,所述右连接杆的上端与所述右套筒连接、下端与所述右模具模块连接。
二号上模如此设置,可灵活设置左模具模组和右模具模组的形状结构,且可灵活控制左模具模组和右模具模组,使榫卯暗扣瓦波的形状、结构、尺寸可灵活多变,适用范围更广。
优选地,所述左模具模块在靠近所述右模具模组的一侧设有左凸起部;所述右模具模块在靠近所述左模具模组的一侧设有右凸起部;或者,
所述上模模组还包括三号上模,所述三号上模的下端面开设有向上凹陷的通槽,所述左模具模块和所述右模具模块位于所述通槽内;所述左模具模块在靠近所述右模具模块的一侧开设有左缺口,所述右模具模块在靠近所述左模具模块的一侧开设有右缺口,所述左缺口和所述右缺口的形状分别与所述榫卯暗扣瓦波两侧的形状相适配。
优选地,所述下模的上端面设有向上凸起的支撑瓦波成型块,所述一号上模的下端开设有向上凹陷的支撑瓦波成型腔,所述支撑瓦波成型块和所述支撑瓦波成型腔相互配合以对屋面瓦上的支撑瓦波进行成型。整套成型模具灵活多变,实用性更强。
本发明一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,至少具有以下有益效果:生产工序简单、有序,持续性进行生产,提高了生产效率;且生产出来的屋面瓦结构强度较高。另一方面,所采用的成型模具可生产有些开口部分尺寸较小、内部较大,且形状复杂的榫卯暗扣瓦波。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明成型方法的步骤流程示意图;
图2为本发明成型方法所使用的成型系统结构示意图;
图3为本发明上模模组形式一的成型模具的结构示意图;
图4为图3中A部分的局部放大示意图;
图5为图3中B部分的局部放大示意图;
图6为图3中C部分的局部放大示意图;
图7为本发明上模模组形式一的二号上模的结构示意图;
图8为本发明上模模组形式一的成型模具成型屋面瓦时的结构示意图;
图9为本发明上模模组形式二的结构示意图;
图10为本发明上模模组形式二的爆炸结构示意图;
图11为本发明上模模组形式二的二号上模的结构示意图;
图12为本发明上模模组形式的二成型模具成型屋面瓦时的结构示意图;
图13为本发明可生产出的屋面瓦的结构示意图。
附图中:1-配方材料储存罐、2-搅拌缸、2-料斗、4-泵体、5-挤出机、51-进料仓、6-平板模、7-成型模具、8-自然冷却区、9-牵引装置、10-修边定长切断装置、11-屋面瓦、111-榫卯暗扣瓦波、112-支撑瓦波、
71-上模模组、711-一号上模、7111-榫卯暗扣瓦波初步成型槽、7112-支撑瓦波成型腔、712-二号上模、7121-支撑杆、7122-左模具模组、71221-左套筒、71222-左连接杆、71223-左模具模块、712231-左凸起部、712232-左缺口、7123-右模具模组、71231-右套筒、71232-右连接杆、71233-右模具模块、712331-右凸起部、712332-右缺口、713-三号上模、7131-通槽、72-下模、721-榫卯暗扣瓦波成型块、722-支撑瓦波成型块、723-网格槽、724-抽真空孔、725-抽真空口。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1至图13所示,一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦11成型方法,包括以下步骤:
步骤1:按照重量份,将100份PVC树脂、3~5份稳定剂、0.5~1份润滑剂、5~10份增韧剂、20~80份增强剂加入至搅拌缸2中进行混合搅拌;
步骤2:将搅拌后的物料送入至挤出机5中的进料仓51中,经过挤出机5加热塑化挤出;
步骤3:经过挤出机5塑化后,物料变成熔融状,进入平板模6,形成热片材;
步骤4:热片材进入成型模具7,进行压制成型以形成屋面瓦。
PVC树脂,即聚氯乙烯树脂,其作用是作为屋面瓦11的基体树脂;稳定剂是指保持高聚物塑料、橡胶、合成纤维等稳定,防止其分解、老化的试剂,具体为用作聚氯乙烯的稳定剂;润滑剂主要在材料混合过程中起润滑作用;增韧剂主要作用是增加成型后的屋面瓦11的韧性;增强剂主要作用是提高屋面瓦11的硬度和刚性,提高尺寸的稳定性。混合搅拌后的物料输送至挤出机5的进料仓51中,挤出机5对物料进行加热塑化,使物料变成熔融状态,物料在熔融状态时的温度为150~200℃;然后进入平板模6,使物料形成热片材;热片材进入成型模具7,成型模具7对热片材进行挤压成型,最终形成带有特定瓦波形状的屋面瓦11。生产工序简单、有序,可持续性进行生产,提高了生产效率;且生产出来的屋面瓦11结构强度较高,质量较好。
进一步地,步骤1和步骤2之间还包括步骤1-2:将搅拌后的物料排入料斗2中进行储存,需要成型屋面瓦11时再将料斗2中的物料送入至挤出机5中的进料仓51中。
具体地,经搅拌缸2搅拌混合后的物料排放至料斗2中储存,需要成型屋面瓦11时,再通过管道将物料从料斗2中排放至进料仓51中;其中,料斗2与进料仓51之间的管道上设有泵体4,以提供将物料从料斗2输送至进料仓51的动力。设置料斗2可用于储存搅拌混合后的物料,使搅拌缸2可持续性搅拌物料以提供足够的成型屋面瓦11的物料;另一方面,料斗2中储存足量的物料,可保证挤出机5持续性工作,保证生产过程不间断进行,提高生产效率,减少设备在关闭、启动过程中产生的物料损耗。
进一步地,步骤4之后还包括:
步骤5:屋面瓦11成型后进入自然冷却区8进行冷却定型,冷却时间为20S~60S,冷却后的温度为30℃~40℃;
步骤6:冷却定型后的屋面瓦11进入牵引装置9,且在牵引装置9的驱动下按照2~4m/min进行前进,在前进过程中修边定长切断装置10对屋面瓦11进行定长切断。
屋面瓦11进成型模具7挤压成型后,还保持较高温度,较为柔软;因此需经过自然冷却,通过20S~60S的自然冷却,屋面瓦11的温度可冷却至30℃~40℃,甚至更低;具体温度主要取决于自然冷却区8的环境温度。冷却定型后,牵引装置9将屋面瓦11按照2~4m/min的速度(该速度等于或略快于挤出机5的挤出速度)进行输送,在输送过程中通过修边定长切断装置10将屋面瓦11根据所需长度进行切断,并对边缘部分进行修正。采用自然冷却,可使经成型模具7挤压成型后的屋面瓦11冷却定型,保证结构强度,避免在后续输送、修边、裁剪过程中变形;采用自然冷却,省去了冷却成本;冷却定型后的屋面瓦11在牵引装置9和修边定长切断装置10的作用下不断向外输出并裁剪成所需长度的屋面瓦11产品,生产过程更加自动化,生产效率更高。
进一步地,步骤1中,稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂酸铅、复合铅盐稳定剂、钙锌稳定剂中的至少一种;润滑剂为石蜡、PE蜡、硬脂酸、二盐基硬脂酸铅中的至少一种;增韧剂为氯化聚乙烯、ACR树脂、MBS树脂中的至少一种;增强剂为碳酸钙粉体平均粒径为0.02μm<d≤0.1μm的碳酸钙。
三盐基硫酸铅为白色或微黄色粉末,对聚氯乙烯(PVC)有稳定作用,可用作聚氯乙烯的热稳定剂。二盐基硬脂酸铅为白色粉末,可用作聚氯乙烯的稳定剂。复合铅盐稳定剂采用了共生反应技术将三盐、二盐和金属皂在反应体系内以初生态的晶粒尺寸和各种润滑剂进行混合,以保证热稳定剂在PVC体系中的充分分散,同时由于与润滑剂共熔融形成颗粒状,也避免了因铅粉尘造成的中毒;复合铅盐稳定剂包容了加工所需要的热稳定剂组份和润滑剂组份;复合铅盐稳定剂的各种组份在其生产过程中可得到充分混合,大幅度改善了与树脂混合分散的均匀性;配方混合时,简化了计量次数,减少了计量差错的概率及由此所带来的损失。本技术方案采用的钙锌稳定剂为固体钙锌稳定剂,钙锌稳定剂可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂,而且具有相当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力;在PVC树脂制品中,加工性能好,热稳定作用相当于铅盐类稳定剂,是一种良好的无毒稳定剂。可作为稳定剂的物质有多种,可根据生产需求选择合适的稳定剂。
石蜡可提高橡胶、树脂抗老化性和增加柔韧性。PE蜡,即聚乙烯蜡,作为润滑剂,其化学性质稳定、电性能良好,对于PVC和其它的外部润滑剂相比,聚乙烯蜡具有更强的内部润滑作用。硬脂酸为白色蜡状透明固体或微黄色蜡状固体,可分散成粉末,在塑料工业科用作润滑剂、稳定剂。二盐基硬脂酸铅为白色粉末,是聚氯乙烯最早使用的稳定剂。外润滑剂能在加工时增加塑料表面的润滑性,减少塑料与金属表面的黏附力,使其受到机械的剪切力降至最少,从而达到在不损害塑料性能的情况下最容易加工成型的目的;内润滑剂则可以减少聚合物的内摩擦,增加塑料的熔融速率和熔体变形性,降低熔体黏度及改善塑化性能。根据生产需求选择合适的润滑剂,且在生产过程中,可先在搅拌缸2内加入内润滑剂,搅拌有单时间后再加入外润滑剂。
氯化聚乙烯为饱和高分子材料,外观为白色粉末,韧性良好(在-30℃仍有柔韧性),与其它高分子材料具有良好的相容性,是PVC塑料优良的抗冲击改性剂。ACR树脂是一种较新且发展较快的聚氯乙烯改性剂,具有优良的耐候性,极高的冲击改性效果和良好的加工流动性,颜色稳定性和耐热性也很突出;适用于作PVC改性剂。MBS树脂,即MBS助剂,是PVC最主要的抗冲改性剂之一,既可以在增韧的同时,最大限度保持PVC的透明性,同时与其它抗冲改性剂相比,在同等加入量情况下,还可以更大幅度地提升制品的韧性。增强剂具体为表面活化处理的超细碳酸钙,碳酸钙粉体平均粒径0.02μm<d≤0.1μm的碳酸钙为超细碳酸钙。
进一步地,步骤1中,按照重量份,还包括往搅拌缸2中加入1~5份其他助剂,其他助剂为ACR树脂、钛白粉、紫外线吸收剂、重质碳酸钙、炭黑、颜料粉末中的至少一种。
ACR树脂可用作增韧剂,也可用作冲击改性剂;钛白粉(主要成分为二氧化钛),在树脂中既作为着色剂,又具有补强、防老化、填充作用;在制品中加入钛白粉,在日光照射下,耐日晒、不开裂、不变色、伸展率大及耐酸碱。紫外线吸收剂是一类光稳定剂,能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分,而本身又不发生变化。重质碳酸钙,简称重钙,是常用的粉状无机填料,在屋面瓦11中能起到一种骨架作用,对屋面瓦11制品尺寸的稳定性有很大作用,还能提高制品的硬度,并提高制品的表面光泽和表面平整性;由于碳酸钙白度在90以上,因此还可以取代昂贵的白色颜料。炭黑,即碳黑,是一种轻、松而极细的黑色粉末,主要作用是调色。颜料粉末是指具有一定颜色的粉末状物质,主要作用是调色,根据屋面瓦11所需的颜色而选用不同颜色的颜料粉末。在屋面瓦11生产过程中,其他助剂的具体种类需根据生产要求进行选择,在生产过程中,可能无需加入任何其他助剂,也可能需要加入上述其他助剂中的一种或多种。
进一步地,步骤1中,先将PVC树脂加入至搅拌缸2中,然后加热并按照200~250转/min进行搅拌;在温度达到60℃前加入稳定剂、润滑剂、增韧剂、增强剂和其他助剂,加入后,按照251~300转/min持续搅拌,并在7min内加热至120℃;所加的物料的体积≤搅拌缸2体积的三分之二。
混合工艺要求具体为:控制好投料顺序,先加入PVC树脂粉料(颗粒直径无特殊要求,一般在100~200um范围内),然后按照200~250转/min进行低速搅拌,并进行加热;在温度达到60℃之前(如达到55℃时)加入稳定剂、润滑剂、增韧剂、增强剂和其他助剂;加入后进行251~300转/min高速搅拌,并不断加热,直至温度达到120℃;在搅拌缸2中所加入的物料的总体积应不超过搅拌缸2体积的三分之二。先对PVC树脂粉料进行加热、搅拌,可使其快速、均匀地升温;加入其它物料后,加快搅拌速度并不断升温,可使物料混合更加均匀、快速,达到将混合工艺要求;物料的总体积不超过搅拌缸2体积的三分之二,保证搅拌缸2可按照特定搅拌速度对物料进行搅拌,且搅拌效果更好,物料混合更加均匀。
进一步地,步骤2中,按照物料的输送方向,挤出机5分为温控前段、温控中段和温控后段;长度比例为温控前段:温控中段:温控后段=1:2:1.5;温控前段的温度为180℃~200℃,温控中段的温度为190℃~220℃,温控后段的温度为160℃~180℃;挤出机5的挤出速度为2~4m/min。
温控前段用于对混合后的物料进行预加热和输送;温控中段中,物料被压缩,摩擦力增大,物料被塑化,压缩物料,压力急剧上升;温控后段使物料进一步塑化和使物料均匀化。温控前段的温度控制在180℃~200℃,使混合后的物料受热达到玻璃化转变温度,形成小块状,但没达到熔融状态,便于挤出机5中的螺杆输送物料;挤出速度、挤出量越大,这个温度要求就越高。温控中段的温度控制在190℃~220℃,使混合的小块状料达到熔融温度,充分混合塑化;温控后段的温度控制在160℃~180℃,此时挤出机5里面物料基本变成熔体,熔体流动产生大量剪切热,会使熔体温度升温,过高的熔体温度会导致过塑、烧焦等现象,所以温控后段需要略降低温度,但不能太低,要防止熔体降温,保持熔体在熔融状态进入口模成型,否则会产生堵料,损坏挤出机5。根据温控前段、温控中段和温控后段对物料的作用和要求,长度比例为温控前段:温控中段:温控后段=1:2:1.5;挤出机5的挤出速度为2~4m/min。
实施例一
材料准备,按照重量份,准备100份PVC树脂、3份三盐基硫酸铅、0.5份石蜡、5份氯化聚乙烯、20份平均粒径为0.02μm<d≤0.1μm的超细碳酸钙、1份紫外线吸收剂。
屋面瓦11成型方法步骤具体为:
步骤1,将100份PVC树脂加入至搅拌缸2中,以200转/min进行搅拌,并不断加热;当物料加热至55℃时,依次加入3份三盐基硫酸铅、0.5份石蜡、5份氯化聚乙烯、20份超细碳酸钙和1份紫外线吸收剂,在加入过程中,不断搅拌和不断加热;物料完全加入后,按照280转/min持续搅拌,并在7min内加热至120℃;
步骤1-2,将搅拌混合后的物料输送至料斗2中进行储存;
步骤2,通过泵体4再将料斗2中的物料输送至挤出机5的进料斗2中;物料在挤出机5的输送过程中,先在温度为180℃的温控前段进行预热,然后经过温度为200℃的温控中段进行塑化,再进过温度为160℃的温控后段进行控温;最后经过挤出机5挤出;
步骤3,挤出机5挤出的物料为熔融状态,物料进入平板模6中,经平板模6进行定型形成热片材;
步骤4,热片材进入成型模具7,进行压制成型以形成屋面瓦;
步骤5,屋面瓦11成型后进入自然冷却区8进行冷却定型,冷却时间为30S,使冷却后的温度低于33℃;
步骤6:冷却定型后的屋面瓦11进入牵引装置9,在牵引装置9的驱动下按照2m/min进行前进,在前进过程中修边定长切断装置10对屋面瓦11进行定长切断。
实施例二
材料准备,按照重量份,准备100份PVC树脂、5份二盐基亚磷酸铅、1份PE蜡、10份ACR树脂、80份平均粒径为0.02μm<d≤0.1μm的超细碳酸钙、4份钛白粉。
屋面瓦11成型方法步骤具体为:
步骤1,将100份PVC树脂加入至搅拌缸2中,以230转/min进行搅拌,并不断加热;当物料加热至55℃时,依次加入5份二盐基亚磷酸铅、1份PE蜡、10份ACR树脂、80份超细碳酸钙和4份钛白粉,在加入过程中,不断搅拌和不断加热;物料完全加入后,按照300转/min持续搅拌,并在7min内加热至120℃;
步骤1-2,将搅拌混合后的物料输送至料斗2中进行储存;
步骤2,通过泵体4再将料斗2中的物料输送至挤出机5的进料斗2中;物料在挤出机5的输送过程中,先在温度为200℃的温控前段进行预热,然后经过温度为220℃的温控中段进行塑化,再进过温度为180℃的温控后段进行控温;最后经过挤出机5挤出;
步骤3,挤出机5挤出的物料为熔融状态,物料进入平板模6中,经平板模6进行定型形成热片材;
步骤4,热片材进入成型模具7,进行压制成型以形成屋面瓦;
步骤5,屋面瓦11成型后进入自然冷却区8进行冷却定型,冷却时间为50S,使冷却后的温度低于35℃;
步骤6:冷却定型后的屋面瓦11进入牵引装置9,在牵引装置9的驱动下按照3m/min进行前进,在前进过程中修边定长切断装置10对屋面瓦11进行定长切断。
如图2所示,屋面瓦11成型系统包括配方材料储存罐1、搅拌缸2、料斗2、泵体4、挤出机5、平板模6、成型模具7、自然冷却区8、牵引装置9和修边定长切断装置10,挤出机5还包括进料仓51。配方材料储存罐1设有多个,用于储存PVC树脂、稳定剂、润滑剂、增韧剂、增强剂和其他助剂等配方材料;配方材料储存罐1通过管道与搅拌缸2相连通;搅拌缸2用于搅拌混合物料;搅拌缸2的输出端与料斗2相连通,混合搅拌后的物料可从搅拌缸2内输送至料斗2中进行储存;料斗2通过管道与挤出机5的进料仓51相连通,在该管道上设有泵体4;通过开启泵体4可将料斗2中储存的物料输送至进料仓51中;挤出机5对物料进行加热、塑化、挤压并挤出;挤出机5的输出端与平板模6连通,挤出机5将熔融状的物料挤出至平板模6中,经过平板模6挤压定型形成热片材;成型模具7位于平板模6的后方,热片材进入成型模具7,成型模具7对热片材进行挤压成型以形成屋面瓦11;在成型模具7后方设有自然冷却区8,挤压成型后的屋面瓦11经过自然冷却区8进行自然冷却定型;在自然冷却区8后方依次设有牵引装置9和修边定长切断装置10,自然冷却定型后的屋面瓦11在牵引装置9的牵引下往修边定长切断装置10所在一些移动;修边定长切断装置10对屋面瓦11进行修边、切断,最终形成满足尺寸要求的、合格的屋面瓦11制品。
进一步地,如图3至图11所示,成型模具7包括:
上模模组71,其包括沿屋面瓦11成型时的输送方向依次设置的一号上模711和二号上模712,所述一号上模711的下端开设有向上凹陷的榫卯暗扣瓦波初步成型槽7111,所述二号上模712用于对屋面瓦11上的榫卯暗扣瓦波111进一步成型;
下模72,其上端面设有向上凸起、且用于成型所述榫卯暗扣瓦波111的榫卯暗扣瓦波成型块721,所述下模72位于所述上模模组71的正下方、且所述榫卯暗扣瓦波初步成型槽7111与所述榫卯暗扣瓦波成型块721相对应。
上模模组71和下模72模组用于对屋面瓦11进行成型以在屋面瓦11上形成榫卯暗扣瓦波111,上模模组71包括一号上模711和二号上模712,一号上模711和二号上模712相互配合以多榫卯暗扣瓦波111进行初步成型,二号上模712对初步成型的榫卯暗扣瓦波111进行再次挤压成型以最终形成结构独特的榫卯暗扣瓦波111。下模72位于上模模组71的正下方,且榫卯暗扣成型块位于榫卯暗扣初步成型槽的正下方,榫卯暗扣瓦波成型块721的形状与榫卯暗扣初步成型槽的形状一样(具体为梯形结构),但两者的形状与最终的榫卯暗扣瓦波111的形状(具体为“口小肚子大”的突变式瓦波结构)并不一样。屋面瓦11成型时,PVC热料(屋面瓦11成型榫卯暗扣瓦波111前的坯料)放置在下模72上,榫卯暗扣瓦波成型块721将处于柔软状态的PVC热料向上撑起以形成榫卯暗扣瓦波111的初步形态结构;一号上模711从上方对PVC热料进行按压,榫卯暗扣瓦波初步成型槽7111和榫卯暗扣瓦波成型块721相互配合使屋面瓦11上初步成型有榫卯暗扣瓦波111;屋面瓦11在输送装置的带动下移动,在移动过程中,二号上模712对初步成型的榫卯暗扣瓦波111进行挤压以改变其形状,最终在屋面瓦11上成型有榫卯暗扣瓦波111。
现有的屋面瓦11,一般成型有梯形状的瓦波,因此其成型模具7的成型块和成型槽均为上窄下宽的梯形,且成型块可嵌入成型槽内;在成型时,屋面瓦11放置在下模72上,然后上模下压,成型块嵌入成型槽内,屋面瓦11经过成型块和成型槽之间的挤压便形成了梯形状的瓦波。成型时成型块需要嵌入成型槽内,脱模时需要从成型槽中拔出,因此这种成型模具7的成型槽的开口较大,且形成的突起部分形状较为简单、单一,无法成型开口部分较小、或形状较为复杂的瓦波;即传统的成型模具7只能生产“直通式的头小口大”式的尺寸从小到大渐变的瓦波,不能生产榫卯暗扣结构“口小肚子大”的突变式瓦波形状。
本技术方案,由一号上模711和二号上模712组合形成上模模组71,一号上模711先和下模72配合使屋面瓦11上初步成型有榫卯暗扣瓦波111,二号上模712再对初步成型的榫卯暗扣瓦波111进行挤压以最终形成特定结构的榫卯暗扣瓦波111;因此该成型模具7可适用于生产有些开口部分尺寸较小、内部较大,且形状较为复杂的榫卯暗扣瓦波111;根据所需成型的榫卯暗扣瓦波成型槽可灵活设置二号上模712的具体形状结构。
进一步地,所述二号上模712包括支撑杆7121、左模具模组7122和右模具模组7123,所述左模具模组7122和所述右模具模组7123可滑动地设置在所述支撑杆7121上;沿屋面瓦11成型时的输送方向,所述左模具模组7122和所述右模具模组7123分别位于所述榫卯暗扣瓦波成型块721的两侧;
所述左模具模组7122包括左套筒71221、左连接杆71222和左模具模块71223,所述左套筒71221可滑动地套设在所述支撑杆7121上,所述左连接杆71222的上端与所述左套筒71221连接、下端与所述左模具模块71223连接;所述右模具模组7123包括右套筒71231、右连接杆71232和右模具模块71233,所述右套筒71231可滑动地套设在所述支撑杆7121上,所述右连接杆71232的上端与所述右套筒71231连接、下端与所述右模具模块71233连接。
支撑杆7121位于下模72的上方,且支撑杆7121的长度方向与屋面瓦11成型时的输送方向相互垂直,左模具模组7122和右模具模组7123均安装在支撑杆7121上且可沿支撑杆7121的长度方向滑动;左模具模组7122和右模具模组7123位于榫卯暗扣瓦波成型块721的上方、且分别位于榫卯暗扣瓦波成型块721的两侧。左模具模组7122和右模具模组7123相互靠近时,两者对初步成型后的榫卯暗扣瓦波111进行挤压以最终形成特定结构的榫卯暗扣瓦波111;无需成型榫卯暗扣瓦波111时,左模具模组7122和右模具模组7123相互远离。具体地,支撑杆7121可设置为可绕其中轴线旋转的螺杆,左模具模组7122和右模具模组7123与支撑杆7121连接的位置设置为正向螺牙结构和反向螺牙结构,通过螺杆的旋转同步实现左模具模组7122和右模具模组7123相互靠近或远离。当然,在其他实施例中,左模具模组7122和右模具模组7123可单独移动,即可单独控制左模具模组7122或右模具模组7123移动,而另一个模组不动;比如,左模具模组7122固定不动,右模具模组7123靠近左模具模组7122以成型榫卯暗扣瓦波111;或者是右模具模组7123固定不动,左模具模组7122靠近右模具模组7123;亦或者是左模具模组7122和右模具模组7123同时移动且相互靠近,但移动的速度可不相同。二号上模712如此设置,可灵活设置左模具模组7122和右模具模组7123的形状结构,且可灵活控制左模具模组7122和右模具模组7123,使榫卯暗扣瓦波111的形状、结构、尺寸可灵活多变,适用范围更广。
具体地,左套筒71221为内部中空且两端开口的筒状结构,左连接杆71222的上端与左套筒71221的外壁固定连接,左模具模块71223与左连接杆71222的下端连接、且长度方向与支撑杆7121的长度方向相垂直,左模具模块71223用于挤压初步成型的榫卯暗扣瓦波111。右模具模组7123与左模具模组7122的结构相同、且相对榫卯暗扣瓦波成型块721左右对称;即,右套筒71231为内部中空且两端开口的筒状结构,右连接杆71232的上端与右套筒71231的外壁固定连接,右模具模块71233与右连接杆71232的下端连接、且长度方向与支撑杆7121的长度方向相垂直,右模具模块71233用于挤压初步成型的榫卯暗扣瓦波111。左模具模组7122和右模具模组7123如此设置,可稳固地安装在支撑杆7121上,且在支撑杆7121上可顺畅滑动、不会发生偏移;在实际应用中,左连接杆71222的长度、右连接杆71232的长度、左模具模块71223的结构和右模具模块71233的结构可根据需求灵活选择,使左模具模组7122和右模具模组7123可成型特定形状的榫卯暗扣瓦波111。
本技术方案提供两种上模模组71的具体形式,但并不限制为仅包括如下两种上模模组71。
上模模组71形式一
如图7所示,所述左模具模块71223在靠近所述右模具模组7123的一侧设有左凸起部712231;所述右模具模块71233在靠近所述左模具模组7122的一侧设有右凸起部712331。
左凸起部712231具体为V形尖角结构,且尖角朝向右模具模组7123左;左凸起部712231用于直接挤压初步成型的榫卯暗扣瓦波111。右凸起部712331和左凸起部712231的结构相同、且堆成,具体为V形尖角结构,且尖角朝向右模具模组7123;右凸起部712331和左凸起部712231的尖端部位处于同一水平高度;当然,在其他上模模组71形式中,榫卯暗扣瓦波111的结构不同,左凸起部712231和右凸起部712331的水平高度可不相同。设置左凸起部712231和右凸起部712331可使榫卯暗扣瓦波111形成“口小肚子大”的突变式瓦波结构。
上模模组71形式二
如图9至图11所示,所述上模模组71还包括三号上模713,所述三号上模713的下端面开设有向上凹陷的通槽7131,所述左模具模块71223和所述右模具模块71233位于所述通槽7131内;所述左模具模块71223在靠近所述右模具模块71233的一侧开设有左缺口712232,所述右模具模块71233在靠近所述左模具模块71223的一侧开设有右缺口712332,所述左缺口712232和所述右缺口712332的形状分别与所述榫卯暗扣瓦波111两侧的形状相适配。
上模模组71形式二与上模模组71形式一的主要区别在于:上模模组71形式二增加了三号上模713,且左模具模块71223和右模具模块71233为长条形,左模具模块71223开设有左缺口712232,右模具模块71233开设有右缺口712332。上模模组71形式二提供的上模模组71结构更加稳固,且长条形的左模具模块71223和右模具模块71233使榫卯暗扣瓦波111成型更精准、稳固。上模模组71形式二可由一组一号上模711、一组二号上模712和两组三号上模713组成。榫卯暗扣瓦波111的形状不同,左缺口712232和右缺口712332的形状也不相同,此时只需跟换左模具模块71223和右模具模块71233即可。
进一步地,所述下模72的上端面设有向上凸起的支撑瓦波成型块722,所述一号上模711的下端开设有向上凹陷的支撑瓦波成型腔7112,所述支撑瓦波成型块722和所述支撑瓦波成型腔7112相互配合以对屋面瓦11上的支撑瓦波112进行成型。
屋面瓦11除了成型有榫卯暗扣瓦波111之外还成型有支撑瓦波112,支撑瓦波112一般位于相邻两个榫卯暗扣瓦波111之间;为了成型支撑瓦波112,在下模72上设有支撑瓦波成型块722,在一号上模711开设有支撑瓦波成型腔7112,通过支撑瓦波成型块722嵌入支撑瓦波成型腔7112内挤压屋面瓦11以在屋面瓦11上成型支撑瓦波112。支撑瓦波112具体为梯形形状,因此支撑瓦波成型腔7112和支撑瓦波成型块722的形状一致、均为阶梯状。一号上模711和下模72如此设置可使成型模具7在成型榫卯暗扣瓦波111的同时成型支撑瓦波112,满足屋面瓦11的成型需求。应当注意的是,在其他实施例中,支撑瓦波112的形状可以是其他形状,成型模具7中的支撑瓦波成型块722和支撑瓦波成型槽的形状可根据需求灵活设置,在此不做具体限定。支撑瓦波112与初步成型的榫卯暗扣瓦波111形状相同,如果拆下二号上模712,则屋面瓦11上成型的均为支撑瓦波112;如果在支撑瓦波成型腔7112的后方也安装二号上模712,则屋面瓦11上成型的均为支撑瓦波112;如果将二号上模712安装在支撑瓦波成型腔7112后方(榫卯暗扣瓦波成型槽的后方拆去二号上模712),则屋面瓦11上的支撑瓦波112和榫卯暗扣瓦波111位置改变;因此,整套成型模具7灵活多变,实用性更强。在上模模组71形式二中,三号上模713的下端开设有向上凹陷的支撑瓦波成型腔7112,以使支撑瓦波112顺利成型。
进一步地,所述下模72内部设有中空腔;所述下模72的的上端面开设有网格槽723,所述网格槽723的交叉处开设有与所述中空腔相连通的抽真空孔724;所述下模72的侧壁开设有与所述中空腔相连通的抽真空口725,所述抽真空口725用于与外部抽真空设备连接以抽走屋面瓦11与所述下模72上端面之间的空气。
下模72并非完全实心,其内部有一中空腔(图中未示出);下模72的上端面开设有多条凹槽,多条凹槽相互平行或相互交错形成网格槽723;网格槽723的交叉处(即橡胶的两条凹槽之间的连接处)开设有抽真空孔724,上模上方的空气可通过抽真空孔724进入到中空腔内;下模72的侧壁开设有抽真空口725,将抽真空设备的管道连通到抽真空口725上,开启抽真空设备,上模上方的空气先通过抽真空孔724进入到中空腔内,然后再通过抽真空口725和管道抽出,因此使屋面瓦11紧贴在下模72上。如此设置,可便于屋面瓦11的成型,且屋面瓦11不会产生折皱。
进一步地,所述榫卯暗扣瓦波成型块721与所述下模72的连接处以及所述榫卯暗扣瓦波成型块721的上端面均开设有与所述中空腔相连通的抽真空孔724。
沿榫卯暗扣瓦波成型块721与下模72的连接处的长度方向,均匀设有多个抽真空孔724;榫卯暗扣瓦波成型块721的上端面,具体在靠近侧壁的边缘处,沿长度方向均匀设有多个抽真空孔724。如此设置,可使成型时的屋面瓦11紧贴榫卯暗扣瓦波成型块721,使屋面瓦11上成型的榫卯暗扣瓦波111形状更精准、结构强度更高。
进一步地,所述支撑瓦波成型块722与所述下模72的连接处以及所述支撑瓦波成型块722的上端面均开设有与所述中空腔相连通的抽真空孔724。
沿支撑瓦波成型块722与下模72的连接处的长度方向,均匀设有多个抽真空孔724;支撑瓦波成型块722的上端面,具体在靠近侧壁的边缘处,沿长度方向均匀设有多个抽真空孔724。如此设置,可使成型时的屋面瓦11紧贴支撑瓦波成型块722,使屋面瓦11上成型的支撑瓦波112形状更精准、结构强度更高。抽真空孔724的孔径一致、且较小,以保持抽真空过程中空气均匀平稳排出,同时可避免屋面瓦11凹入到抽真空孔724内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:按照重量份,将100份PVC树脂、3~5份稳定剂、0.5~1份润滑剂、5~10份增韧剂、20~80份增强剂加入至搅拌缸(2)中进行混合搅拌;
步骤2:将搅拌后的物料送入至挤出机(5)中的进料仓(51)中,经过挤出机(5)加热塑化挤出;
步骤3:经过挤出机(5)塑化后,物料变成熔融状,进入平板模(6),形成热片材;
步骤4:热片材进入成型模具(7),进行压制成型以形成屋面瓦。
2.根据权利要求1所述的一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,步骤1和步骤2之间还包括步骤1-2:将搅拌后的物料排入料斗(2)中进行储存,需要成型屋面瓦(11)时再将料斗(2)中的物料送入至挤出机(5)中的进料仓(51)中;
步骤4之后还包括:
步骤5:屋面瓦(11)成型后进入自然冷却区(8)进行冷却定型,冷却时间为20S~60S,冷却后的温度为30℃~40℃;
步骤6:冷却定型后的屋面瓦(11)进入牵引装置(9),且在牵引装置(9)的驱动下按照2~4m/min进行前进,在前进过程中修边定长切断装置(10)对屋面瓦(11)进行定长切断。
3.根据权利要求1所述的一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,步骤1中,稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂酸铅、复合铅盐稳定剂、钙锌稳定剂中的至少一种;润滑剂为石蜡、PE蜡、硬脂酸、二盐基硬脂酸铅中的至少一种;增韧剂为氯化聚乙烯、ACR树脂、MBS树脂中的至少一种;增强剂为碳酸钙粉体平均粒径为0.02μm<d≤0.1μm的碳酸钙。
4.根据权利要求1所述的一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,步骤1中,按照重量份,还包括往搅拌缸(2)中加入1~5份其他助剂,其他助剂为ACR树脂、钛白粉、紫外线吸收剂、重质碳酸钙、炭黑、颜料粉末中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,步骤1中,先将PVC树脂加入至搅拌缸(2)中,然后加热并按照200~250转/min进行搅拌;在温度达到60℃前加入稳定剂、润滑剂、增韧剂、增强剂和其他助剂,加入后,按照251~300转/min持续搅拌,并在7min内加热至120℃;所加的物料的体积≤搅拌缸(2)体积的三分之二。
6.根据权利要求1所述的一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,步骤2中,按照物料的输送方向,挤出机(5)分为温控前段、温控中段和温控后段;长度比例为温控前段:温控中段:温控后段=1:2:1.5;温控前段的温度为180℃~200℃,温控中段的温度为190℃~220℃,温控后段的温度为160℃~180℃;挤出机(5)的挤出速度为2~4m/min。
7.根据权利要求1所述的一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,成型模具(7)包括:
上模模组(71),其包括沿屋面瓦(11)成型时的输送方向依次设置的一号上模(711)和二号上模(712),所述一号上模(711)的下端开设有向上凹陷的榫卯暗扣瓦波初步成型槽(7111),所述二号上模(712)用于对屋面瓦(11)上的榫卯暗扣瓦波(111)进一步成型;
下模(72),其上端面设有向上凸起、且用于成型所述榫卯暗扣瓦波(111)的榫卯暗扣瓦波成型块(721),所述下模(72)位于所述上模模组(71)的正下方、且所述榫卯暗扣瓦波初步成型槽(7111)与所述榫卯暗扣瓦波成型块(721)相对应。
8.根据权利要求7所述的一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,所述二号上模(712)包括支撑杆(7121)、左模具模组(7122)和右模具模组(7123),所述左模具模组(7122)和所述右模具模组(7123)可滑动地设置在所述支撑杆(7121)上;沿屋面瓦(11)成型时的输送方向,所述左模具模组(7122)和所述右模具模组(7123)分别位于所述榫卯暗扣瓦波成型块(721)的两侧;
所述左模具模组(7122)包括左套筒(71221)、左连接杆(71222)和左模具模块(71223),所述左套筒(71221)可滑动地套设在所述支撑杆(7121)上,所述左连接杆(71222)的上端与所述左套筒(71221)连接、下端与所述左模具模块(71223)连接;所述右模具模组(7123)包括右套筒(71231)、右连接杆(71232)和右模具模块(71233),所述右套筒(71231)可滑动地套设在所述支撑杆(7121)上,所述右连接杆(71232)的上端与所述右套筒(71231)连接、下端与所述右模具模块(71233)连接。
9.根据权利要求8所述的一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,所述左模具模块(71223)在靠近所述右模具模组(7123)的一侧设有左凸起部(712231);所述右模具模块(71233)在靠近所述左模具模组(7122)的一侧设有右凸起部(712331);或者,
所述上模模组(71)还包括三号上模(713),所述三号上模(713)的下端面开设有向上凹陷的通槽(7131),所述左模具模块(71223)和所述右模具模块(71233)位于所述通槽(7131)内;所述左模具模块(71223)在靠近所述右模具模块(71233)的一侧开设有左缺口(712232),所述右模具模块(71233)在靠近所述左模具模块(71223)的一侧开设有右缺口(712332),所述左缺口(712232)和所述右缺口(712332)的形状分别与所述榫卯暗扣瓦波(111)两侧的形状相适配。
10.根据权利要求7所述的一种光伏配套用PVC塑料榫卯暗扣屋面瓦成型方法,其特征在于,所述下模(72)的上端面设有向上凸起的支撑瓦波成型块(722),所述一号上模(711)的下端开设有向上凹陷的支撑瓦波成型腔(7112),所述支撑瓦波成型块(722)和所述支撑瓦波成型腔(7112)相互配合以对屋面瓦(11)上的支撑瓦波(112)进行成型。
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Denomination of invention: A method for forming PVC plastic tenon and mortise concealed buckle roof tiles for photovoltaic matching Effective date of registration: 20230828 Granted publication date: 20221021 Pledgee: Bank of China Limited Wuzhou branch Pledgor: Guangxi Hongbo new building materials Co.,Ltd. Registration number: Y2023450000116 |
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