CN114800972A - 一种双轴取向聚氯乙烯pvc-u管的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双轴取向聚氯乙烯PVC‑U管的制备工艺，工艺生产线上通过设置冷风管一和冷风管二，冷风流经冷却风管一上均布设置的多个出气凸帽一喷向管胚内壁，避免牵引打滑，制得轴向牵引拉伸的管材；冷风流经冷却风管二上均布设置的多个出气凸帽二喷向扩口管内壁，避免牵引打滑，制得双轴向牵引拉伸的扩口管，此外扩口模具是由柱台部、锥台部和延展柱台部组成，便于设置加热流体腔和冷却流体腔，加热流体腔和冷却流体腔有助于减少径向扩口拉伸位置处的内外温度，且有助于减少牵引拉伸摩擦力。采用本技术方案，冷却风流可以平衡工艺生产线上的管材内外部温差，避免牵引打滑，使得工艺生产连续可靠。

Description

一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯管材生产的技术领域，具体涉及一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺。
背景技术
PVC-O管是通过特殊的取向加工工艺制造的管材，将采用挤出方法生产的PVC-U管材进行轴向拉伸和径向拉伸，使管材中的PVC长链分子在双轴向规整排列，获得高强度、高韧性、高抗冲、抗疲劳的新型PVC管材。
现有技术中，如图1所示的工艺生产线双轴取向制备聚氯乙烯管，通过挤出机1挤出熔融状态下的塑胶液，挤出塑胶液由定径套一2以及冷却水箱一3快速定型，再由牵引机一4进行轴向拉抻牵引，拉伸牵引的管材进入加热水箱5和扩口模具9之间，便于对拉抻牵引的管材加热软化扩口拉伸，扩口完成的管材经冷却水箱二7再次冷却定型，再由牵引机二8进行轴向拉抻牵引，完成双轴取向生产制备聚氯乙烯管。
但在图1所示的工艺生产线双轴取向制备聚氯乙烯管过程中，扩口模具9是通过拉力杆10固定在牵引拉伸的管材内腔中，配合加热水箱5进行径向扩口拉伸聚氯乙烯管，扩口模具9与加热水箱5之间存在较大的温差，使得加热水箱5作用在管材外壁的应力要大于扩口模具9作用在管材内壁的应力，使得扩口模具9紧贴扩口模具9进行牵引拉伸，拉伸阻力较大，容易造成牵引拉伸打滑的情况，严重时容易造成牵引机一4和牵引机二8之间的管材牵引挤压变形，影响管材的均匀拉伸质量。
发明内容
提出一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺，用于解决位于拉伸管材内外的扩口模具和加热水箱存在较大温差问题，以及解决扩口模具径向拉伸管材时因阻力较大造成的牵引打滑问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：温度在230-250℃的塑胶液通过挤出机输送至定径套一内，挤出机的主机转速设定在230-240r/min；
步骤二：再由冷却水箱对定径套一进行导热冷却，冷却温度在 16-20℃，制得冷却定型的管胚；
步骤三：冷却定型的管胚通过牵引机一进行牵引拉伸，制得轴向牵引拉伸的管胚；
步骤四：在步骤三中牵引拉伸管胚的同时，通过冷风机向冷却风管一内输入冷风流，冷风流经冷却风管一上均布设置的多个出气凸帽一喷向管胚内壁，制得轴向牵引拉伸的管材；
步骤五：轴向牵引拉抻的管材进入加热水箱和扩口模具形成的扩口腔内，加热温度在100-105℃，管材的扩口端软化塑形并牵引拉伸至定径套二内，扩口模具是由柱台部、锥台部和延展柱台部组成，柱台部和锥台部内填充设有加热流体；
步骤六：再由冷水水箱二对定径套二进行导热冷却，冷却温度在 16-20℃，制得冷却定型的扩口管；
步骤七：冷却定型的扩口管通过牵引机二进行牵引拉伸，制得扩口端轴向牵引拉伸的管材；
步骤八：在步骤七中牵引拉伸扩口管的同时，冷风管一贯穿扩口模具并连接至冷却风管二，冷风流经冷却风管二上均布设置的多个出气凸帽二喷向扩口管内壁，制得双轴向牵引拉伸的扩口管。
作为本发明进一步的方案：步骤五中所述柱台部和锥台部一体结构成型，锥台部和延展柱台部之间可拆卸连接。
作为本发明进一步的方案：所述延展柱台部的一侧设有一体结构的丝纹台，丝纹台螺纹连接在锥台部侧端面开设的丝纹槽内。
作为本发明进一步的方案：沿柱台部和锥台部的轮廓开设有加热流体腔，加热流体腔的两侧开口端分别通过端盖一和丝纹台密封封堵。
作为本发明进一步的方案：所述柱台部和锥台部的中心通孔内插设安装有隔热套层，隔热套层套设连接冷却风管一。
作为本发明进一步的方案：沿延展柱台部的轮廓开设有冷却流体腔，冷却流体腔的开口端通过端盖二密封封堵。
作为本发明进一步的方案：所述端盖二限位抵触在冷却风管一的尾端。
作为本发明进一步的方案：所述冷却风管一的进口端设置有调压闸阀，且冷却风管一内输入压缩气流压力范围0.8-1Mpa。
作为本发明进一步的方案：所述冷却风管一内输入压缩气流温度在16-20℃。
本发明的有益效果：
(1)通过在轴向牵引拉抻工艺生产线上设置冷却风管一和冷却风管二，并输入压缩气流压力，一方面输入冷却风流可以平衡工艺生产线上的管材内外部压力，支撑平衡牵引一和牵引机二分别对管材的轴向拉伸，避免牵引打滑，使得工艺生产连续可靠；
(2)冷却风管一和冷却风管二内输入压缩气流压力，另一方面冷却风流可以平衡工艺生产线上的管材内外部温差，避免因温差较大造成定型回缩变形，影响管材拉伸成型质量；
(3)扩口模具是由柱台部、锥台部和延展柱台部组成，便于设置加热流体腔和冷却流体腔，加热流体腔和冷却流体腔有助于减少径向扩口拉伸位置处的内外温度，且有助于减少牵引拉伸摩擦力，平衡扩口拉伸管材应力，提高生产管材质量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是现有工艺生产线双轴取向制备聚氯乙烯管示意图；
图2是本发明的工艺生产线双轴取向制备聚氯乙烯管示意图；
图3是本发明的冷却风管结构示意图；
图4是本发明的扩口模具组件装配截面示意图；
图5是本发明的牵引机。
图中：1、挤出机；2、定径套一；3、冷却水箱一；4、牵引机一；5、加热水箱；6、定径套二；7、冷却水箱二；8、牵引机二；9、扩口模具； 90、柱台部；91、锥台部；92、延展柱台部；900、加热流体腔；910、冷却流体腔；920、丝纹台；10、拉力杆；11、冷却风管一；110、出气凸帽一；12、冷风机；13、冷却风管二；130、出气凸帽二；14、端盖一；15、端盖二；16、隔热套层；17、调压闸阀。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图2-5所示，本发明为一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：温度在230-250℃的塑胶液通过挤出机1输送至定径套一2 内，挤出机1的主机转速设定在230-240r/min；
步骤二：再由冷却水箱3对定径套一2进行导热冷却，冷却温度在 16-20℃，制得冷却定型的管胚；
步骤三：冷却定型的管胚通过牵引机一4进行牵引拉伸，牵引机一4 的速度比挤出机1的挤出速度提高5％-6％，制得轴向牵引拉伸的管胚；
步骤四：在步骤三中牵引拉伸管胚的同时，通过冷风机12向冷却风管一11内输入冷风流，冷风流经冷却风管一11上均布设置的多个出气凸帽一110喷向管胚内壁，避免牵引打滑，制得轴向牵引拉伸的管材；
步骤五：轴向牵引拉抻的管材进入加热水箱5和扩口模具9形成的扩口腔内，加热温度在100-105℃，管材的扩口端软化塑形并牵引拉伸至定径套二6内，扩口模具9是由柱台部90、锥台部91和延展柱台部92组成，柱台部90和锥台部91内填充设有加热流体，加热流体受热减少管材扩口端内外温差；
步骤六：再由冷水水箱二7对定径套二6进行导热冷却，冷却温度在 16-20℃，制得冷却定型的扩口管；
步骤七：冷却定型的扩口管通过牵引机二8进行牵引拉伸，牵引机二 8的速度比挤出机1的挤出速度提高2％-3％，制得扩口端轴向牵引拉伸的管材；
步骤八：在步骤七中牵引拉伸扩口管的同时，冷风管一11贯穿扩口模具9并连接至冷却风管二13，冷风流经冷却风管二13上均布设置的多个出气凸帽二130喷向扩口管内壁，避免牵引打滑，制得双轴向牵引拉伸的扩口管。
实施例2
请参阅图4-5所示，步骤五中柱台部90和锥台部91一体结构成型，锥台部91和延展柱台部92之间可拆卸连接，延展柱台部92的一侧设有一体结构的丝纹台920，丝纹台920螺纹连接在锥台部91侧端面开设的丝纹槽内，扩口模具9是由柱台部90、锥台部91和延展柱台部92组成，便于设置加热流体腔900和冷却流体腔910，加热流体腔900和冷却流体腔910有助于减少径向扩口拉伸位置处的内外温度，且有助于减少牵引拉伸摩擦力。
实施例3
请参阅图4-5所示，沿柱台部90和锥台部91的轮廓开设有加热流体腔900，加热流体腔900的两侧开口端分别通过端盖一14和丝纹台920 密封封堵，端盖一14通过螺栓定位安装在柱台部90的侧端面上；沿延展柱台部92的轮廓开设有冷却流体腔910，冷却流体腔910的开口端通过端盖二15密封封堵，端盖二15限位抵触在冷却风管一11的尾端，且端盖二15便于通过螺栓定位安装在延展柱台部92的侧端面上，装配安装方便。
实施例4
在本实施例中，加热流体腔900和冷却流体腔910内分别填充设置有丙二醇溶液，步骤四中轴向牵引拉伸的管材沿柱台部90和锥台部91进行径向扩口拉伸，实现加工管材的双轴向牵引拉伸生产，而加热水箱5温度较高对管材进行软化，管材牵引拉抻应力集中在柱台部90和锥台部91上造成牵引拉抻阻力较大，而柱台部90和锥台部91接收到软化管材的热量，热量对加热流体腔900填充的丙二醇溶液加热，有效降低内外温差，且使得柱台部90和锥台部91分别与管材内壁之间形成水膜，牵引拉抻的减少摩擦阻力；径向扩口拉伸完成的管材进入延展柱台部92上，通过冷却水箱二7进行降温定型，延展柱台部92可以接收冷却风管一11的冷却温度，对冷却流体腔910内分别填充设置的丙二醇溶液冷却，有效降低内外温差，且使得延展柱台部92与管材内壁之间形成水膜，对牵引拉抻的进一步减少摩擦阻力，避免管材因牵引拉伸打滑不连续而造成挤压变形。
实施例5
请参阅图4所示，柱台部90和锥台部91的中心通孔内插设安装有隔热套层16，隔热套层16套设连接冷却风管一11，隔热套层16采用岩棉或石棉材料制成，避免冷却风管一11对柱台部90和锥台部91造成低温传递，避免加大影响管材径向扩口拉伸端内外温差。
实施例6
在本实施例中，冷却风管一11的进口端设置有调压闸阀17，且冷却风管一11内输入压缩气流压力范围0.8-1Mpa，所述冷却风管一11内输入压缩气流温度在16-20℃，设置的调压闸阀17便于调节冷却风管一11 输入压缩气流压力，一方面输入冷却风流可以平衡工艺生产线上的管材内外部压力；另一方面冷却风流可以平衡工艺生产线上的管材内外部温差，避免因温差较大造成定型回缩变形，影响管材拉伸成型质量。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：温度在230-250℃的塑胶液通过挤出机(1)输送至定径套一(2)内，挤出机(1)的主机转速设定在230-240r/min；
步骤二：再由冷却水箱(3)对定径套一(2)进行导热冷却，冷却温度在16-20℃，制得冷却定型的管胚；
步骤三：冷却定型的管胚通过牵引机一(4)进行牵引拉伸，制得轴向牵引拉伸的管胚；
步骤四：在步骤三中牵引拉伸管胚的同时，通过冷风机(12)向冷却风管一(11)内输入冷风流，冷风流经冷却风管一(11)上均布设置的多个出气凸帽一(110)喷向管胚内壁，制得轴向牵引拉伸的管材；
步骤五：轴向牵引拉抻的管材进入加热水箱(5)和扩口模具(9)形成的扩口腔内，加热温度在100-105℃，管材的扩口端软化塑形并牵引拉伸至定径套二(6)内，扩口模具(9)是由柱台部(90)、锥台部(91)和延展柱台部(92)组成，柱台部(90)和锥台部(91)内填充设有加热流体；
步骤六：再由冷水水箱二(7)对定径套二(6)进行导热冷却，冷却温度在16-20℃，制得冷却定型的扩口管；
步骤七：冷却定型的扩口管通过牵引机二(8)进行牵引拉伸，制得扩口端轴向牵引拉伸的管材；
步骤八：在步骤七中牵引拉伸扩口管的同时，冷风管一(11)贯穿扩口模具(9)并连接至冷却风管二(13)，冷风流经冷却风管二(13)上均布设置的多个出气凸帽二(130)喷向扩口管内壁，制得双轴向牵引拉伸的扩口管。
2.根据权利要求1所述的一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺,其特征在于，步骤五中所述柱台部(90)和锥台部(91)一体结构成型，锥台部(91)和延展柱台部(92)之间可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺,其特征在于，所述延展柱台部(92)的一侧设有一体结构的丝纹台(920)，丝纹台(920)螺纹连接在锥台部(91)侧端面开设的丝纹槽内。
4.根据权利要求3所述的一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺,其特征在于，沿柱台部(90)和锥台部(91)的轮廓开设有加热流体腔(900)，加热流体腔(900)的两侧开口端分别通过端盖一(14)和丝纹台(920)密封封堵。
5.根据权利要求3所述的一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺,其特征在于，所述柱台部(90)和锥台部(91)的中心通孔内插设安装有隔热套层(16)，隔热套层(16)套设连接冷却风管一(11)。
6.根据权利要求3所述的一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺,其特征在于，沿延展柱台部(92)的轮廓开设有冷却流体腔(910)，冷却流体腔(910)的开口端通过端盖二(15)密封封堵。
7.根据权利要求6所述的一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺,其特征在于，所述端盖二(15)限位抵触在冷却风管一(11)的尾端。
8.根据权利要求1或7所述的一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺,其特征在于，所述冷却风管一(11)的进口端设置有调压闸阀(17)，且冷却风管一(11)内输入压缩气流压力范围0.8-1Mpa。
9.根据权利要求1或7所述的一种双轴取向聚氯乙烯PVC-U管的制备工艺,其特征在于，所述冷却风管一(11)内输入压缩气流温度在16-20℃。
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