CN116554530A - 塑料异形管状零件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管件的制备技术领域，公开了塑料异形管状零件及其制作方法。塑料异形管状零件的制作方法，包括：将原材料为硅烷交联聚乙烯的管坯热水处理至交联度达到30～40％后，再进行热加工变形工序，得到成形的异形管状零件；将所述异形管状零件继续水煮交联直至交联度达到≥70％，定型完成。该制作方法简单，成本低，能制得性能好的塑料异形管状零件。公开的料异形管状零件，采用本发明提供的制作方法制得，其具有成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及塑料异形管状零件制备技术领域，具体而言，涉及塑料异形管件及其制作方法。
背景技术
在电器和机械设备中，时常会用到特制形状特定性能的塑料管零件。这类零件一般承担着衬套保护、输送流体、支撑线路、隔绝腐蚀性液体的功能。这类零件一般的要求是具备良好的介电性能(举例，击穿电压＞60KV/mm)、耐热性(举例，最高使用温度≤120℃)、耐腐蚀、一定的刚性、成型后形状的稳定性以及良好的耐候性等。
一般来说，此类塑料管材零件的加工一般有：打孔、翻边、热收端口、变径、弯曲定型等等要求。这类塑料管材零件大多由聚四氟乙烯制成，如图1所示，制作过程繁琐，原材料价格极高，导致此类塑料管材零件价格高昂。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供塑料异形管状零件其制作方法。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种塑料异形管状零件的制作方法，包括：
将原材料为硅烷交联聚乙烯的管坯水煮交联至交联度达到30～40％后进行热加工变形处理得到塑料异形管状零件；
将塑料异形管状零件继续水煮交联直至交联度达到≥70％，定型完成。
在可选的实施方式中，管坯是通过注塑成型或挤出成型制得。
在可选的实施方式中，热加工变形处理包括热封、翻边、弯曲固定角度或扩口。
在可选的实施方式中，热加工变形处理的热处理温度为200～250℃。
在可选的实施方式中，定型完成后还包括打孔。
在可选的实施方式中，目标管件的性能要求为：邵氏硬度≥90HD，100℃下拉伸强度≥9MPa，维卡软化点＞130℃，20℃吸水率＜0.01mg/m3；
硅烷交联聚乙烯的牌号包括苏州康斯坦普的TA1122HD、上海高分子研究所的4219和联桥新材的XL95A/05B-Z。
在可选的实施方式中，目标管件的性能要求为：邵氏硬度60～80HD，维卡软化点≥115℃，击穿电压≥40KV/mm，20℃的弹性模量≥600MPa；
硅烷交联聚乙烯的牌号为联桥新材的XL95A/05B-L。
在可选的实施方式中，目标管件的性能要求为：邵氏硬度80±5HD，80℃耐马来酸和丙酮腐蚀性能分级A级，维卡软化点＞130℃，长期使用温度80℃；
硅烷交联聚乙烯的牌号为苏州联桥新材的XL95A/05B-Z。
第二方面，本发明提供一种塑料异形管状零件，其采用本发明提供的塑料异形管状零件的制作方法制得。
本发明具有以下有益效果：
利用了交联聚乙烯的两个特性(未交联前热塑性交联后热固性，以及交联后具备形状记忆功能)，能够大幅降低异形管材的加工难度，并且大幅降低异形管材的原材料成本；采用分步水煮交联结合热加工变形处理来制作异性塑料异形管状零件，操作方便，成本低，能制得性能好的塑料异形管状零件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
图1为聚四氟乙烯管件的照片；
图2为本发明实施例1所要制作的管件的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的塑料异形管状零件的制作方法进行具体说明。
本发明实施例提供了一种塑料异形管状零件的制作方法，包括：
将管坯水煮交联至交联度达到30～40％后进行热加工变形处理得到成形管件；
将成形管件继续水煮交联直至交联度达到≥70％，定型完成。
交联聚乙烯有三类：硅烷交联聚乙烯、过氧化物交联聚乙烯和辐射交联聚乙烯。由于硅烷交联聚乙烯的交联度可控程度很高(通过热水处理的时间和温度就可以控制硅烷交联聚乙烯的交联度，交联度越高越接近热固性塑料)，同时硅烷交联聚乙烯各类牌号丰富(要求不同强度、刚性、电阻率等性能的异型管可以选择不同的交联聚乙烯牌号来实现)，因此本发明实施例提供的制作方法以硅烷交联聚乙烯来实现。
对于无法一次注塑成型或挤出成型的零件，往往需要后期进行热加工使管坯的某部位软化最终成型为目标形状的管件。而热加工处理时管件温度一般较高，若不对管坯进行交联处理则高温会使得高温处理部位熔化，熔化后无法保持形状就无法实现管坯变形；而若将管坯充分交联后再进行热处理，由于交联度太高，虽然可以成型，但是变形位置的塑料没有交联，在工作状态下该位置成为力学性能薄弱点。
本发明实施例提供的方法，先对管坯进行水煮交联至交联度达到30～40％后进行热加工处理，热处理的高温会使得管件软化但由于经过了一定程度的交联并不会使得对应位置处熔化，变形后对应位置会保持变形后的形状从而能够得到形状与目标管件形状相同的塑料异形管状零件；再将塑料异形管状零件进一步水煮交联至交联度达到≥70％，则完成了管件的定型。由于变形后再继续进行了交联，因此变形位置也有交联，在工作状态下该位置也具有较好的力学性能；且由于完成了交联该形状的零件具有形状记忆功能，受力变形撤除外力后能逐步恢复零件定型的形状，加热状态下恢复的更快。
本发明实施例提供的制作方法，利用了交联聚乙烯的两个特性(未交联前热塑性交联后热固性，以及交联后具备形状记忆功能)，能够大幅降低异形管材的加工难度，并且大幅降低异形管材的原材料成本；采用分步水煮交联结合热加工变形处理来制作塑料异形管状零件，操作方便，成本低，能制得性能好的塑料异形管状零件。
可选地，管坯是通过注塑成型或挤出成型制得。
一般来说注塑成型可直接一步制得目标形状的管件，对于能够注塑成型的塑料异形管状零件一般就直接采用注塑成型后直接水煮交联更为方便；而对于尺寸较大或者较长的异形管状零件，无法通过注塑成型，则需要先挤出成型为管坯后再进行热加工变形为目标形状。因此，本发明实施例提供的方法，更适合应用于无法一次性注塑成型的塑料异形管状零件的制作。
进一步地，热加工变形处理例如可以是热封、翻边、弯曲固定角度或扩口等各种对管件进行变形处理的方式。
进一步地，热加工变形处理的热处理温度为200～250℃。
进一步地，根据不同的目标管件性能要求，可选择不同牌号的硅烷交联聚乙烯。例如：
目标管件的性能要求为：邵氏硬度≥90HD，100℃下拉伸强度≥9MPa，维卡软化点＞130℃，20℃吸水率＜0.01mg/m3；对应可选择牌号为苏州康斯坦普的TA1122HD的硅烷交联聚乙烯、上海高分子研究所的4219和联桥新材的XL95A/05B-Z；
目标管件的性能要求为：邵氏硬度60～80HD，维卡软化点≥115℃，击穿电压≥40KV/mm，20℃的弹性模量≥600MPa；对应可选择牌号为联桥新材的XL95A/05B-L的硅烷交联聚乙烯；
目标管件的性能要求为：邵氏硬度80±5HD，80℃耐马来酸和丙酮腐蚀性能分级A级，维卡软化点＞130℃，长期使用温度80℃；对应可选择牌号为XL95A/05B-Z的联桥新材的硅烷交联聚乙烯。
本发明实施例还提供了一种塑料异形管状零件，其采用本发明实施例提供的制备方法制得。该管件具有成本低，性能好的特点。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例
需要制备如图2所示的塑料异形管状零件，该零件的具体性能要求为：
邵氏硬度≥90HD，100℃下拉伸强度≥9MPa，维卡软化点＞130℃，20℃吸水率＜0.01mg/m3。
制备方法具体为：
选择合乎性能要求的硅烷交联聚乙烯为原料，其牌号为苏州康斯坦普的TA1122HD；
采用挤出成型制得管坯；
将该管坯进行95℃水煮交联2h，至交联度为达到约35％左右；
进行高温225℃左右的热封和翻边技工处理，得到形状与目标管件相同的成型管件；
将该成型管件继续95℃水煮交联7h，使得交联度≥70％定型完成；
定型完成后，进行打孔，打孔完成即得目标塑料异形管状零件。
综上，本发明实施例提供的制备方法，利用了交联聚乙烯的两个特性(未交联前热塑性交联后热固性，以及交联后具备形状记忆功能)，能够大幅降低异形管材的加工难度，并且大幅降低异形管材的原材料成本；采用分步水煮交联结合热加工变形处理来制作异性塑料异形管状零件，操作方便，成本低，能制得性能好的塑料异形管状零件。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种塑料异形管状零件的制作方法，其特征在于，包括：
将原材料为硅烷交联聚乙烯的管坯水煮交联至交联度达到30～40％后进行热加工变形处理得到塑料异形管状零件；
将所述塑料异形管状零件继续水煮交联直至交联度达到≥70％，定型完成。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述管坯是通过注塑成型或挤出成型制得。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述热加工变形处理包括热封、翻边、弯曲固定角度或扩口。
4.根据权利要求1～3所述的制作方法，其特征在于，所述热加工变形处理的热处理温度为200～250℃。
5.根据权利要求1～3任一项所述的制作方法，其特征在于，定型完成后还包括打孔。
6.根据权利要求1～3任一项所述的制作方法，其特征在于，目标管件的性能要求为：邵氏硬度≥90HD，100℃下拉伸强度≥9MPa，维卡软化点＞130℃，20℃吸水率＜0.01mg/m3；
所述硅烷交联聚乙烯的牌号包括苏州康斯坦普的TA1122HD、上海高分子研究所的4219和联桥新材的XL95A/05B-Z。
7.根据权利要求1～3任一项所述的制作方法，其特征在于，目标管件的性能要求为：邵氏硬度60～80HD，维卡软化点≥115℃，击穿电压≥40KV/mm，20℃的弹性模量≥600MPa；
所述硅烷交联聚乙烯的牌号为联桥新材的XL95A/05B-L。
8.根据权利要求1～3任一项所述的制作方法，其特征在于，目标管件的性能要求为：邵氏硬度80±5HD，80℃耐马来酸和丙酮腐蚀性能分级A级，维卡软化点＞130℃，长期使用温度80℃；
所述硅烷交联聚乙烯的牌号为苏州联桥新材的XL95A/05B-Z。
9.一种塑料异形管状零件，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。
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