RU2126323C1 - Экструзия термически сшиваемых материалов - Google Patents

Экструзия термически сшиваемых материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2126323C1
RU2126323C1 RU96121335A RU96121335A RU2126323C1 RU 2126323 C1 RU2126323 C1 RU 2126323C1 RU 96121335 A RU96121335 A RU 96121335A RU 96121335 A RU96121335 A RU 96121335A RU 2126323 C1 RU2126323 C1 RU 2126323C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
extrusion
polyethylene
extruded
thermally crosslinkable
thermoplastic
Prior art date
Application number
RU96121335A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96121335A (ru
Inventor
Моше Котзер
Original Assignee
Пайпекс Лтд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пайпекс Лтд filed Critical Пайпекс Лтд
Publication of RU96121335A publication Critical patent/RU96121335A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2126323C1 publication Critical patent/RU2126323C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/06—Rod-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/16—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
    • B29C48/18—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers
    • B29C48/21—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers the layers being joined at their surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30—Extrusion nozzles or dies
    • B29C48/32—Extrusion nozzles or dies with annular openings, e.g. for forming tubular articles
    • B29C48/335—Multiple annular extrusion nozzles in coaxial arrangement, e.g. for making multi-layered tubular articles
    • B29C48/336—Multiple annular extrusion nozzles in coaxial arrangement, e.g. for making multi-layered tubular articles the components merging one by one down streams in the die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к экструзии продуктов из пластмасс и, в частности, к новому способу непрерывной экструзии продуктов из пластмасс, а также к новым продуктам из пластмасс. Способ экструзии пластмассы включает первый этап экструзии, на котором экструдируют по меньшей мере один слой термически сшиваемого материала в экструзионном аппарате. Нагревают термически сшиваемый материал для обеспечения по меньшей мере заранее заданной минимальной скорости его сшивания на первом этапе экструзии. Одновременно с первым этапом экструзии в экструзионном аппарате осуществляют второй этап экструзии. Он включает экструзию по меньшей мере одного слоя термопластичного материала между термически сшиваемым материалом и по меньшей мере одной стенкой головки экструдера. Описан также экструдированный пластмассовый продукт, полученный указанным способом. Изобретение позволяет снизить высокое сопротивление трения между термически сшиваемым материалом и по меньшей мере одной стенкой головки экструзера. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к экструзии продуктов из пластмасс и, в частности, к новому способу непрерывной экструзии продуктов из пластмасс, а также к новым продуктам из пластмасс.
Недостатком процессов непрерывной экструзии продуктов из пластмасс, например трубы или кабелей в пластиковом покрытии, является возникновение высокого сопротивления трения между экструдируемым пластмассовым продуктом и неподвижной стенкой головки экструдера, что приводит к нежелательным последствиям. В особенности это относится к экструзии термически сшиваемых материалов, при которой сшивание осуществляется в результате воздействия тепла на головку экструдера. Сказанное будет понятно из нижеследующего описания.
Пластмассы обычно подразделяют на две основные категории: термопластичные материалы или термопласты и термореактивные материалы или термореактопласты. Термопластичные материалы в основном состоят из макромолекул, образованных длинными цепочками мономеров, сформированных атомами углерода и/или кремния, причем эти молекулы могут быть как линейными, так и разветвленными и имеют конечные размеры.
Молекулы термореактивных материалов образуют трехмерную сетку, которая теоретически может простираться до бесконечности. Термореактивные материалы можно получать либо сшиванием мономеров, либо сшиванием термопластов. Например, бакелит R (фенолформальдегид) обычно получают сшиванием мономеров, тогда как сшитый полиэтилен получают путем сшивания термопластичного полиэтилена.
Термореактивные материалы предпочтительнее термопластичных по многим показателям, таким, как термостойкость, механическая прочность и низкая ползучесть. Например, после сшивания полиэтилена улучшается его термостойкость и химическая устойчивость, а также такие характеристики, как устойчивость к истиранию и ползучесть.
Несмотря на преимущества термореактивных материалов, существуют определенные трудности их использования. Эти трудности обусловлены особенностями их внутренней структуры, не позволяющими осуществлять тепловое плавление таких материалов для придания им конечной формы. Вследствие этого обработка подобных материалов некоторыми известными способами затруднена.
Особые трудности возникают при использовании этих материалов в экструзионных процессах. Эти затруднения обусловлены тем, что при истечении термореактивные материалы ведут себя как твердые тела, вследствие чего возникает весьма значительное сопротивление трения между экструдируемым продуктом и стенкой головки экструдера. Результатами столь высокого сопротивления трения при экструзии являются понижение производительности, возрастание износа экструзионной головки и экструдируемого продукта и, как следствие, ухудшение качества этого продукта.
Известны способы, в которых для устранения перечисленных трудностей предлагается осуществлять экструзию подобных материалов до того, как они будут переведены в сшитое состояние, причем условия экструзии не должны инициировать сшивание. Сшивание осуществляют на более позднем этапе, уже после экструзии, т.е. после того, как экструдируемый продукт выйдет из головки экструдера.
В описании и формуле изобретения термин "экструзия" используют для обозначения процесса формования экструдируемого материала, осуществляемого до момента выхода этого материала из головки экструдера.
Существует много способов инициирования сшивания после экструзии, отвечающих природе материала, технологии и технологическим предпочтениям изготовителя. В некоторых способах сшивание осуществляется непосредственно после экструзии, тогда как в других способах сшивание производят на более поздних этапах.
В резиновой промышленности вулканизацию (сшивание) натурального термопластичного каучука производят известным много лет способом - добавкой серы и воздействием тепла.
Известен также способ сшивания полиэтилена путем прививки силановых групп на цепочки мономеров, осуществляемой до или после процесса экструзии, и последующего воздействия влажности на экструдированный продукт для инициирования процесса сшивания.
Альтернативный способ сшивания экструдированных полиэтиленовых продуктов заключается в воздействии бета- или гамма-излучения на экструдированный продукт.
Другие способы предполагают приготовление подходящих композиций, способных инициировать сшивание под действием тепла в течение заранее заданного времени. Эти способы предполагают, что экструзию проводят при относительно низкой температуре и/или в течение короткого времени, предотвращая, таким образом, возможность сшивания в процессе экструзии. Операцию сшивания осуществляют позднее путем воздействия тепла на экструдированный продукт при более высокой температуре в течение заранее заданного времени. Нагревание можно осуществлять, например, с помощью горячего азота, горячей солевой ванны, инфракрасным или микроволновым нагревом.
Всем этим известным способам присущи различные недостатки, в том числе необходимость добавления отдельного технологического процесса для достижения требуемой степени сшивания, что приводит к увеличению как длительность процесса производства, так и затрат на его проведение. Во многих случаях качество экструдируемых продуктов ухудшается в результате понижения температуры экструзии и/или добавления сшивающих присадок, имеющих повреждающее действие, таких, как упомянутые силановые группы.
Ранее предпринимались безуспешные попытки осуществления экструзии термореактивных материалов при условиях, которые могли бы обеспечить осуществление сшивания непосредственно в ходе экструзионного процесса.
Одним из известных подобных технических решений является покрытие тефлоном (R) внутренней поверхности головки экструдера с целью снижения сопротивления трения потоку термореактивного материала.
Однако было обнаружено, что в экструзионных процессах тефлон очень быстро истирается, приводя к необходимости частых остановок производства для нанесения нового слоя тефлона на головку экструдера. Подобные технологические остановки приводят к потерям времени производительной работы оборудования как для нанесения нового покрытия на головку, так и в результате дополнительных затрат времени на запуск и выход на режим при каждом повторном запуске процесса после операции нанесения покрытия. Эти потери производительного времени, а также высокие дополнительные расходы на материал тефлонового покрытия и на его нанесение приводят к неприемлемо значительному возрастанию производственных затрат.
Задачей настоящего изобретения являются разработка усовершенствованных способов экструзии продуктов из пластмасс, а также новые продукты из пластмасс, изготовленные этими способами.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагается способ экструзии пластмасс, включающий:
первый этап экструзии, включающий экструзию по меньшей мере одного слоя термически сшиваемого материала в экструзионном аппарате, имеющем по меньшей мере одну стенку головки экструдера;
второй этап экструзии, осуществляемый в экструзионном аппарате одновременно с первым этапом и включающий экструзию по меньшей мере одного слоя термопластичного материала между термически сшиваемым материалом и по меньшей мере одной стенкой головки экструдера, и
нагревание термически сшиваемого материала для обеспечения по меньшей мере заранее заданной минимальной скорости сшивания указанного материала на этапах экструзии пластмассы.
Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения на первом этапе экструзии проводят экструзии термически сшиваемого материала в форме трубки, а на втором этапе экструзии проводят экструзию концентрических слоев термопластичного материала между термосшиваемым материалом и обеими стенками экструзионного аппарата - как внешней, так и внутренней.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предложен способ изготовления композиционных продуктов, состоящих из пластмассового и непластмассового компонентов, например, кабеля в пластиковом покрытии.
Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагаемый способ включает также этап сшивания термопластичного материала, реализуемый после первого и второго этапов экструзии.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагаемый способ включает также этап удаления термопластичного материала, нанесенного путем экструзии между термически сшиваемым материалом и внешней стенкой головки экструдера, причем этот этап выполняют после первого и второго этапов экструзии.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения между термически сшиваемым материалом и слоем термопласта экструдируют один или более слоев пластмассы.
Настоящее изобретение поясняет следующее подробное описание, сопровождаемое чертежами, на которых:
фиг. 1A иллюстрирует типичные характеристики скорости потока типичного термопластичного материала, протекающего через головку экструдера;
фиг. 1B иллюстрирует характеристики скорости потока типичного термореактопласта, протекающего через головку экструдера;
фиг. 1C иллюстрирует типичные характеристики скорости потока композита, состоящего из термореактопласта, нанесенного на наружную поверхность нетермореактивного материала, наблюдаемые при течении композита через головку экструдера согласно способу, предлагаемому в настоящем изобретении;
фиг. 2 иллюстрирует способ экструзии согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения;
фиг. 3 представляет поперечный разрез по линии 3-3 схемы, представленной на фиг. 2;
фиг. 4 иллюстрирует способ экструзии согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения, а также продукт, получаемый этим способом;
фиг. 5 представляет поперечный разрез по линии 5-5 схемы, представленной на фиг. 4.
Для представления в общем виде проблемы, решаемой благодаря настоящему изобретению, обратимся к фиг. 1A-1C, на которых представлены типичные характеристики потока для пластиковых продуктов различного типа при их прохождении через головку (10) экструдера. Длина стрелок на фигурах соответствует относительным величинам скоростей потока экструдируемых пластиковых продуктов через головку (10).
На фиг. 1A пластиковым продуктом является типичный термопласт (12), такой, как полипропилен (PP). На фигуре видно, что этот материал характеризуется быстрым течением через головку (10), что определяет относительно высокие скорости процесса производства и относительно низкий уровень истирания головки.
На фиг. 1B пластиком является типичный сшитый термореактивный материал, такой, как сшитый полиэтилен (x-PE). Поскольку этот материал сшит, т.е. структурирован, он не имеет той тенденции к растягиванию, которая проиллюстрирована предыдущим примером (фиг. 1A), напротив, наблюдается высокое сопротивление трения между этим материалом и внутренней поверхностью головки экструдера, обусловливающее низкие скорости производственного процесса и значительный уровень истирания головки и получаемого продукта.
На фиг. 1C представлены типичные характеристики пластикового продукта, изготовленного согласно настоящему изобретению. Характеристики потока являются характеристиками композиционного материала, имеющего внутреннюю составляющую (16) из типичного сшитого термореактивного материала (14) и внешнюю составляющую (18), образованную типичным термопластом (12). На основании изложенного можно и оценить тот факт, что композиционный продукт, состоящий главным образом из термореактопласта (14) и имеющий внешнюю составляющую (18) из термопласта, встречает относительно невысокое сопротивление трения и проходит через головку экструдера с относительно большой скоростью, обнаруживая относительно низкий уровень истирания как головки, так и самого композиционного продукта.
На фиг. 2 и 3 представлен пример экструзионного аппарата, используемого для осуществления процесса изготовления композиционных пластиковых труб способом согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения.
Узел (20) экструзионной головки имеет внешнюю, обычно цилиндрическую, стенку (22) головки и внутреннюю, обычно цилиндрическую, часть (24) головки. Внутренняя часть (24) головки связана с внешней стенкой головки (22) посредством по меньшей мере одной перемычки-направляющей (26). Экструзионный объем (28) определяется пространством между внешней стенкой головки (22) и внутренним элементом (24).
Главный экструдер (30) под давлением подает в экструзионный объем (28) термически сшиваемый материал, формируя внутреннюю сердцевину (28a) (фиг. 3).
Одновременно с подачей термически сшиваемого материала через второй экструдер (32) подают первый термопластичный материал во внешнюю зону экструзионного объема (28). Этот первый термопластичный материал поступает по каналу (34) через коллектор (36) и образует первый внешний слой (28b), наносимый на наружную поверхность сердцевины.
Одновременно с подачей термически сшиваемого материала и первого термопласта через третий экструдер (38) подают второй термопластичный материал во внутреннюю зону экструзионного объема (28). Этот второй термопластичный материал поступает по каналу (40), через перемычку (26) и коллектор (42) в элемент головки (24) и образует второй внешний слой (28c) (фиг. 3), наносимый на внутреннюю поверхность сердцевины.
Таким образом, можно видеть, что получаемая трубка является композиционным продуктом, имеющим цилиндрическую внутреннюю сердцевину из термореактивного материала (28a), заключенную между двумя цилиндрическими наружными слоями-оболочками из термопласта (28b и 28c), нанесенными на наружную и внутреннюю поверхности сердцевины.
В одном из вариантов осуществления изобретения первый внешний слой (28b) после экструзии удаляют и возвращают материал в технологический процесс.
Специалистам ясно, что в других вариантах осуществления изобретения возможно нанесение одного или более дополнительных слоев между сердцевиной (28a) и любым из наружных слоев (28b) и (28c) или между сердцевиной и обоими этими слоями. Дополнительные слои могут быть образованы термореактивными или термопластичными материалами, а также могут формироваться из материалов, не являющихся пластиками - главное, чтобы по меньшей мере внутренняя сердцевина была образована термореактивным материалом, а внешние слои состояли из термопластичного материала.
Для реализации желательной скорости термосшивания материала сердцевины (28a) в процессе экструзии экструзионную головку нагревают с помощью нагревательного устройства, схематически представленного поз. (43), причем продолжительность пребывания обрабатываемого продукта внутри головки экструдера должна быть не меньше заранее заданного промежутка времени. Количество тепла и время подбирают таким образом, чтобы достичь по меньшей мере заранее заданной минимальной скорости сшивания продукта в процессе экструзии. Минимальной желательной скоростью сшивания считают скорость, при которой степень сшивания материала сердцевины (28a) становится выше минимальной в пределах, определяемых тем фактом, что в отсутствие наружного слоя термопластичного материала движение материала сердцевины через головку экструдера будет осуществлять с высоким сопротивлением трения.
Следует иметь в виду, что для осуществления способа согласно изобретению можно использовать экструдеры различных типов. В их число входят, например, одношнековые, двухшнековые и плунжерные экструдеры.
Следует также понимать, что для осуществления способа согласно изобретению могут использоваться различные способы совместной экструзии, отличающиеся от способов, рассмотренных в настоящем описании.
Для формирования внутренней сердцевины и наружного слоя можно использовать любые подходящие материалы при условии, что материал внутренней сердцевины является термореактопластом, а материалом наружный слоев служит термопласт; следует также иметь в виду, что термопластичные материалы наружного слоя также могут быть сшиваемыми, хотя в этом случае сшивание должно быть осуществлено после экструзии, для чего может быть использован любой известный метод послеэкструзионного сшивания. Ниже представлены примеры предпочтительных комбинаций материалов.
Пример I
Продукт: трубка, имеющая следующие размеры:
наружный диаметр - 40 мм
толщина внутренней сердцевины из термореактивного материала - 3.0 мм
толщина слоя термопластичного материала, нанесенного на наружную поверхность сердцевины, - 0.3 мм
толщина слоя термопластичного материала, нанесенного на внутреннюю поверхность сердцевины, - 0.3 мм.
Материал сердцевины:
полиэтилен высокой плотности (HDPE) марки NCPE 1878 (производство фирмы Neste Chemicals) - 99%,
сшивающий агент: ди-третбутилпероксид (DTBP) - 0.5%,
антиоксидант марки IRGANOX 1076 (производство фирмы Ciba-Geigy) - 0.5%.
Тип экструдера: Weber ES 30
Температура в цилиндре экструдера: 130-150oC.
Термопластичный материал, наносимый на наружную поверхность сердцевины:
черный полиэтилен высокой плотности марки NCPE 2467-BL (производство фирмы Neste Chemicals), содержащий:
полиэтилен высокой плотности - 97.5% и
углеродную сажу - 2.5%.
Тип экструдера: Weber ES 30
Температура в цилиндре экструдера: 160-190oC.
Термопластичный материал, наносимый на внутреннюю поверхность сердцевины:
полиэтилен высокой плотности, сорт NCPE 3419 (производство фирмы Neste Chemicals) - 99.5% и
антиоксидант марки IRGANOX 1076 (производство фирмы Ciba-Geigy) - 0.5%.
Тип экструдера: Weber ES 30
Температура в цилиндре экструдера: 160-190oC.
Температура в головке экструдера: 200-220oC.
Пример II
Продукт и оборудование те же, что в примере 1.
Материал сердцевины:
полиэтилен средней плотности (MDPE) марки Lupolen 3521C (производство фирмы BASF Aktingesellschaft) - 96.5% и
углеродная сажа - 2.5%
сшивающий агент:
2,5-диметил-2,5-ди(третбутилперокси)гексин(3) - 1%.
Температура в цилиндре экструдера: 130-150oC.
Термопластичный материал, наносимый на наружную поверхность сердцевины:
сополимер этилена и винилового спирта (EVOH), сорт EVAL E 105 (производство фирмы Kuraray Co., Ltd).
Температура в цилиндре экструдера: 170-210oC.
Термопластичный материал, наносимый на внутреннюю поверхность сердцевины:
полиэтилен средней плотности, сорт Lupolen 3521 C (производство фирмы BASF Aktingesellschaft) - 99% и
антиоксидант марки IRGANOX 1076 (производство фирмы Ciba-Gelgy) - 1.0%.
Температура в цилиндре экструдера: 150-180oC.
Температура в головке экструдера: 190-210oC.
Пример III
Продукт: трубка, имеющая следующие размеры:
наружный диаметр - 50 мм
толщина сердцевины из термореактивного материала - 4.0 мм
толщина каждого внешнего слоя термопластичного материала - 0.4 мм.
Материал сердцевины:
фенолформальдегид марки Bakelite 31-1549-s (производство фирмы Bakelite AG).
Тип экструдера: Jolly GP 1300 (производство фирмы B.M.Biraghi S.p.A.)
Температура в цилиндре экструдера: 70-90oC.
Материал обоих слоев термопласта:
Полиэтилен высокой плотности марки ELTEX B-4002 (производство фирмы Solvay S.A.).
Тип экструдера: Weber ES 30.
Температура в цилиндре экструдера: 160-190oC.
Температура в головке экструдера: 200-220oC.
После экструзии слой полиэтилена высокой плотности, нанесенный на наружную поверхность сердцевины, удаляют и возвращают в производственный процесс.
На фиг. 4 и 5 представлен пример экструзионного аппарата и проиллюстрирован способ экструзии согласно одному из предпочтительных примеров осуществления изобретения, предлагаемому для производства композиционных продуктов, например, кабелей в пластиковом покрытии.
Узел головки экструдера (50) включает внешнюю, обычно цилиндрическую стенку (52) головки, которую пересекает обрабатываемый кабель (54), движущийся в направлении, указываемом стрелкой (56). Внешняя стенка (52) головки и кабель (54) определяют границы экструзионного объема (58).
Из главного экструдера (60) по магистрали (61) в экструзионный объем (58) поступает термически сшиваемый материал для формирования сердцевинного слоя (58a) (фиг. 5) оболочки кабеля. Одновременно с подачей термически сшиваемого материала через второй экструдер (62) во внешнюю зону экструзионного объема (58) подают термопластичный материал. Этот термопласт поступает по каналу (64) и коллектору (66) и формирует наружный слой (58b) (фиг. 5) оболочки.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения наружный слой (58b) после экструзии удаляют и возвращают в технологический процесс.
Специалистам понятно, что в других вариантах осуществления настоящего изобретения между сердцевинным слоем оболочки (58a) и наружным слоем (58b) можно дополнительно нанести один или несколько слоев. Эти промежуточные слои могут быть сформированы либо из термореактопласта или термопласта либо из материала, не относящегося к пластикам - главное, чтобы по меньшей мере внутреннй сердцевинный слой был образован термореактивным материалом, а наружный слой состоял из термопласта.
Для обеспечения желательной скорости термосшивания материала внутренней сердцевины (58a) (фиг. 4 и 5) в процессе экструзии головку экструдера нагревают с помощью нагревательного устройства, схематически представленного поз. (63), причем продолжительность пребывания обрабатываемого продукта внутри головки экструдера должна быть не меньше заранее заданного промежутка времени. Количество тепла и время подбирают таким образом, чтобы обеспечить по меньшей мере заранее заданную минимальную скорость сшивания продукта в процессе экструзии. Минимальной желательной скоростью сшивания считают скорость, при которой степень сшивки материала сердцевины (28a) становится выше минимальной в пределах, определяемых тем фактом, что в отсутствие наружного слоя термопластичного материала движение материала сердцевины через головку экструдера будет осуществляться с высоким сопротивлением трения.
Следует иметь в виду, что для осуществления способа согласно изобретению можно использовать экструдеры различных типов. В их числе входят, например, одношнековые, двухшнековые и плунжерные экструдеры.
Следует также иметь в виду, что для осуществления способа согласно изобретению могут использоваться различные методы совместной экструзии, отличающиеся от методов, рассмотренных в настоящем описании.
Для формирования внутренней сердцевины и наружного слоя можно использовать любые подходящие материалы при условии, что материал внутренней сердцевины является термореактопластом, а материалом наружных слоев служит термопласт. Следует также иметь в виду, что термопластичные материалы наружного слоя также могут быть сшиваемыми, хотя в этом случае сшивание должно быть осуществлено после экструзии, для чего может быть использован любой известный метод послеэкструзионного сшивания. Ниже представлены примеры типичных комбинаций материалов.
Пример IV
Пример: электрический кабель, имеющий следующие размеры:
диаметр жилы из медного провода - 8.0 мм
диаметр внутренне1 сердцевины оболочки - 17.6 мм
диаметр наружного слоя термопластичного материала - 18.2 мм
Материал сердцевины оболочки:
линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) марки DOWLEX 2344 E (производство фирмы Dow Сhemicals) - 99%,
сшивающий агент: ди-третбутилпероксид - 0.5% и
антиоксидант марки IRGANOX 1076 (производство фирмы Ciba-Geigy) - 0.5%
Тип экструдера: Weber ES 60
Температура в цилиндре экструдера: 130-150oC.
Термопластичный материал:
полиэтилен низкой плотности марки Lupolen 2841D (производство фирмы BASF Aktingesellschaft) - 97%,
углеродная сажа - 2.5% и
антиоксидант марки IRGANOX 1076 (производство фирмы Ciba-Geigy) - 0.5%
Тип экструдера: Weber ES 30
Температура в цилиндре экструдера: 150-180oC
Температура в головке экструдера: 190-210oC.
Пример V
Продукт и материал сердцевины те же, что в примере IV, однако термопластом является:
сшиваемый полиэтилен низкой плотности марки Polidan EC-41 - 95% и
катализатор PS NC1/PE - 5% (оба материала производства фирмы Padanaplast S.p.A.).
После экструзии наружный слой из термопластичного материала может быть сшит путем помещения продукта в паровую камеру примерно на 60 минут.
Пример VI
Продукт: электрический кабель, имеющий следующие размеры:
диаметр жилы из медного провода - 8.0 мм
диаметр внутренней сердцевины оболочки - 12.0 мм
диаметр промежуточного слоя термопласта - 16.0 мм
диаметр наружного слоя термопласта - 18.2 мм
Материал сердцевины оболочки:
линейный полиэтилен низкой плотности марки DOWLEX 2344E (производство фирмы Dow Chemicals) - 99%,
сшивающий агент: ди-третбутилпероксид - 0.5% и
антиокислитель марки IRGANOX 1076 (производство фирмы iba-Geigy) - 0.5%
Тип экструдера: Weber ES 60
Температура в цилиндре экструдера: 130-150oC.
Термопластичный материал промежуточного слоя:
полиэтилен низкой плотности марки Lupolen 2841D (производство фирмы BASF Aktingesellschaft).
Термопластичный материал наружного слоя:
полиэтилен низкой плотности марки Lupolen 2841D (производство фирмы BASF Aktingesellschaft) - 97%,
углеродная сажа - 2.5% и
антиоксидант марки IRGANOX 1076 (производство фирмы Ciba-Geigy) - 0.5%.
Тип экструдера: Weber ES 45.
Температура в цилиндре экструдера: 150-180oC.
Температура в головке экструдера: 190-210oC.
Специалистам ясно, что вышеописанные способы обеспечивают более высокую производительность, чем известные методы экструзии пластмассовых изделий, состоящих, в основном, из термореактопластов или термически сшиваемых материалов, и в то же время снижают истирание головки экструдера и улучшают качество вырабатываемого продукта.
Исходя из принципов, изложенных выше, и основываясь на вышеприведенном иллюстративном описании, можно изготавливать любые типы экструдируемых пластмассовых или композиционных (пластмасса в сочетании с другим материалом) продуктов, причем следует иметь в виду, что изобретение не ограничивается трубками и кабелями с пластмассовым покрытием.
Специалистам ясно также, что изобретение не ограничивается приведенными описанием и чертежами. Объем настоящего изобретения определяется только формулой изобретения, представленной ниже.

Claims (18)

1. Способ экструзии пластмассы, включающий первый этап экструзии, на котором экструдируют по меньшей мере один слой термически сшиваемого материала в экструзионном аппарате, имеющем по меньшей мере одну стенку головки экструдера, и нагревают термически сшиваемый материал для обеспечения по меньшей мере заранее заданной минимальной скорости сшивания указанного материала на упомянутом первом этапе экструзии, отличающийся тем, что он включает второй этап экструзии, осуществляемый в экструзионном аппарате одновременно с первым этапом и включающий экструзию по меньшей мере одного слоя термопластичного материала между термически сшиваемым материалом и по меньшей мере одной стенкой головки экструдера для снижения высокого сопротивления трения, которое возникло бы в ином случае между термически сшиваемым материалом и по меньшей мере одной стенкой головки экструдера.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе экструзии проводят экструзию термически сшиваемого материала в форме трубы, а на втором этапе экструзии проводят экструзию концентрических слоев термопластичного материала между термически сшиваемым материалом и обеими стенками экструзионного аппарата как внутренней, так и внешней.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает формирование экструдированного пластмассового покрытия на непластмассовой сердцевине с формированием композиционного продукта.
4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что он дополнительно включает этап сшивания термопластичного материала после указанных первого и второго этапов экструзии.
5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что дополнительно после первого и второго этапов экструзии проводят удаление слоя термопласта, экструдированного между термически сшиваемым материалом и внешней стенкой головки.
6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что в качестве термически сшиваемого материала используют полиэтилен или сополимер полиэтилена.
7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что между термически сшиваемым материалом и по меньшей мере одним из слоев термопластичного материала экструдируют по меньшей мере один дополнительный слой материала.
8. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве термосшиваемого материала используют полиэтилен или сополимер полиэтилена и по меньшей мере один из концентрических слоев термопластичного материала образован полиэтиленом или сополимером полиэтилена.
9. Способ по.2, отличающийся тем, что в качестве термосшиваемого материала используют полиэтилен или сополимер полиэтилена и между термосшиваемым материалом и по меньшей мере одним из слоев термопластичного материала экструдируют по меньшей мере один дополнительный слой пластмассы.
10. Экструдированный пластмассовый продукт, полученный способом, включающим экструзию на первом этапе по меньшей мере одного слоя термически сшиваемого материала в экструзионном аппарате, имеющем по меньшей мере одну стенку головки экструдера, и нагревание термически сшиваемого материала для обеспечения по меньшей мере заранее заданной минимальной скорости сшивания указанного материала на упомянутом первом этапе, отличающийся тем, что способ включает второй этап экструзии, осуществляемый в экструзионном аппарате одновременно с первым этапом и включающий экструзию по меньшей мере одного слоя термопластичного материала между термически сшиваемым материалом и по меньшей мере одной стенкой головки экструдера для снижения высокого сопротивления трения, которое возникло бы в ином случае между термически сшиваемым материалом и по меньшей мере одной стенкой головки экструдера.
11. Продукт по п.10, отличающийся тем, что экструдированный термически сшиваемый материал выполнен в форме трубки, а термопластичный материал включает концентрические слои, экструдированные между термически сшиваемым материалом и обеими стенками экструзионного аппарата как внутренней, так и внешней.
12. Продукт по п.10, отличающийся тем, что он включает композиционный продукт из экструдированного пластмассового покрытия на непластмассовой сердцевине.
13. Продукт по любому из пп.10 - 12, отличающийся тем, что термопластичный материал подвергнут сшиванию после указанных первого и второго этапов экструзии.
14. Продукт по любому из пп.10 - 13, отличающийся тем, что слой термопласта, экструдированного между термически сшиваемым материалом и внешней стенкой головки, удален после первого и второго этапов экструзии.
15. Продукт по любому из пп.10 - 14, отличающийся тем, что термически сшиваемым материалом является полиэтилен или сополимер полиэтилена.
16. Продукт по любому из пп.10 - 15, отличающийся тем, что между термически сшиваемым материалом и по меньшей мере одним из слоев термопластичного материала экструдирован, по меньшей мере один дополнительный слой материала.
17. Продукт по п. 11, отличающийся тем, что термосшиваемым материалом является полиэтилен или сополимер полиэтилена и по меньшей мере один из концентрических слоев термопластичного материала является полиэтиленом или сополимером полиэтилена.
18. Продукт по п. 11, отличающийся тем, что термосшиваемым материалом является полиэтилен или сополимер полиэтилена и между термосшиваемым материалом и по меньшей мере одним из слоев термопластичного материала экструдирован по меньшей мере один дополнительный слой пластмассы.
RU96121335A 1993-03-24 1994-03-23 Экструзия термически сшиваемых материалов RU2126323C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL10515993A IL105159A (en) 1993-03-24 1993-03-24 Extrusion of thermostatic materials
PCT/GB1994/000606 WO1994021441A1 (en) 1993-03-24 1994-03-23 Extrusion of thermally cross-linkable materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96121335A RU96121335A (ru) 1999-02-10
RU2126323C1 true RU2126323C1 (ru) 1999-02-20

Family

ID=11064650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96121335A RU2126323C1 (ru) 1993-03-24 1994-03-23 Экструзия термически сшиваемых материалов

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5573720A (ru)
EP (1) EP0678069B1 (ru)
JP (1) JPH09508864A (ru)
KR (1) KR100255543B1 (ru)
AU (1) AU678448B2 (ru)
BG (1) BG62763B1 (ru)
CA (1) CA2154249C (ru)
CZ (1) CZ286712B6 (ru)
DE (1) DE69400866T2 (ru)
DK (1) DK0678069T3 (ru)
ES (1) ES2096461T3 (ru)
FI (1) FI963425A (ru)
GR (1) GR3022436T3 (ru)
HU (1) HU219384B (ru)
IL (1) IL105159A (ru)
RU (1) RU2126323C1 (ru)
WO (1) WO1994021441A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189590U1 (ru) * 2018-11-14 2019-05-28 Сергей Владимирович Матвеев Ручной экструдер для сварки пластиков

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI965182A (fi) 1996-04-04 1997-10-05 Conenor Oy Menetelmä ja laite puristetun muovituotteen tekemiseksi ja muovituote
SE521725C2 (sv) 1995-09-20 2003-12-02 Uponor Innovation Ab Ihålig produkt av termoplastmaterial samt sätt för extrudering av densamma
WO1997010936A2 (en) * 1995-09-20 1997-03-27 Uponor B.V. Method for heating and/or cross-linking of polymers and apparatus therefor
SE519100C2 (sv) 1998-10-23 2003-01-14 Wirsbo Bruks Ab Anordning och förfarande för tillverkning av extruderbara formstycken av förnätningsbara polymermaterial
FI108625B (fi) * 1999-11-24 2002-02-28 Nextrom Holding Sa Silaanisilloitusmenetelmä
US6626206B1 (en) 2000-01-20 2003-09-30 Extrusion Dies, Inc. Feedblock for adjusting the dimensions of a set of co-extruded layers of a multi-layer sheet
US6447835B1 (en) 2000-02-15 2002-09-10 Scimed Life Systems, Inc. Method of coating polymeric tubes used in medical devices
CA2478814C (en) * 2002-03-20 2007-06-05 Nkt Flexibles I/S Process for the production of a polymer layer of a flexible offshore pipe and a flexible unbonded offshore pipe
DE10251152B4 (de) 2002-10-31 2007-10-04 Rehau Ag + Co. Extrudieren von peroxidischen vernetzbaren Formteilen aus Kunststoff
US20040219317A1 (en) * 2003-01-22 2004-11-04 Wellstream International Limited Process for manufacturing a flexible tubular pipe having extruded layers made of crosslinked polyethylene
US7803310B2 (en) * 2005-06-14 2010-09-28 Omni Life Science, Inc. Crosslinked polyethylene article
FI20055673L (fi) * 2005-12-14 2007-06-15 Conenor Oy Menetelmä komposiittituotteen tekemiseksi ja komposiittituote
DE102006011362A1 (de) 2006-03-09 2007-09-27 Bühler AG Herstellung von Artikeln mit verschiedenem Gehalt an Zusatzstoffen
FI20100374A (fi) * 2010-11-16 2012-05-17 Aarne Juho Henrik Heino Kerrostetun muoviputken valmistusmenetelmä
US9522496B2 (en) * 2012-12-04 2016-12-20 Pexcor Manufacturing Company Inc. Production method of plastic pipe in layers
GB201318915D0 (en) 2013-10-25 2013-12-11 Wellstream Int Ltd Flexible pipe body and method of producing same

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB217703A (en) * 1923-04-23 1924-06-26 Albert George Brown Improvements in nozzles
DE1544704B2 (de) * 1965-05-28 1970-07-16 Chemische Werke Hüls AG, 4370 Mari Vernetzbare Formmassen aus Polybuten-1
GB1158011A (en) * 1966-03-14 1969-07-09 Thomas Paul Engel Improvements in or relating to apparatus and process for the preparation of Polymeric Materials
GB1199224A (en) * 1968-05-15 1970-07-15 Ici Ltd Cross-Linking Process
US3928525A (en) * 1970-12-29 1975-12-23 Mitsubishi Petrochemical Co Method for forming and vulcanizing vulcanizable materials
US4091064A (en) * 1973-08-22 1978-05-23 Dainichi Nihon Densen Kabushiki Kaisha Process for producing electric cable insulated with cured polyolefin
DE2601815A1 (de) * 1975-03-05 1976-09-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Verfahren und vorrichtung zur blasformung von werkstoffen aus hitzehaertenden hochmolekularen verbindungen
DE2534635C3 (de) * 1975-08-02 1978-03-16 Allgemeine Synthetische Gesellschaft Etablissement, Vaduz Verfahren zum Herstellen eines heißwasserbeständigen Kunststoffrohres
US4088434A (en) * 1975-08-18 1978-05-09 The Japan Steel Works Ltd. Die for continuously extruding hollow articles from thermosetting resins
DE2706688C2 (de) * 1977-02-17 1982-05-06 Röhm GmbH, 6100 Darmstadt Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Recken eines Kunststoffbandes
JPS59124814A (ja) * 1982-12-30 1984-07-19 Asahi Chem Ind Co Ltd 熱可塑性樹脂の延伸成形法
US4629650A (en) * 1982-12-30 1986-12-16 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing molded thermoplastic resin
FI79261C (fi) * 1983-03-29 1989-12-11 Mitsui Toatsu Chemicals Foerfarande och anordning foer formning av i vaerme haerdbara plaster.
JPS59232838A (ja) * 1983-06-15 1984-12-27 Fujikura Ltd 四フツ化エチレン樹脂被覆線条体の製造方法
AU550965B2 (en) * 1983-10-14 1986-04-10 Dow Chemical Company, The Coextruded multi-layered articles
JPH0615194B2 (ja) * 1983-11-22 1994-03-02 三井東圧化学株式会社 合成樹脂複合管の製造方法及び装置
DE3516470A1 (de) * 1985-05-08 1986-11-13 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren und vorrichtung zur herstellung blasgeformter hohlkoerper aus thermoplastischen kunststoffen
JPH0611516B2 (ja) * 1986-06-04 1994-02-16 エクセル株式会社 部分的に組成の異なる中空成形品及びその製造装置
DE3704698A1 (de) * 1987-02-14 1988-08-25 Bekum Maschf Gmbh Coextrusionskopf
ES2030894T3 (es) * 1987-07-08 1992-11-16 Soplar Sa Dispositivo de coextrusion
DE3902270A1 (de) * 1989-01-26 1990-08-02 Guenter Dipl Ing Richter Verfahren und vorrichtung zur diskontinuierlichen herstellung mehrschichtiger, coextrudierter, schlauchartiger vorformlinge aus thermoplastischem kunststoff
DE3904588A1 (de) * 1989-02-16 1990-08-23 Freudenberg Carl Fa Verfahren zur herstellung eines fadenverstaerkten und stranggepressten gummikoerpers
US5393536A (en) * 1993-04-05 1995-02-28 Crane Plastics Company Coextrusion apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189590U1 (ru) * 2018-11-14 2019-05-28 Сергей Владимирович Матвеев Ручной экструдер для сварки пластиков

Also Published As

Publication number Publication date
EP0678069B1 (en) 1996-11-06
DE69400866D1 (de) 1996-12-12
HU219384B (en) 2001-03-28
US5573720A (en) 1996-11-12
KR100255543B1 (ko) 2000-05-01
WO1994021441A1 (en) 1994-09-29
EP0678069A1 (en) 1995-10-25
CZ242896A3 (en) 1997-04-16
ES2096461T3 (es) 1997-03-01
DE69400866T2 (de) 1997-05-07
CZ286712B6 (en) 2000-06-14
GR3022436T3 (en) 1997-04-30
BG62763B1 (bg) 2000-07-31
KR970701622A (ko) 1997-04-12
AU6286894A (en) 1994-10-11
BG100832A (en) 1997-07-31
CA2154249A1 (en) 1994-09-29
IL105159A0 (en) 1993-07-08
AU678448B2 (en) 1997-05-29
DK0678069T3 (da) 1997-04-28
JPH09508864A (ja) 1997-09-09
HU9602144D0 (en) 1996-10-28
IL105159A (en) 1996-11-14
CA2154249C (en) 2002-01-08
FI963425A0 (fi) 1996-09-02
FI963425A (fi) 1996-09-02
HUT76431A (en) 1997-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2126323C1 (ru) Экструзия термически сшиваемых материалов
US3212135A (en) Plastic extrusion
US3646186A (en) Process for producing continuous round jacketed lightguides
US6309574B1 (en) Extrusion of high molecular weight polymers
US2581769A (en) Extrusion die
AU664309B2 (en) Process and device for producing extrudates from ultra-high molecular weight polyethylene
US3773449A (en) Apparatus for producing continuous round jacketed lightguides
NL7811121A (nl) Werkwijze ter vervaardiging van kunststofbuizen, als- mede inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.
US3393427A (en) Extrusion die
US2834054A (en) Process for extruding polychlorotrifluoroethylene
US2791806A (en) Extrusion of polytetrafluoroethylene at temperatures above the normal melting point
CA2495717A1 (en) Method in an extrusion process, an extrusion process and an apparatus for an extrusion process
GB2186833A (en) Pultrusion method
FR2574699A1 (fr) Systeme de gainage d'une ame sensible a la temperature de fusion du materiau de gainage, procede de gainage en resultant, application aux poudres et aux fibres plastiques gainees
US3309436A (en) Extrusion method
CN113427737A (zh) 一种可溶性铁氟龙加工装置及其加工工艺
NZ262927A (en) Extrusion of thermally cross-linkable plastics material concurrently with an outer thermoplastics layer to reduce wear on the die, the cross-linking being achieved within the extruder or during extrusion
EP0515387A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A LOW DENSITY POLYTETRAFLUOROETHYLENE INSULATED CABLE.
PL174357B1 (pl) Sposób wytłaczania materiałów sieciowanych termicznie
JPS6116828A (ja) 熱硬化性樹脂のスクリユ−型押出成形装置
ES374058A1 (es) Metodo de extrusion de plasticos.
SU1007561A3 (ru) Устройство дл наложени изол ции на кабельные издели экструдированием вулканизуемых полиолефинов
US2688767A (en) Apparatus for continuously making vulcanized articles
Stevens et al. Practical extrusion processes and their requirements
FI63046B (fi) Saett att tillverka ett foeremaol av tvaerbunden polymer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050324