本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)塑料管材的制造及方法，屬于高分子材料加工成型領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著塑料產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，塑料管材憑借其質(zhì)量輕、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于石油化工、農(nóng)業(yè)灌溉、城市建設(shè)、電力電纜等多個(gè)領(lǐng)域，但是與傳統(tǒng)的混凝土管材和金屬管材相比，塑料管材仍存在機(jī)械強(qiáng)度低、耐蠕變性差、尺寸穩(wěn)定性差等缺陷，這些缺陷大大限制了塑料管材的推廣與應(yīng)用。目前提高管材性能的方法主要集中在以下四個(gè)方面：增加壁厚、改進(jìn)配方及分子結(jié)構(gòu)、雙壁波紋管或者加入徑向加強(qiáng)結(jié)構(gòu)、各種復(fù)合管材，而其中又以復(fù)合管材和改進(jìn)分子結(jié)構(gòu)應(yīng)用得更為廣泛。

復(fù)合管材主要包括鋁塑復(fù)合、鋼塑復(fù)合和涂塑復(fù)合等，這些復(fù)合管材不僅具備金屬管材的高強(qiáng)度和耐沖擊，而且具備了塑料管材的耐腐蝕、不易結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)。專利CN2011202666790.X公開了一種塑料共擠復(fù)合管材的模具，在現(xiàn)有模具基礎(chǔ)上通過更換流道錐等部件實(shí)現(xiàn)金屬骨架塑料復(fù)合管材生產(chǎn)制造。專利CN201520828866.1公開了一種連續(xù)纖維布或纖維布套多層共擠出模具，利用復(fù)合模頭、復(fù)合外模以及芯模、口模和模頭壓板使得纖維層在通過口模端口時(shí)被來自主料流道和輔料流道的樹脂均勻的包覆形成多層的纖維復(fù)合管材。復(fù)合管材綜合了多種材料的性能，但是仍存在界面粘接性能較差、工藝復(fù)雜、造價(jià)較高等缺陷。

通過拉伸取向改變分子結(jié)構(gòu)來獲得具有增強(qiáng)性能的管材也是熱門的研究方向。經(jīng)過拉伸的聚合物可以使其機(jī)械性能、阻隔性能、光學(xué)性能都有不同程度的提高。專利ZL97107852.1公開了一種自增強(qiáng)塑料管材的制備方法及裝置，在普通擠出成型裝置的基礎(chǔ)上，通過芯棒與口模的相對(duì)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生剪切作用，使得塑料熔體大分子鏈沿管徑向取向，獲得徑向強(qiáng)度大大提高的純塑料自增強(qiáng)管材。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，該方法綜合拉伸取向及復(fù)合管材兩種方式制備高性能增強(qiáng)管材，增強(qiáng)層材料采用氣囊進(jìn)行可控的雙向拉伸；復(fù)合的內(nèi)外層材料與增強(qiáng)層材料為同種塑料或者相同極性塑料，克服金屬塑料復(fù)合管材界面不穩(wěn)定、易剝離的缺點(diǎn)；采用連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)增強(qiáng)層過程與復(fù)合內(nèi)外層過程為連續(xù)進(jìn)行，克服復(fù)合管材多次加工能耗大、成本高的缺點(diǎn)。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，提供以下技術(shù)方案：一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，主要由限位拉桿、底部法蘭、密封圈、加熱裝置、旁側(cè)機(jī)頭、機(jī)頭體、口模壓板、口模、運(yùn)動(dòng)芯模、通氣芯軸、通氣軸、初步定徑氣囊、初步定徑裝置、牽引裝置、擴(kuò)張裝置、擴(kuò)張氣囊、二次定徑裝置、二次定徑氣囊、復(fù)合機(jī)頭法蘭、復(fù)合機(jī)頭芯模、復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體、復(fù)合機(jī)頭口模、限位裝置組成；其中限位拉桿、底部法蘭、密封圈、加熱裝置、旁側(cè)機(jī)頭、機(jī)頭體、口模壓板、口模、運(yùn)動(dòng)芯模、通氣芯軸組成網(wǎng)格型增強(qiáng)層制造部分，底部法蘭、機(jī)頭體、口模、口模壓板從左至右依次以螺紋連接，旁側(cè)機(jī)頭安裝在機(jī)頭體上方，運(yùn)動(dòng)芯模位于底部法蘭、機(jī)頭體、口模內(nèi)部，通氣芯軸位于運(yùn)動(dòng)芯模內(nèi)部，運(yùn)動(dòng)芯軸與底部法蘭之間安裝有密封圈防止漏料；網(wǎng)格型增強(qiáng)層制造部分中，口模具有獨(dú)特的多個(gè)互不相連內(nèi)凹小孔，且與運(yùn)動(dòng)芯軸配合安裝，熔體通過旁側(cè)機(jī)頭流入運(yùn)動(dòng)芯軸與機(jī)頭體后，通過口模小孔形成互不相連的網(wǎng)格經(jīng)線，運(yùn)動(dòng)芯軸最右端具有周向一圈小凹槽，且與端面外沿線圓滑相切，周向凹槽聯(lián)通各經(jīng)線熔體，交匯形成連接經(jīng)線的網(wǎng)格緯線，當(dāng)運(yùn)動(dòng)芯軸向右運(yùn)動(dòng)至與底部法蘭靠近時(shí)，運(yùn)動(dòng)芯軸右端周向凹槽位于口模外部，口模內(nèi)部熔體僅形成經(jīng)線，當(dāng)運(yùn)動(dòng)芯軸向左運(yùn)動(dòng)至拉桿限位最大處，運(yùn)動(dòng)芯軸右端周向凹槽位于機(jī)頭內(nèi)部，口模內(nèi)部熔體除形成經(jīng)線外，還形成周向緯線，通過運(yùn)動(dòng)芯軸的左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成連續(xù)的網(wǎng)格型增強(qiáng)層；通氣軸、初步定徑氣囊、初步定徑裝置、牽引裝置、擴(kuò)張裝置、擴(kuò)張氣囊、二次定徑裝置、二次定徑氣囊組成網(wǎng)格型增強(qiáng)層雙向拉伸部分，其中通氣軸與通氣芯軸同心安裝，初步定徑氣囊、擴(kuò)張氣囊、二次定徑氣囊依次安裝在通氣軸上，通氣軸通過控制小孔通氣量完成氣囊的縮小與吹脹，初步定徑氣囊與初步定徑裝置配合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格型增強(qiáng)層初步定徑，擴(kuò)張氣囊與擴(kuò)張裝置配合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格型增強(qiáng)層的軸向與周向拉伸，二次定徑裝置、二次定徑氣囊配合實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)層二次定徑；復(fù)合機(jī)頭法蘭、復(fù)合機(jī)頭芯模、復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體、復(fù)合機(jī)頭口模、限位裝置組成復(fù)合管材成型部分，復(fù)合機(jī)頭法蘭、復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體、復(fù)合機(jī)頭口模依次以螺紋連接，復(fù)合機(jī)頭芯模位于復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體內(nèi)部，通過左右限位裝置安裝在通氣軸上，限制復(fù)合機(jī)頭芯模的軸向運(yùn)動(dòng)；復(fù)合管材成型部分中，網(wǎng)格型增強(qiáng)層完全通過復(fù)合機(jī)頭口模后，熔體流入復(fù)合機(jī)頭芯模、復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體間流道，由于增強(qiáng)層為具有孔隙的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，熔體透過網(wǎng)格形成包覆增強(qiáng)層的內(nèi)外層，經(jīng)復(fù)合機(jī)頭口模與復(fù)合機(jī)頭芯模擠出形成拉伸增強(qiáng)復(fù)合管材。

本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，其口模內(nèi)凹小孔以及芯軸周向凹槽個(gè)數(shù)及大小可依據(jù)所需增強(qiáng)層要求更改。

本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，其復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體內(nèi)所充熔體可以與增強(qiáng)層為同種材料，也可為極性相同材料，當(dāng)復(fù)合管材外層與復(fù)合管材增強(qiáng)層為同種材料時(shí)，在復(fù)合成型階段加熱情況下，一方面雙向拉伸后增強(qiáng)層的熔點(diǎn)升高，另一方面加熱時(shí)間較短，增強(qiáng)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)不足以完全發(fā)生變化，增強(qiáng)作用仍能保存。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，將拉伸增強(qiáng)與復(fù)合材料增強(qiáng)相結(jié)合，進(jìn)一步提高塑料管材的力學(xué)性能，應(yīng)用范圍廣泛，

(2)本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型復(fù)合管材的連續(xù)化生產(chǎn)，增強(qiáng)層生產(chǎn)過程與復(fù)合內(nèi)外層過程為連續(xù)進(jìn)行，相比于二次再加工，能耗小、成本低。

(3)本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，增強(qiáng)層材料與內(nèi)外復(fù)合層材料為同種或同極性塑料，界面結(jié)合性能好，管材穩(wěn)定性提高，使用壽命長(zhǎng)。

(4)附圖說明

圖1是本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法裝置剖面示意圖。

圖2是本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法運(yùn)動(dòng)芯軸運(yùn)動(dòng)至最左端示意圖。

圖3是本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法運(yùn)動(dòng)芯軸運(yùn)動(dòng)至最右端示意圖。

圖4是本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法A-A斷面示意圖。

圖5是本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法增強(qiáng)型復(fù)合管材各層結(jié)構(gòu)示意圖。

1-限位拉桿、2-底部法蘭、3-密封圈、4-加熱裝置、5-旁側(cè)機(jī)頭、6-機(jī)頭體、7-口模壓板、8-口模、9-運(yùn)動(dòng)芯模、10-通氣芯軸、11-通氣軸、12-初步定徑氣囊、13-初步定徑裝置、14-牽引裝置、15-擴(kuò)張裝置、16-擴(kuò)張氣囊、17-二次定徑裝置、18-二次定徑氣囊、19--復(fù)合機(jī)頭法蘭、20-復(fù)合機(jī)頭芯模、21-復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體、22-復(fù)合機(jī)頭口模、23-限位裝置、24-增強(qiáng)型復(fù)合管材內(nèi)層、25-增強(qiáng)型復(fù)合管材增強(qiáng)層、26-增強(qiáng)型復(fù)合管材外層。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，如圖1所示，主要由限位拉桿1、底部法蘭2、密封圈3、加熱裝置4、旁側(cè)機(jī)頭5、機(jī)頭體6、口模壓板7、口模8、運(yùn)動(dòng)芯模9、通氣芯軸10、通氣軸11、初步定徑氣囊12、初步定徑裝置13、牽引裝置14、擴(kuò)張裝置15、擴(kuò)張氣囊16、二次定徑裝置17、二次定徑氣囊18、復(fù)合機(jī)頭法蘭19、復(fù)合機(jī)頭芯模20、復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體21、復(fù)合機(jī)頭口模22、限位裝置23組成；其中限位拉桿1、底部法蘭2、密封圈3、加熱裝置4、旁側(cè)機(jī)頭5、機(jī)頭體6、口模壓板7、口模8、運(yùn)動(dòng)芯模9、通氣芯軸10組成網(wǎng)格型增強(qiáng)層制造部分，底部法蘭2、機(jī)頭體6、口模8、口模壓板7從左至右依次以螺紋連接，旁側(cè)機(jī)頭5安裝在機(jī)頭體6上方，運(yùn)動(dòng)芯模9位于底部法蘭2、機(jī)頭體6、口模8內(nèi)部，通氣芯軸10位于運(yùn)動(dòng)芯模9內(nèi)部，運(yùn)動(dòng)芯軸9與底部法蘭2之間安裝有密封圈3防止漏料；如圖4所示，網(wǎng)格型增強(qiáng)層制造部分中，口模8具有獨(dú)特的多個(gè)互不相連內(nèi)凹小孔，且與運(yùn)動(dòng)芯軸9配合安裝，熔體通過旁側(cè)機(jī)頭5流入運(yùn)動(dòng)芯軸9與機(jī)頭體6后，通過口模8小孔形成互不相連的網(wǎng)格經(jīng)線，運(yùn)動(dòng)芯軸9最右端具有周向一圈小凹槽，且與端面外沿線圓滑相切，周向凹槽聯(lián)通各經(jīng)線熔體，交匯形成連接經(jīng)線的網(wǎng)格緯線，如圖3所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)芯軸9向右運(yùn)動(dòng)至與底部法蘭2靠近時(shí)，運(yùn)動(dòng)芯軸9右端周向凹槽位于口模8外部，口模8內(nèi)部熔體僅形成經(jīng)線，如圖2所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)芯軸9向左運(yùn)動(dòng)至限位拉桿1最大處，運(yùn)動(dòng)芯軸9右端周向凹槽位于口模8內(nèi)部，口模8內(nèi)部熔體除形成經(jīng)線外，還形成周向緯線，通過運(yùn)動(dòng)芯軸9的左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成連續(xù)的網(wǎng)格型增強(qiáng)層；通氣軸11、初步定徑氣囊12、初步定徑裝置13、牽引裝置14、擴(kuò)張裝置15、擴(kuò)張氣囊16、二次定徑裝置17、二次定徑氣囊18組成網(wǎng)格型增強(qiáng)層雙向拉伸部分，其中通氣軸11與通氣芯軸10同心安裝，初步定徑氣囊12、擴(kuò)張氣囊16、二次定徑氣囊18依次安裝在通氣軸11上，通氣軸11通過控制小孔通氣量完成氣囊的縮小與吹脹，初步定徑氣囊12與初步定徑裝置13配合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格型增強(qiáng)層初步定徑，擴(kuò)張氣囊16與擴(kuò)張裝置15內(nèi)壁配合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格型增強(qiáng)層的軸向與周向拉伸，二次定徑裝置17、二次定徑氣囊18配合實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)層二次定徑；復(fù)合機(jī)頭法蘭19、復(fù)合機(jī)頭芯模20、復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體21、復(fù)合機(jī)頭口模22、限位裝置23組成復(fù)合管材成型部分，復(fù)合機(jī)頭法蘭19、復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體21、復(fù)合機(jī)頭口模22依次以螺紋連接，復(fù)合機(jī)頭芯模20位于復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體21內(nèi)部，通過左右限位裝置23安裝在通氣軸11上，限制復(fù)合機(jī)頭芯模20的軸向運(yùn)動(dòng)；復(fù)合管材成型部分中，網(wǎng)格型增強(qiáng)層完全通過復(fù)合機(jī)頭口模22后，熔體流入復(fù)合機(jī)頭芯模20、復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體21間流道，由于增強(qiáng)層為具有孔隙的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，熔體透過網(wǎng)格形成包覆增強(qiáng)層的內(nèi)外層，經(jīng)復(fù)合機(jī)頭口模22與復(fù)合機(jī)頭芯模20擠出形成拉伸增強(qiáng)復(fù)合管材。

本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，其口模8內(nèi)凹小孔以及運(yùn)動(dòng)芯軸9周向凹槽個(gè)數(shù)及大小可依據(jù)所需增強(qiáng)層要求更改。

本發(fā)明一種連續(xù)拉伸增強(qiáng)復(fù)合塑料管材的裝置及方法，其復(fù)合機(jī)頭機(jī)頭體21內(nèi)所充熔體可以與增強(qiáng)層25為同種材料，也可為極性相同材料，當(dāng)復(fù)合管材外層26與復(fù)合管材增強(qiáng)層25為同種材料時(shí)，在復(fù)合成型階段加熱情況下，一方面雙向拉伸后增強(qiáng)層25的熔點(diǎn)升高，另一方面加熱時(shí)間較短，增強(qiáng)層25內(nèi)部結(jié)構(gòu)不足以完全發(fā)生變化，增強(qiáng)作用仍能保存。