超高分子聚乙烯管材生产设备及制造方法技术

本发明专利技术提供一种超高分子聚乙烯管材生产设备，包括塑化挤出系统、液压系统、成型系统、控制系统；成型系统包括管材模具和冷却装置；管材模具包括主模具、芯模和成型管模，成型管模套设在芯模外，主模具设置于芯模和成型管模的前端，用于使从塑化挤出系统挤出的物料以直线流动进入芯模和成型管模之间；成型管模用于成型超高分子聚乙烯管材的外壁；芯模套设于成型管模的内部，用于成型超高分子聚乙烯管材的内壁；冷却装置包括第一冷却元件和第二冷却元件，第一冷却元件用于成型管模的冷却降温，第二冷却元件用于芯模的冷却降温，冷却装置提供55℃～85℃的冷却温度使得成型管模与芯模的温度保持相同。本发明专利技术还提供一种超高分子聚乙烯管材的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
超高分子聚乙烯管材生产设备及制造方法
本专利技术涉及工程塑料领域，特别是涉及超高分子聚乙烯管材生产设备及制造方法。
技术介绍
UPE管是超高分子量聚乙烯管(UHMW-PEPIPE)的英文缩写，全称是(ultra-highmolecularweightpolyethylenepipe)是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下聚合而成，它的平均分子量大于200万的热塑性工程塑料，属于化工类新材料、新产品，它是综合性能最好的工程塑料。现有的超高分子聚乙烯管材的制造采用挤出成型工艺，将物料加入挤出机，物料在挤压推动作用下，通通过机筒外部的加热装置和摩擦预热，在高温、高压条件下熔融塑化，然后，再把熔融物料推入机头模具，从机头模具挤出的熔融物料经冷却定型成为所需的超高分子聚乙烯制品。但是现有的生产技术，超高分子聚乙烯管材易出现成品表面有缺陷、壁厚不均匀、不光滑甚至开裂等问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述超高分子聚乙烯管材生产易出现的问题，提供一种超高分子聚乙烯管材生产设备及制造方法。一种超高分子聚乙烯管材生产设备，包括塑化挤出系统、液压系统、成型系统、控制系统；所述成型系统包括管材模具和冷却装置；所述管材模具包括主模具、芯模和成型管模，沿物料前进的方向，所述主模具设置于所述芯模和所述成型管模的前端，所述成型管模套设在所述芯模外，所述主模具用于使从所述塑化挤出系统挤出的物料以直线流动进入所述芯模和所述成型管模之间；所述成型管模用于成型所述超高分子聚乙烯管材的外壁；所述芯模套设于所述成型管模的内部，用于成型所述超高分子聚乙烯管材的内壁；所述冷却装置包括第一冷却元件和第二冷却元件，所述第一冷却元件用于所述成型管模的冷却降温，所述第二冷却元件用于所述芯模的冷却降温，所述冷却装置提供55℃～85℃的冷却温度使得所述成型管模与所述芯模的温度保持相同。在其中一个实施例中，所述塑化挤出系统包括料筒和推杆，所述液压系统用于驱动所述推杆将所述料筒中塑化的物料推入所述成型系统。在其中一个实施例中，所述芯模具有空心内腔，所述第二冷却元件包括第二冷却循环管路，所述空心内腔与所述第二冷却循环管路连通，用于使冷却介质循环通过所述空心内腔使所述芯模冷却降温。在其中一个实施例中，所述主模具包括外模套和套设在所述外模套内部的分流锥，所述分流锥的尖部朝向所述塑化挤出系统，所述外模套与所述分流锥之间为所述物料流通的通道，使所述物料从所述塑化挤出系统进入所述芯模和所述成型管模之间，所述分流锥的锥度为50度～55度。在其中一个实施例中，所述塑化挤出系统沿物料前进的方向依次分为温度不同的加料区、融熔区、第一均化区、第二均化区、第三均化区和接头区，所述加料区的加热温度为215℃～220℃；所述融熔区的加热温度为220℃～225℃；所述第一均化区的加热温度为225℃～230℃；所述第二均化区的加热温度为230℃～235℃；所述第三均化区的加热温度为235℃～240℃；所述接头区的加热温度为240℃～245℃。在其中一个实施例中，所述主模具沿物料前进的方向依次分为第一温度区和第二温度区，所述第一温度区温度为240℃～245℃，所述第二温度区温度为235℃～240℃。一种利用所述的超高分子聚乙烯管材生产设备的超高分子聚乙烯管材的制造方法，包括以下步骤：通过所述塑化挤出系统的加热使物料塑化，并使所述塑化的物料挤出进入所述成型系统；以及通过所述主模具使所述塑化的物料进入所述芯模和所述成型管模成型，通过冷却装置使所述成型管材外壁和内壁同时降温定型。一种超高分子聚乙烯管材的制造方法，包括以下步骤：将物料在塑化挤出系统中加热塑化；将塑化挤出系统中塑化的物料经过挤出结构挤出进入成型系统的芯模和成型管模之间，所述成型管模套设在所述芯模外；以及通过冷却装置提供55℃～85℃的冷却温度使成型管材外壁和内壁同时降温定型，在所述成型管模和所述芯模之间形成所述成型管材。在其中一个实施例中，所述挤出结构形成环形锥状通道，所述环形锥状通道的尖部朝向所述塑化挤出系统，所述塑化的物料通过所述环形锥状通道以锥形分流的形式挤出进入所述成型系统的芯模和成型管模之间。在其中一个实施例中，所述锥形分流的锥度为50度～55度。在其中一个实施例中，所述塑化挤出系统沿物料前进的方向依次分为温度不同的加料区、融熔区、第一均化区、第二均化区、第三均化区和接头区，所述加料区的加热温度为215℃～220℃；所述融熔区的加热温度为220℃～225℃；所述第一均化区的加热温度为225℃～230℃；所述第二均化区的加热温度为230℃～235℃；所述第三均化区的加热温度为235℃～240℃；所述接头区的加热温度为240℃～245℃。在其中一个实施例中，所述挤出结构沿物料前进的方向依次分为第一温度区和第二温度区，所述第一温度区温度为240℃～245℃，所述第二温度区温度为235℃～240℃。本专利技术提供的超高分子聚乙烯管材生产设备，包括成型系统，所述成型系统包括管材模具和冷却装置。所述管材模具包括主模具、芯模和成型管模。所述芯模用于成型所述超高分子聚乙烯管材的内壁，所述成型管模用于成型所述超高分子聚乙烯管材的外壁，所述冷却装置提供55℃～85℃的冷却温度使得所述成型管模与所述芯模的温度保持相同。在所述成型管模、所述芯模和所述冷却装置的相互配合下，所述超高分子聚乙烯物料在成型为管材时，所述成型管模和所述芯模均能使其间的物料降温，提高管材内外温度的均匀性，有效避免成品超高分子聚乙烯管材表面，尤其是内壁的缺陷、壁厚不均匀、表面不光滑甚至开裂等问题，在提高生成效率的同时使生产的超高分子聚乙烯管材良率大大提高。本申请通过液压系统实现超高分子聚乙烯物料的挤出，液压系统能够提供更大的推动力，更适合于流动性相对较差的超高分子聚乙烯的物料的推动。附图说明图1为本专利技术实施例超高分子聚乙烯管材生产设备结构示意图；图2为本专利技术实施例管材模具与冷却装置结构示意图；图3为本专利技术实施例芯模结构示意图。10-电机；20-油缸；30-料斗；40-料筒；50-控制系统；60-推杆；70-法兰接头；80-料嘴；100-管材模具；120-主模具；122-外模套；124-分流锥；140-芯模；142-空心内腔；144-隔板；146-密闭腔室；160-成型管模；162-冷却套；200-冷却装置；210-第一冷却循环管路；230-第二冷却循环管路。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本专利技术实施例提供一种超高分子聚乙烯管材生产设备，包括塑化挤出系统、液压系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高分子聚乙烯管材生产设备，其特征在于，包括塑化挤出系统、液压系统、成型系统、控制系统；/n所述成型系统包括管材模具和冷却装置；/n所述管材模具包括主模具、芯模和成型管模，沿物料前进的方向，所述主模具设置于所述芯模和所述成型管模的前端，所述成型管模套设在所述芯模外，所述主模具用于使从所述塑化挤出系统挤出的物料以直线流动进入所述芯模和所述成型管模之间；所述成型管模用于成型所述超高分子聚乙烯管材的外壁；所述芯模套设于所述成型管模的内部，用于成型所述超高分子聚乙烯管材的内壁；/n所述冷却装置包括第一冷却元件和第二冷却元件，所述第一冷却元件用于所述成型管模的冷却降温，所述第二冷却元件用于所述芯模的冷却降温，所述冷却装置提供55℃～85℃的冷却温度使得所述成型管模与所述芯模的温度保持相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高分子聚乙烯管材生产设备，其特征在于，包括塑化挤出系统、液压系统、成型系统、控制系统；
所述成型系统包括管材模具和冷却装置；
所述管材模具包括主模具、芯模和成型管模，沿物料前进的方向，所述主模具设置于所述芯模和所述成型管模的前端，所述成型管模套设在所述芯模外，所述主模具用于使从所述塑化挤出系统挤出的物料以直线流动进入所述芯模和所述成型管模之间；所述成型管模用于成型所述超高分子聚乙烯管材的外壁；所述芯模套设于所述成型管模的内部，用于成型所述超高分子聚乙烯管材的内壁；
所述冷却装置包括第一冷却元件和第二冷却元件，所述第一冷却元件用于所述成型管模的冷却降温，所述第二冷却元件用于所述芯模的冷却降温，所述冷却装置提供55℃～85℃的冷却温度使得所述成型管模与所述芯模的温度保持相同。


2.根据权利要求1所述的超高分子聚乙烯管材生产设备，其特征在于，所述塑化挤出系统包括料筒和推杆，所述液压系统用于驱动所述推杆将所述料筒中塑化的物料推入所述成型系统。


3.根据权利要求1所述的超高分子聚乙烯管材生产设备，其特征在于，所述芯模具有空心内腔，所述第二冷却元件包括第二冷却循环管路，所述空心内腔与所述第二冷却循环管路连通，用于使冷却介质循环通过所述空心内腔使所述芯模冷却降温。


4.根据权利要求1所述的超高分子聚乙烯管材生产设备，其特征在于，所述主模具包括外模套和套设在所述外模套内部的分流锥，所述分流锥的尖部朝向所述塑化挤出系统，所述外模套与所述分流锥之间为所述物料流通的通道，使所述物料从所述塑化挤出系统进入所述芯模和所述成型管模之间，所述分流锥的锥度为50度～55度。


5.根据权利要求1所述的超高分子聚乙烯管材生产设备，其特征在于，所述塑化挤出系统沿物料前进的方向依次分为温度不同的加料区、融熔区、第一均化区、第二均化区、第三均化区和接头区，所述加料区的加热温度为215℃～220℃；所述融熔区的加热温度为220℃～225℃；所述第一均化区的加热温度为225℃～230℃；所述第二均化区的加热温度为230℃～235℃；所述第三均化区的加热温度为235℃～240℃；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝斌，江厚建，
申请(专利权)人：东莞市恩欣龙特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44