一种超高分子量聚乙烯管材及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种超高分子量聚乙烯管材及其生产工艺。该工艺包括：将超高分子量聚乙烯材料挤入机头，将低密度聚乙烯材料挤入机头，两种材料在机头处汇合，由机头挤出成型为复合管材，超高分子量聚乙烯材料形成复合管材的内壁层，低密度聚乙烯材料形成复合管材的外壁层；将复合管材通过车削除去外壁层，得到所述超高分子量聚乙烯管材。本发明专利技术在保证超高分子量聚乙烯管材优异性能的同时，利用低密度聚乙烯的润滑性改善了其熔体破裂带来的表面质量、力学强度下降等缺陷；其生产设备具有改装简单，成本较低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种超高分子量聚乙烯管材及其生产工艺
本专利技术属于塑料管材加工
,特别涉及一种超高分子量聚乙烯管材及其生产工艺。
技术介绍
超高分子量聚乙烯是一种综合性能优异的高分子热塑性工程塑料，具有超强的耐磨性、自润滑性，同时强度较高、化学性质稳定、抗老化性能较强。但是超高分子量聚乙烯在熔融状态下流动性极差，其熔体指数几乎为零，这大大影响了其加工性能。超高分子量聚乙烯目前常用的加工方法有压制烧结、挤出成型和注塑成型等。超高分子量聚乙烯管材是以超高分子量聚乙烯为主要原材料，其在继承了原材料优秀的特性之外，还具有质轻，安装施工方便，耐低温性强的特点。当前超高分子量聚乙烯管材的生产方式通常是用一台挤出机直接挤出，由于超高分子量聚乙烯加工性能差，塑料熔体很难达到完全熔融状态而形成统一状态，这使得挤出的管材表面质量差，进而影响制品的性能。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种超高分子量聚乙烯管材及其生产工艺。本专利技术的目的在克服现有技术不足，提供一种保证管材表面质量与力学性能，生产设备改装简单，成本较低的超高分子量管材。本专利技术的另一目的还在于提供一种超高分子量聚乙烯管材的生产设备。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。本专利技术提供的超高分子量聚乙烯管材是由内壁层与外壁层构成；内壁层由超高分子量聚乙烯材料构成，物料由挤出机主机进入机头口模，为管材主体；外壁层作为牺牲层由低密度聚乙烯材料构成，物料从挤出机辅机进入，两种物料在挤出机机头处汇合后成型为复合管材；之后通过车削方式加工掉低密度聚乙烯外壁层，得到超高分子量聚乙烯管材。本专利技术提供的超高分子量聚乙烯管材的生产工艺，具体包括如下步骤：(1)将超高分子量聚乙烯材料由挤出机主机进入机头，将低密度聚乙烯材料由挤出机辅机进入机头，所述挤出机主机与挤出机辅机共用一个机头，两种材料在机头汇合，由机头挤出成型为复合管材，超高分子量聚乙烯材料形成复合管材的内壁层，低密度聚乙烯材料形成复合管材的外壁层；(2)将步骤(1)所述复合管材通过车削除去外壁层，得到所述超高分子量聚乙烯管材。进一步地，步骤(1)所述超高分子量聚乙烯材料为UHMWPE。进一步地，步骤(1)所述低密度聚乙烯材料为LDPE。进一步地，步骤(1)所述挤出机主机和挤出机辅机均由传动装置、料斗和料筒组成；所述传动装置、料斗和料筒依次连接。进一步地，挤出机主机的传动装置为螺杆传动装置；该螺杆传动装置的螺杆直径为80-120mm；螺杆长径比L/D＝20-25；螺杆转速12-15r/min；所述传动装置的喂料速度为12-15kg/h。优选地，挤出机主机的传动装置为螺杆传动装置；该螺杆传动装置的螺杆直径为90mm；螺杆长径比L/D＝25。进一步地，挤出机主机的料筒为分段式加热机筒；所述料筒的第一段加热温度为140-160℃，料筒的第二段加热温度为160-180℃，料筒的第三段加热温度为180-210℃。优选地，挤出机主机的料筒为分段式加热机筒；所述料筒的第一段加热温度为140℃，料筒的第二段加热温度为165℃，料筒的第三段加热温度为185℃。进一步地，挤出机辅机的传动装置为螺杆传动装置；该螺杆传动装置的螺杆直径为55-75mm；螺杆长径比L/D＝20-28；螺杆转速为20-25r/min；所述传动装置的喂料速度为25-30kg/h。优选地，挤出机辅机的传动装置为螺杆传动装置；该螺杆传动装置的螺杆直径为65mm；螺杆长径比L/D＝28。进一步地，挤出机辅机的料筒为一段式加热机筒；所述料筒的温度为170-190℃。优选地，挤出机辅机的料筒为一段式加热机筒；所述料筒的温度为180℃。进一步地，步骤(1)所述复合管材的外径为75-80mm，外壁层的厚度为2-3mm，内壁层的厚度为5-7mm。所述机头是通过内层连接器与挤出机主机相连；通过外层连接器与挤出机辅机相连。超分子量聚乙烯通过过滤板后经由分流梭分流后与同样通过过滤板的低密度聚乙烯汇合，通过机头的口模挤出管材，最后通过车削加工掉低密度聚乙烯外壁层得到超高分子量聚乙烯管材。本专利技术提供一种由上述的超高分子量聚乙烯管材的生产工艺制得的超高分子量聚乙烯管材。本专利技术在保证超高分子量聚乙烯管材优异性能的同时，利用低密度聚乙烯的润滑性改善了其熔体破裂带来的表面质量、力学强度下降等缺陷；其生产设备具有改装简单，成本较低等优点。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术提供的超高分子量聚乙烯管材，采用低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯双层共挤的加工方法，可以提高管材的表面质量与性能；(2)本专利技术提供的制备方法，所需要的超高分子量聚乙烯管材生产设备简单，工艺简单，可以降低成本。附图说明图1是本专利技术实施例中的生产设备的结构示意图；其中，挤出机主机传动装置1、挤出机主机料斗2、挤出机主机料筒3、挤出机辅机传动装置4、挤出机辅机料斗5、挤出机辅机料筒6、机头7、复合管材8。图2是本专利技术实施例中进行车削之前的超高分子量聚乙烯管材示意图；其中，UHWWPE管材层9、LDPE牺牲层10。具体实施方式以下结合实例对本专利技术的具体实施作进一步说明，但本专利技术的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。以下实施例提供的超高分子量聚乙烯管材，在没有完成车削加工前，由内壁层(即UHWWPE管材层9)与外壁层(即LDPE牺牲层10)构成，该内壁层由超高分子量聚乙烯材料构成，物料由挤出机主机进入机头口模，为管材主体；外壁层作为牺牲层由低密度聚乙烯材料构成，物料从挤出机辅机进入，两种物料在挤出机机头处汇合后挤出为复合管材；之后通过车削方式加工掉低密度聚乙烯外壁层(即LDPE牺牲层10)，得到超高分子量聚乙烯管材。参照图1所示，以下实施例所使用的超高分子量聚乙烯管材的生产设备，包括挤出机主机、挤出机辅机和机头，所述机头是通过内层连接器与挤出机主机相连；通过外层连接器与挤出机辅机相连。所述挤出机主机是由挤出机主机传动装置1、挤出机主机料斗2及挤出机主机料筒3组成；所述挤出机辅机是由挤出机辅机传动装置4、挤出机辅机料斗5及挤出机辅机料筒6组成；超高分子量聚乙烯通过挤出机主机进入机头7成为复合管材8的内壁层；低密度聚乙烯通过挤出机辅机进入机7头成为复合管材8的外壁层。超高分子量聚乙烯通过挤出机主机过滤板后经由分流梭分流后与同样通过过滤板的低密度聚乙烯汇合，通过机头的口模挤出后，经由车削加工掉低密度聚乙烯外壁层得到超高分子量聚乙烯管材。实施例1通过上述超高分子量聚乙烯管材生产设备挤出的超高分子量聚乙烯管材，其内壁层为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，外壁牺牲层为低密度聚乙烯(LDPE)。该方法包括：采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高分子量聚乙烯管材的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将超高分子量聚乙烯材料由挤出机主机进入机头，将低密度聚乙烯材料由挤出机辅机进入机头，两种材料在机头处汇合，由机头挤出成型为复合管材，超高分子量聚乙烯材料形成复合管材的内壁层，低密度聚乙烯材料形成复合管材的外壁层；/n(2)将步骤(1)所述复合管材通过车削除去外壁层，得到所述超高分子量聚乙烯管材。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯管材的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将超高分子量聚乙烯材料由挤出机主机进入机头，将低密度聚乙烯材料由挤出机辅机进入机头，两种材料在机头处汇合，由机头挤出成型为复合管材，超高分子量聚乙烯材料形成复合管材的内壁层，低密度聚乙烯材料形成复合管材的外壁层；
(2)将步骤(1)所述复合管材通过车削除去外壁层，得到所述超高分子量聚乙烯管材。


2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯管材的生产工艺，其特征在于，步骤(1)所述超高分子量聚乙烯材料为UHMWPE。


3.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯管材的生产工艺，其特征在于，步骤(1)所述低密度聚乙烯材料为LDPE。


4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯管材的生产工艺，其特征在于，步骤(1)所述挤出机主机和挤出机辅机均由传动装置、料斗和料筒组成；所述传动装置、料斗和料筒依次连接。


5.根据权利要求4所述的超高分子量聚乙烯管材的生产工艺，其特征在于，挤出机主机的传动装置为螺杆传动装置；该螺杆传动装置的螺杆直径为80-100mm；螺杆长径比L/D＝20-25；螺杆转速为...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹贤武，金圣桥，何光建，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44