本发明专利技术涉及一种制备玻璃纤维增强管材的三层共挤模具，本发明专利技术包括由外到内依次套接的外层模头、熔体螺旋模具体、中层模具体、分流锥、芯模，外层模头、熔体螺旋模具体、中层模具体、分流锥通过底模设置的螺钉连接于一体，外层模头、熔体螺旋模具体、中层模具体之间设置流道，中层模具体和芯模间的渐变环形流道，分流锥设有导流流道，分流锥与芯模固定连接，熔体螺旋模具体位于外层模头和中层模具体之间，熔体螺旋模具体内表面开设有横截面为半圆形的自取向螺旋槽，螺旋槽与中层模具体外圆构成自螺旋取向流道，在自螺旋取向流道的内外侧分别连通设置有内外预冷水道，熔体在中间挤出层的熔融混合与冷却成型，耐压等级高，结构紧凑，实用性广。实用性广。实用性广。
【技术实现步骤摘要】
一种制备玻璃纤维增强管材的三层共挤模具
[0001]本专利技术涉及一种多层共挤增强管材模具，尤其是用于玻璃纤维产生取增强管材的一种制备玻璃纤维增强管材的三层共挤模具。
技术背景
[0002]近年来，中国的塑料行业蓬勃发展，作为轻工行业的支柱型产业，塑料行业每年保持着较大增速，而塑料制品因其可塑性强，质量轻，化学性能稳定等特点，广泛应用于工业生产和人民生活中。挤出成型的制品一直占据着塑料产品的首位，而共挤则是制备具有复合材料层挤出型材的一种重要途径。
[0003]挤出生产聚乙烯管因其价格低廉，产量高，污染小等优点在管材市场占有很大份额，但其还存在刚性差，拉伸比小，蠕变大等缺陷，从而影响聚乙烯管的使用寿命。
[0004]单一材料的塑料制品已经逐渐难以满足市场和实际的需求，由此复合材料得以迅速发展。其中，玻璃纤维作为一种填料因其质轻而硬，耐腐蚀，强度高，抗老化效果好等优点，在挤出制品中应用广泛。但是现有的玻璃纤维增强管材因制备方式不完善而使其存在玻璃纤维分布不均匀，取向不一致等问题，越来越难以满足现代工业的要求。
[0005]公开号CN205044123U公开了“一种三层共挤模具”的技术，该技术公开了一种三层共挤模具结构，其目的是提供一种新型三层共挤模具，可以将三层熔料很好地结合在一起。但是由于其三层均为普通的沿轴向拉伸挤出，所得管材会出现抗拉伸性能较差，管材的使用寿命较低等问题。若使用其模具加工玻璃纤维与PE的混料，则会产生玻璃纤维取向杂乱等问题，从而使所得管材不能达到所要求的增强效果。
[0006]公开号CN102364189A公开了“一种复合塑料管”，所述复合材料管的管壁包括三层结构，分别是外层金属管，夹层玻璃纤维管和内层塑料管。其中，夹层玻璃纤维管的内外层均涂覆有胶层，使其与外层金属管和内层塑料管紧密粘结为一体。其目的是提高塑料管的强度和刚度，延长塑料管的使用寿命。但由于该种复合管是三层三种材料分别成型，最后用胶层粘结，因而存在着制备方法复杂，三层不同材料易产生内应力，三层材料的膨胀性能不同导致管径变形等缺点，使其难以达到预期的增强效果和使用寿命。
[0007]公开号CN103527862A提出“玻璃纤维增强聚乙烯复合材料管及其制备方法”，其所述玻璃纤维增强聚乙烯复合材料管的制备方法为在聚乙烯外管和聚乙烯内管之间设有玻璃纤维增强层，在普通高密度聚乙烯管材上缠绕一层或多层玻璃纤维布或玻璃纤维线，从而改善聚乙烯管的蠕变问题。但是通过该种方法制备的管材，内部带状分布的玻璃纤维在使用过程中容易产生应力集中现象，使玻璃纤维断裂，从而达不到预计的增强效果；此外，该管材的制备方法相对比较复杂，在内层管挤出后再经过缠绕机在内层管外缠绕具有一定角度的玻璃纤维带，然后再在玻璃纤维缠绕后挤出外层管，覆合在缠绕玻璃纤维带的外面，称为外层管。此外，玻璃纤维带还需要单独的生产设备。最主要的问题是缠绕机上的缠绕轮所缠绕的玻璃纤维带是有一定长度的，因此在生产管材过程中需要定期的更换缠绕轮，从而可能会造成停机或者产生一段废品管材。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是提供一种制备玻璃纤维增强管材的三层共挤模具，以解决上述技术背景中存在的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下。
[0010]一种制备玻璃纤维增强管材的三层共挤模具，包括由外到内依次套接的外层模头、熔体螺旋模具体、中层模具体、分流锥、芯模，外层模头、熔体螺旋模具体、中层模具体、分流锥通过底模设置的螺钉连接于一体，外层模头熔体螺旋模具体、中层模具体之间形成流道，中层模具体和芯模之间形成渐变环形流道，分流锥内设有对称分布的多个导流流道，多个导流流道与渐变环形流道连通，分流锥与芯模固定连接，熔体螺旋模具体的内表面开设有横截面为半圆形的自取向螺旋槽，螺旋槽与中层模具体外圆构成自螺旋取向流道，熔体螺旋模具体和中层模具体分别设置有冷却水道，冷却水道用于预冷流经螺旋取向流道物料。
[0011]外层模头的内孔设置有：成型孔、锥形槽孔、外层模头定位孔，成型孔、外层模头定位孔为圆环形截面，外层模头定位孔孔径大于成型孔孔径，外层模头定位孔通过截面积逐渐变小的锥形槽孔过渡为成型孔，熔体螺旋模具体设置有外圆，外圆上端设置有过渡连接的外锥面，锥形槽孔与熔体螺旋模具体的外锥面之间形成锥状环形外层料流道，芯模外周设置有成型外圆、成型外锥面、渐变外锥面，成型外圆为等径圆柱面，成型外圆外径最大，成型外圆、成型外锥面、渐变外锥面依次过渡连接且横截面逐渐变小，熔体螺旋模具体、外层模头、中层模具体通过圆周分布的螺栓依次穿过底模及熔体螺旋模具体、中层模具体的同心连接法兰进行连接，并在接触面设有密封槽，内置密封圈防止漏料，底模上设有中层料接口以及内层料接口；中层模具体内设置孔道连接中层料接口，孔道连接螺旋取向流道，外层模头设置的外层料接口，内层料接口连接多个导流流道。
[0012]熔体螺旋模具体的内表面开设有3
‑
10条螺旋槽，螺旋槽的轴向长度是300～500mm，螺旋升角是30
°
～35
°
。
[0013]螺旋取向流道末端连接设置定型压缩段流道，渐变环形流道先汇流于定型压缩段流道，锥状环形外层料流道再汇流于定型压缩段流道。
[0014]熔体螺旋模具体位于螺旋槽终止位置设置有锥面的内环面，内环面过渡设置挤出成型环面，定型压缩段流道由熔体螺旋模具体的内环面和挤出成型环面、外层模头的成型孔分别与芯模的成型外圆配合构成。
[0015]中层模具体设置有上内锥环面和过渡连接的内圆孔，中层模具体的上内锥环面与成型外锥面适配，中层模具体的内圆孔与渐变外锥面对位，中层模具体的上内锥环面和内圆孔分别与芯模的成型外锥面、渐变外锥面组成锥状环形内层料流道，锥状环形内层料流道即为横截面积渐变的渐变环形流道。
[0016]熔体螺旋模具体的顶角Ra是30
°
～40
°
。
[0017]中层模具体的顶角Rb是20
°
～25
°
。
[0018]螺旋取向段的长度大于取向后定型压缩段的长度。
[0019]在上述技术方案中，本专利技术应用于设置有含玻璃纤维混料的自取向螺旋增强层，与玻璃纤维混合的熔融物料经过中间层挤出时，在熔体螺旋模具体中熔体和玻璃纤维混合物产生沿挤出圆周方向45
°
的自取向性，实现了熔体在中间挤出层的熔融混合与冷却成型，
大幅提高了管材耐压等级，而且三层挤出模具结构紧凑，实用性广。
附图说明
[0020]图1是本专利技术三层挤出模具的结构示意图；图2是本专利技术熔体螺旋模具体中螺旋槽正视角度剖面结构示意图；图3是本专利技术中熔体螺旋模具体中螺旋槽断口截面示意图；图4是本专利技术外层模头结构示意图；图5是本专利技术芯模结构示意图。
[0021]其中，1
‑
芯模、2
‑
外层模头、3
‑
外层料接口、4
‑...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制备玻璃纤维增强管材的三层共挤模具，包括由外到内依次套接的外层模头（2）、熔体螺旋模具体（4）、中层模具体（5）、分流锥（10）、芯模（1），外层模头（2）、熔体螺旋模具体（4）、中层模具体（5）、分流锥（10）通过底模（6）设置的螺钉连接于一体，其特征在于：外层模头（2）、熔体螺旋模具体（4）、中层模具体（5）之间形成流道，所述中层模具体（5）和芯模（1）之间形成渐变环形流道，分流锥（10）内设有对称分布的多个导流流道，多个导流流道与渐变环形流道连通，分流锥（10）与芯模（1）固定连接，所述熔体螺旋模具体（4）的内表面开设有横截面为半圆形的自取向螺旋槽（12），螺旋槽（12）与中层模具体（5）外圆构成自螺旋取向流道（18），熔体螺旋模具体（4）和中层模具体（5）分别设置有冷却水道，冷却水道用于预冷流经螺旋取向流道（18）物料。2.根据权利要求1所述的一种制备玻璃纤维增强管材的三层共挤模具，其特征在于：所述外层模头（2）的内孔设置有：成型孔（201）、锥形槽孔（202）、外层模头定位孔（203），成型孔（201）、外层模头定位孔（203）为圆环形截面，外层模头定位孔（203）孔径大于成型孔（201）孔径，外层模头定位孔（203）通过截面积逐渐变小的锥形槽孔（202）过渡为成型孔（201），所述熔体螺旋模具体（4）设置有外圆，外圆上端设置有过渡连接的外锥面，锥形槽孔（202）与熔体螺旋模具体（4）的外锥面之间形成锥状环形外层料流道，所述芯模（1）外周设置有成型外圆（101）、成型外锥面（102）、渐变外锥面（103），成型外圆（101）为等径圆柱面，成型外圆（101）外径最大，成型外圆（101）、成型外锥面（102）、渐变外锥面（103）依次过渡连接且横截面逐渐变小，熔体螺旋模具体（4）、外层模头（2）、中层模具体（5）通过圆周分布的螺栓依次穿过底模（6）及熔体螺旋模具体（4）、中层模具体（5）的同心连接法兰进行连接，并在接触面设有密封槽，内置密封圈防止漏料，底模（6）上设有中层料接口以及内层料接口（11）；中层模具体（5）内设置孔道连接中层料接口，孔道连接螺旋取向流道（18），外层模头（2）设置的外层料接口（3），内层料接口（11）连接多个导...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈占春，李星宇，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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