用于制造挤压产品的方法和设备及挤压产品技术

一种制造挤压产品的方法，在该方法中，挤压机将挤压材料从其挤压部分（１）通过一工具（２）挤压，在挤压材料和工具（２）之间使用含氟聚合物以减少挤压材料和工具之间的摩擦，其特征在于：工具（２）的至少接触挤压材料的表面是导热率大于普通工具钢的导热率的材料的，因而所产生的摩擦热可以有效地从工具（２）和挤压材料之间的界面传向工具（２）。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制造挤压产品的方法，在该方法中，挤压机从其挤压部分通过一工具挤压挤压材料，含氟聚合物用在挤压材料和工具之间以减少挤压材料和工具之间的摩托。本专利技术还涉及用于制造挤压产品的设备，该设备包括一个用于挤压挤压材料的挤压部分，以及一个通过其挤压挤压材料的工具，布置有含氟聚合物，作为滑动剂用在挤压材料和工具之间。本专利技术也涉及用上述方法制造的产品。在交联聚乙烯的生产中以下情况是很重要的材料应依靠着位于挤压机螺旋后的工具的壁良好地流动，使所产生的摩擦热保持低得使交联不能太早地开始。由于分子量高，适于生产交联管的聚乙烯种类流动得很差。由于上述的低挤压热和大的粘度，挤压过程相当突然，使螺旋和缸筒的温度由于所产生的摩擦热而易于上升得太高。在塑料工业中，挤压工具主要是用易于机加工的硬工具钢或者也可能用不锈钢制造。为了改善清洁过程所需要的耐磨性。例如，工具一般是镀铬的。EPO 507613公开了一种镀有铬聚四氟乙烯的工具。聚四氟乙烯很有效地减少了摩擦，因而塑料沿工具表面稳定地滑动，当加工具有高分子量的塑料时，在挤压过程中聚四氟乙烯会很快地从工具表面磨掉，因此，为了向工具增加新的聚四氟乙烯，必须停止挤压过程。这种再涂覆甚至必须每天进行。这种停止加工并再次开始，以及聚四氟乙烯的磨损和增加工艺显然相当高地提高了成本。由于表面质量易于受损，因而在成品中易于看到聚四氟乙烯的过度磨损。管的内表面一般可能变得粗糙，或者在那里可发现塑料变得毛糙起来。在管的外表面上不一定可以看到不良特性，但是，在显微测量中可证实不匀度。WO 94/21441提出了一种解决上述问题的技术方案，其中不使用聚四氟乙烯，而是在挤压产品和工具之间挤压一层损耗性的热固性材料。象在大多数情形中一样，上述那层必须在挤压之后从产品的表面清除掉，该专利技术复杂而难于实施。WO 92/11125公开了一种添加于塑料中的滑动剂。但是，如果滑动剂添加于具有高分子量且需要强的加工的产品中，那么，由于其滑动性，塑料会易于在熔化区与螺旋脱开，塑料将未熔化地从挤压机脱出。本专利技术的目的是提供用于制造挤压产品的方法和设备，其可以避免上述缺陷。另一个目的是提供具有良好特性的挤压产品。按照本专利技术的方法的特征在于工具的至少接触挤压材料的表面是导热率大于普通工具钢的导热率的材料的，因而所产生的摩擦热可以有效地从工具和挤压材料之间的界面传向工具。另外，按照本专利技术的设备的特征在于至少工具的与含氟聚合物接触的表面，至少局部在最小横截面处是导热率大于普通工具钢的导热率的材料的。另外，使用按照本专利技术所述的方法制成的产品的特征在于产品的表面基本是光滑的，没有以特定波长重复的横向微观条带。本专利技术的基本构思在于，在工具和被挤压材料之间有含氟聚合物以减少塑料和工具之间的摩擦，至少工具的接触含氟聚合物的表面是导热率大于普通工具钢的导热率的材料的，因而所产生的摩擦热可以迅速地从界面传向工具。一个推荐实施例的进一步的构思是，在工具表面有耐磨镀层，如金刚石样镀层(DLC)，它具有充满含氟化合物如聚四氟乙烯的孔。第二个推荐实施例的构思是在工具镀层和塑料之间有一个滑动剂层，其基本包括含氟化合物。中层最好至少局部地包括含氟化合物如含氟弹性体，它被送入塑料中并迁移至抵接表面。第三实施例的构思是构成滑动剂的含氟化合物主要是在工具的喷嘴前的塑料熔化区之后在塑料层和工具之间被挤压的。本专利技术的优点是，当至少工具的表面是导热性良好的材料的时候，所产生的摩擦热可以有效地从被挤压的塑料和工具之间的界面传走，因而工具的温度控制很好，甚至在界面处，例如对于聚四氟乙烯来说温度也不会上升得太高。已经意外地发现，通过从界面传走热量，例如聚四氟乙烯的耐磨性已得到显著改善。在普通工具中，虽然工具的温度被例如调节至250℃，但是，即使聚四氟乙烯的熔化温度高于300℃，聚四氟乙烯也相当容易地从工具磨掉。由于摩擦，界面处的温度超过了聚四氟乙烯允许的最高温度，因而聚四氟乙烯会易于磨掉。借助按照本专利技术的方法，在界面处可防止温度升得太高，从而改善了工具的耐磨性。金刚石样镀层(DLC)很耐磨，当其孔充满含氟化合物时，工具和被挤压的塑料之间的摩擦将变得很小。通过在工具和塑料的抵接面之间形成一滑动剂层，材料可沿工具表面很好滑动，但是滑动剂层并不妨碍实际塑料的加工，因而塑料可以是难于加工的交联聚乙烯。通过主要在塑料熔化区后在被挤压的塑料和工具间供应滑动剂，在实际塑料熔化和加工区中也可以很有效地利用摩擦热。现在对照以下附图详述本专利技术。附图说明图1是按照本专利技术的一种设备的示意横剖图，图2是按照本专利技术的第二种设备的示意横剖图，图3是按照本专利技术的第三种设备的示意横剖图，图4a表示从质量不满的管的表面的测量结果，图4b表示按照图4a的测量的傅里叶分析，图5a表示使用按照本专利技术的方法制成的管的表面的测量结果，图5b表示按照图5a的测量的傅里叶分析。为了清楚起见，在附图中只画出挤压机的挤压部分1的端部，在图中可以看到挤压部分1的螺旋部分1a的端部和圆筒形部分1b的端部。挤压机可以是本身公知的任意一种挤压机，例如，普通的螺旋挤压机。一个工具2设置在挤压部分1的端部上。工具2包括一个在挤压产品外的喷嘴和一个在挤压产品内的心轴4。工具2可以为任何普通类型，例如具有带螺旋分配器的心轴托架的工具，具有多穿支承器的所谓蓝式模头工具、具有固定在螺旋头部的心轴托架的工具或所谓十字头工具。为了清楚起见，这些细部特征已从附图中略去。挤压产品，例如管5是从喷嘴3和心轴4之间挤压的。除了管5以外，挤压产品还可以是电缆包皮、薄膜或诸如此类的产品。工具2与被挤压塑料接触的表面涂覆含氟塑料，最好是聚四氟乙烯，以便取得尽可能好的滑动特性。在涂覆聚四氟乙烯之前，如果工具2是用工具钢制成的，那么工具的表面最好施加一种材料，这种材料的导热率优于工具2其它部分上的材料导热性。工具钢的导热率一般大约为30w/mk。工具钢易于机加工，也有足够的硬度，因而使其很耐磨。镀层例如可以是铍铜合金，其导热率大约为200w/mk或更大。借助该镀层，塑料和工具2之间的摩擦引起的摩擦热可以有效地从被挤压的塑料和工具之间的界面传向工具2。在试验中已发现，在界面处的温度最多可降至30℃。由于上述降低的温度，聚四氟乙烯不会像以前应用中那么快地磨损。由于摩擦热，即使工具在其它部分被冷却，对于聚四氟乙烯来说，界面处的温度容易较早地升得过高。试验表明，在该临界区甚至下降10℃也可减少聚四氟乙烯的磨损，从而显著提高工具的寿命。界面的温度可以使用例如导热率大于100w/mk的镀层而降低。工具2也可以是由导热率优于工具钢的材料制成的。除了使用导热率良好的材料以外，工具可以镀有例如一层薄的铬聚四氟乙烯镀层或所谓的金刚石样镀层(DLC)，其中的孔充满含氟化合物如聚四氟乙烯。DLC非常耐磨，充满孔的含氟化合物可以减少塑料和工具2之间的摩擦。喷嘴3具有调温装置6，该调温装置例如设有油循环。类似的调温装置6也设置在心轴4上，借助调温装置6，喷嘴3和心轴4的温度可以按照需要通过向其传热或从其散热的方式加以控制。按照本专利技术的方法和设备主要适于所有需要精确调温和良好滑动特性的挤压。例如，在聚乙烯泡沫的驱动装置中，必须使用很低的温度，并且由于放热反应，热必须有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于利·耶尔文基烈，泰尔霍·拉赫蒂宁，米凯尔·舍贝里，
申请(专利权)人：乌波诺尔创新股份公司，
类型：发明
国别省市：