專利名稱：一種雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備及工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高性能聚氯乙烯管材的制備技術，特別是一種雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備及工藝。
背景技術：
聚氯乙烯管材在眾多塑料管材中占有重要的地位，其具有質量輕、耐酸堿腐蝕、輸送流體時阻力小、絕緣性優(yōu)良、施工迅速容易、使用壽命長、二次加工方便、原材料來源充足、價格便宜等優(yōu)點，被廣泛應用于工、農業(yè)生產和日常生活等領域，但相對于PE管材優(yōu)異的韌性和抗沖擊性能，其機械性能的不足仍亟需解決。近年來，國外相繼報道了雙向拉伸聚氯乙烯管材(稱為PVC-O管材)，這種管材在加工過程中通過特定的雙軸取向工藝，可以明顯增強管材的機械強度和抗沖擊強度。雙向拉伸聚氯乙烯(PVC-O)管材通常都是采用“離線”加工工藝(兩步加工法)， 把擠出成型和已經冷卻的管材厚料胚(PVC-U)通過加熱和加壓膨脹到要求尺寸來實現取向。試驗研究和實際應用證明雙向拉伸聚氯乙烯具有非凡的性能，但是“離線”加工工藝生產速度低，設備投資高，很難推廣。我們通過設備改造和多次試驗摸索，將正常擠出的管材經過烘箱加熱和恒溫水浴均化到實驗溫度后讓其強行通過拉伸模頭進行拉伸，冷卻后得到雙向拉伸管材。這一方法可以用坯管的外徑和拉伸模頭的尺寸比確定管材的徑向拉伸比，并能夠通過控制兩臺牽引機的速比對其縱向拉伸的比率進行控制，從而得到優(yōu)質的雙向拉伸聚氯乙烯管材。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備及工藝，該生產設備及工藝結構簡單、易于實施，可明顯提高PVC管材的性能、節(jié)約原材料、降低成本，具有明顯的經濟效益和社會效益。本發(fā)明的技術方案—種雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備，包括擠出機、管材口模、定徑套、冷卻水箱、 第一牽引機、加熱箱、恒溫箱、雙向拉伸模頭、冷卻器和第二牽引機并依次直線定位構成生產線，雙向拉伸模頭是頭部呈圓錐體的柱型體，其中心設有圓孔，在管材口模與雙向拉伸模頭之間設有定位鋼索，定位鋼索的一端與管材口模固定，另一端在未拉伸坯管中穿過，然后插入雙向拉伸模頭的中心圓孔并通過螺栓將雙向拉伸模頭鎖緊固定，拉伸后管材通過第二牽引機送至切割包裝裝置。所述雙向拉伸模頭的變徑比為1 1. 2 1. 8。一種所述雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備的生產工藝，其工藝參數為1)運行時第一牽引機的速率為2.0 3. 2m/min，第二牽引機的速率為0. 6 1. 9m/min，依據軸向拉伸比調節(jié)第一牽引機和第二牽引機的速率確保生產線平穩(wěn)運行；2)加熱箱和恒溫箱的溫度分別為100 130°C、95 115°C以使管材軟化適合拉伸；3)冷卻器的冷卻溫度為20 35°C，以保證管材足夠硬化并適于通過第二牽引機。本發(fā)明的優(yōu)點為1)使用兩臺牽引機，綜合調整其速度，可以在保證平穩(wěn)生產的前提下隨時調整管材壁厚和拉伸比；2)拉伸模頭具有不同型號，只需更換模頭即可生產不同拉伸比的產品；3)使用油浴恒溫裝置，保證管材在拉伸前充分均化恒溫。


圖1是該雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備的流程圖。。圖2是雙向拉伸模頭結構放大示意圖。圖中1.擠出機；2.管材口模；3.定徑套；4.冷卻水箱；5.第一牽引機；6.加熱箱；7.保溫箱；8.雙向拉伸模頭；9.冷卻器；10.第二牽引機；11.定位鋼索；12.未拉伸坯管；13.拉伸后管材；14.中心圓孔；15.螺栓。
具體實施例方式實施例1:一種雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備，包括擠出機1、管材口模2、定徑套3、冷卻水箱4、第一牽引機5、加熱箱6、恒溫箱7、雙向拉伸模頭8、冷卻器9和第二牽引機10并依次直線定位構成生產線，在管材口模2與雙向拉伸模頭8之間設有定位鋼索11，定位鋼索 11的一端與管材口模2固定，另一端在未拉伸坯管12中穿過，然后插入雙向拉伸模頭8的中心圓孔14并通過螺栓15將雙向拉伸模頭8鎖緊固定，拉伸后管材13通過第二牽引機10 送至切割包裝裝置。該實施例中，擠出機、冷卻水箱和第一牽引機為申威達SJZ-55錐形雙螺桿擠出機及其配套裝置，第二牽引機為金緯三爪履帶牽引機，加熱箱、恒溫箱和冷卻器均為自行研發(fā)制造，雙向拉伸模頭的變徑比為1 1.5。利用上述雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備的生產工藝，PVC管材厚料胚從擠出機的管材口模引出，依次經過定徑套、冷卻水箱和第一牽引機后穿過加熱箱和恒溫箱，未拉伸坯管中的定位鋼索插入拉伸模頭的中心圓孔并通過螺栓將雙向拉伸模頭鎖緊固定，拉伸后管材通過第二牽引機送至切割包裝裝置，其工藝參數為1)運行時第一牽引機的速率為2.0 2.8m/min，第二牽引機的速率為1. 0 1. 5m/min，依據軸向拉伸比調節(jié)第一牽引機和第二牽引機的速率確保生產線平穩(wěn)運行；2)加熱箱和恒溫箱的溫度分別為110 120°C、100 105°C以使管材軟化適合拉伸；3)冷卻器的冷卻溫度為20 35°C，以保證管材足夠硬化并適于通過第二牽引機。將采用實施例1所述工藝生產的雙向拉伸聚氯乙烯管材與普通聚氯乙烯管材比較，雙向拉伸聚氯乙烯管材的韌性遠優(yōu)于普通聚氯乙烯管材，低溫沖擊性能提高了約5倍， 液壓性能也遠好于普通聚氯乙烯管材，采用本工藝生產出的管材在性能上有明顯的優(yōu)勢。實施例2 管材的生產設備與步驟與實施例1基本相同，第一牽引機速度為1. 6 2. 4m/min, 第二牽引機的速率為1. 4 1. 9m/min，加熱箱和恒溫箱的溫度分別為120 130°C、110 115°C，即可保持管材的壁厚、環(huán)向拉伸比基本不變，而徑向拉伸比提高25%。實施例3 管材的生產設備與步驟與實施例1基本相同，第一牽引機速度為2.4 3. 2m/min， 第二牽引機速度為1. 4 1. 9m/min，加熱和恒溫溫度保持不變，即可保持管材的徑向拉伸比、環(huán)向拉伸比基本不變，而壁厚提高25 %。
權利要求
1.一種雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備，其特征在于包括擠出機、管材口模、定徑套、冷卻水箱、第一牽引機、加熱箱、恒溫箱、雙向拉伸模頭、冷卻器和第二牽引機并依次直線定位構成生產線，雙向拉伸模頭是頭部呈圓錐體的柱型體，其中心設有圓孔，在管材口模與雙向拉伸模頭之間設有定位鋼索，定位鋼索的一端與管材口模固定，另一端在未拉伸坯管中穿過，然后插入雙向拉伸模頭的中心圓孔并通過螺栓將雙向拉伸模頭鎖緊固定，拉伸后管材通過第二牽引機送至切割包裝裝置。
2.根據權利要求1所述雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備，其特征在于所述雙向拉伸模頭的變徑比為1 1.2 1.8。
3.—種如權利要求1所述雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備的生產工藝，其特征在于工藝參數為1)運行時第一牽引機的速率為2.0 3. 2m/min，第二牽引機的速率為0. 6 1. 9m/ min，依據軸向拉伸比調節(jié)第一牽引機和第二牽引機的速率確保生產線平穩(wěn)運行；2)加熱箱和恒溫箱的溫度分別為100 130°C、95 115°C以使管材軟化適合拉伸；3)冷卻器的冷卻溫度為20 35°C，以保證管材足夠硬化并適于通過第二牽引機。
全文摘要
一種雙向拉伸聚氯乙烯管材生產設備，包括擠出機、管材口模、定徑套、冷卻水箱、第一牽引機、加熱箱、恒溫箱、雙向拉伸模頭、冷卻器和第二牽引機并依次直線定位構成生產線，雙向拉伸模頭是頭部呈圓錐體的柱型體，其中心設有圓孔，伸后管材通過第二牽引機送至切割包裝裝置；該裝置運行時第一牽引機的速率為2.0～3.2m/min，第二牽引機的速率為0.6～1.9m/min，依據軸向拉伸比調節(jié)第一牽引機和第二牽引機的速率確保生產線平穩(wěn)運行。本發(fā)明的優(yōu)點是使用兩臺牽引機，綜合調整運行速度，可以在保證平穩(wěn)生產的前提下隨時調整管材壁厚和拉伸比；拉伸模頭具有不同型號，只需更換模頭即可生產不同拉伸比的產品。
文檔編號B29C55/26GK102205637SQ20111009468
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權日2011年4月15日
發(fā)明者劉沛然, 劉芳興 申請人:天津中財型材有限責任公司