[发明专利]一种超高分子量聚乙烯管共挤模具及方法

说明书

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯管共挤模具及方法，属于高分子材料挤出技术领域。该模具包括双层共挤成型模具和油管，所述双层共挤成型模具包括支架模、入口模、外模、中模和芯模，芯模包括第一芯模和第二芯模，第一芯模和第二芯模通过通孔过渡段的螺纹连接，油管包括第一油管和第二油管，所述第一油管依次穿过支架模、第一芯模和第二芯模的通孔延伸至模具外并与第二芯模内的流道连接，第二油管依次穿过支架模和第一芯模的通孔延伸至通孔过渡段并与第一芯模内的流道连接，具体实施方式是在模具外表面上分别设置加热圈，油管分别连接模温机。本发明实现了分段内外双层控温和内外双层控壁厚均匀度，操作便捷，节省原料和操作时间。

技术领域

本发明属于高分子材料挤出技术领域，具体涉及一种超高分子量聚乙烯管共挤模具及方法。

背景技术

目前常规塑料管共挤技术已经比较成熟，其可将不同材料的特性集中到一根管材上，使管材集中具有对应的性能优势。超高分子量聚乙烯优点包括安全卫生、耐磨、耐低温、抗冲击、防结垢、自润滑、耐老化、防腐蚀等，应用前景广阔，其中一些超高管材产品也需要共挤复合成型，如较高输送压力时需要增强管材耐压；为降低成本管材内层为超高分子量聚乙烯外层为其他材质等。超高分子量聚乙烯优点突出，但加热时处于高粘弹态，粘度极高，流动性差，冷缩率高，临界剪切速率低，不适合用流道复杂的模具如篮式、螺旋式流道挤出，一般采用支架模流道挤出，且挤出时容易出现表面不光滑、熔体破裂等问题，因此一般模具末端还需要适当降温冷却。当超高分子量聚乙烯作为内层材料与别的物料如PE等共挤时，由于熔体粘度、压力和流速差异一般较大，在模具内汇合时容易产生不稳定层流，导致复合界面不规则不均匀，并且由于两种物料挤出时对温度要求通常有一定差异，需要分别控温，否则会极大限制外层材质的选择。目前的技术中，外层通常采用加热圈形式控温，芯模控温通常采用电加热圈或者模温机，前者一般要求模具尺寸较大才能放置加热圈、从外往内接电线和测温探头，对于支架模而言能够与外界连通的通道只有支架中空孔，电加热圈方案尤其是模具尺寸较小的时候显然不适宜。而模温机控温目前只能实现一段芯模的控温，对于工艺需要分段控温的情况，目前技术暂无解决方案，目前现有专利，如中国专利CN107584742 B公开了一种超高分子量聚乙烯管材的生产方法及其使用的挤出机机模，只涉及到超高单层管材挤出的方法；中国专利CN112123733A公开了提供了一种双层共挤的方案，但没有实现双层分别控温。目前尚未见有专利或相关报道涉及超高分子量聚乙烯管作为内层共挤的成型，同时可内外调节分段控温的方法及其模具。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提出一种超高分子量聚乙烯管共挤模具及方法。

为达到上述目的，提出以下技术方案：

一种超高分子量聚乙烯管共挤模具，包括双层共挤成型模具和油管，所述双层共挤成型模具包括支架模、入口模、外模、中模和芯模，芯模包括第一芯模和第二芯模，第一芯模和第二芯模通过通孔过渡段连接，油管包括第一油管和第二油管，所述第一油管依次穿过支架模、第一芯模和第二芯模的通孔延伸至模具外并与第二芯模内的流道连接，第二油管依次穿过支架模和第一芯模的通孔延伸至通孔过渡段并与第一芯模内的流道连接，通过在不同芯模内设置不同数量的油管来达到分段控温的目的。

进一步地，所述的外模包括第一外模、第二外模和第三外模，第一外模、第二外模和第三外模依次连接，所述的中模包括第一中模、第二中模和第三中模，第一中模、第二中模和第三中模依次连接；支架模与入口模连接；外模和中模之间构成外层管流道，中模与芯模之间构成内层管流道。

进一步地，第二中模的外径小于第一外模对应通孔的直径，第一外模与第二外模连接的端部处环向均匀设置有若干螺纹孔和调节螺栓，通过调节螺栓调节第二中模与第一芯模之间的同心度，从而实现内层管壁厚均匀度的调节；第三中模的外径小于第三外模对应通孔的直径，第三外模与第二外模连接的端部环向均匀设置有若干螺纹孔和调节螺栓，通过调节螺栓调节第三外模与第三中模之间的同心度，从而实现外层管壁厚均匀度的调节。