[发明专利]多层油管挤出机和挤压方法

说明书

所属领域

本发明涉及一种共挤法制造多层软管的装置和方法。确切地说，本发明涉及一种共挤制造具有至少一个橡胶内层和一个塑料外层的且用于输送油料和其他有害液体的软管的装置和方法。

背景技术

为了满足U.S.EPA汽车排放标准，任何导管外套如输油软管都必须足以不透过由各种油料排出的碳氢化合物蒸汽。一种典型的输油软管包括至少一层橡胶或塑料或其组合物。这样的防止油料与蒸汽渗透的组合管在1994年6月30日申请的PCT/US94/07375中披露了，在这里已作为参考而引入这篇文献。此申请记载了一种由一个橡胶材料的如四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFE)和偏二氯乙烯(VF2)的三元共聚物FKM的内层和至少一个塑料的也是TFE、HFE和VF2的三元共聚物的THV的外层构成的组合管。这样的多层管状结构通常是在连续工艺中同时挤压出来的，从而形成了一个弹性的管件。

几项现有技术描述了可能有也可能没有加强层的多层管件的挤压生产方法。

在1983年12月27日授予菲利普斯的US4422911披露了一种制造具有内部和外部的挤压塑料管的生产方法。此文献披露了一般环绕挤出机主体同轴地设置了一个加热器以便在挤压过程中控制挤出塑料温度。

EP0551094披露了一种通过同时挤压导电含氟聚合物与不导电含氟聚合物、且电晕放电处理不导电含氟聚合物外层并且将塑性聚酰胺层十字头环状挤出到处理后的不导电含氟聚合物层上的方式来制造含氟聚合物的组合管子的方法。

1982年12月7日授予卡塞斯等人的US4362488披露了一种连续制造加强管的挤出机，所述管子具有一个管形间隔件，它与一个内管件和一个中间管件一起限定出了一个待挤压材料在挤压过程中经过的环形通道。此内管件和中间管件具有温度调节液循环内通道，从而在整个挤压过程中将挤压头保持在适当温度下。

现有技术没有解决的一个问题是，因在加工过程中的各不同挤压温度要求而难于同时挤压橡胶材料和塑料。橡胶材料如FKM的挤压通常是在185°F～220°F温度下进行的，而塑料如THV的挤压必须在高很多的约480°F温度下进行。如果橡胶层承受480°F的温度，则橡胶层将被烤焦，因此最后的产品将性能不理想。

发明内容

根据本发明，一种用于在明显不同的温度下同时挤压至少两层聚合物的挤压模，它包括：第一模具，它具有限定出一个模口的挤出嘴，所述模口用于沿一个穿过第一模具口的轴线将第一种熔融材料挤压成预定形状；第一送料筒，它具有在压力下并在第一温度下将第一熔融材料传给第一模具的通道。第二模具具有一个模口，所述模口用于在不同于第一熔融材料温度的温度下沿穿过第二模具口的轴线将第二熔融材料挤压到从第一模具中挤压出来的预定形状体上，从而将第二材料层压到该预定形状体上。固定件按照轴向间隔并列的方式并使第一模具口和第二模具口的轴线基本上在一条直线上地将第二模具固定在第一模具上。第二送料筒安装在第二模具上，它具有一个与第一送料筒通道轴向间隔开的且用于在压力下将第二熔融材料传给第二模具口的通道。一层绝热材料位于第一模具和第二模具之间以便尽可能地减少两者之间的传热。

第一模具的挤出嘴最好在其下游端部具有一个较短的环形棱边，第二送料筒至少部分位于第一模具和第二模具之间并具有一个支承接触环形棱边的边缘。第二送料筒最好成环形并且环绕基本上整个环形棱边地支承着环形棱边。

在本发明的一个优选实施例中，第一模具在环形棱边的上游具有一个锥形外表面，绝热层沿着锥形外表面分布。

绝热层可以由任何适用绝热材料制成。那些具有玻璃纤维棉絮的传热性能或更强的绝热性能的材料最好被用于绝热层中。

第一模具的挤出嘴具有一个和第二模具的一部分一起构成了第二挤出嘴的前边缘。第二模具具有一条在第二送料筒与第二挤出嘴之间连通的通道。第二模具的通道从第一和第二模具口起基本上与其垂直地延伸。在本发明的一个优选实施例中，第二模具通道螺旋地环绕第一模具口和第二模具口的轴线。

在本发明的一个优选实施例中，第一模具具有一个与外孔口连通的内腔以便循环冷却液来冷却第一模具。

在本发明的一个实施例中，第三模具安装在第二模具上并且它适于将第三材料的熔融层覆盖到第二材料层上而与之形成了叠层产品。第三模具最好具有一个内环形部分，它构成了由第一材料和第二材料构成的双层产品的穿行开口，该内环形部分具有与第二模具的下游端接触的上游部。第三模具的外环形部具有与第二模具的下游端轴向间隔开的上游表面。一层绝热材料位于第三模具的外环形部的上游表面与第二模具下游端之间以便尽可能地减少这两者之间的热传递。