一種超大口徑PTFE管件糊膏擠出製備方法及其擠出設備與流程
2023-06-01 20:18:16 1
本發明涉及氟塑料管的生產方法和生產設備技術領域，具體涉及一種超大口徑ptfe管件糊膏擠出製備方法及其擠出設備。
背景技術：
聚四氟乙烯(ptfe)具有所有塑料中最佳的電絕緣性、化學穩定性、耐腐蝕性，是當今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一。然而，聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)卻具有極窄的相變範圍以及疏鬆彈性特點，從而使其難以像普通熱塑性塑料那樣進行擠出或注塑成型。用乳液聚合製成的細粉(ptfe分散樹脂)，在其中加入適當的有機溶劑而製成糊狀混合物進行擠出，是ptfe分散樹脂的常用生產方法。但這種生產方法由於ptfe的特殊性不能進行連續生產，生產過程中需要依靠手動控制生產線各個部分的運行狀態，並且對操作人員的工作經驗有一定要求，生產過程中人工操作量大，產品穩定性受操作影響明顯。在以往的同類產品生產中，操作人員的經驗和熟練度決定了成品的質量水平。在糊膏擠出法生產ptfe產品中保證產品的穩定性是至關重要的，為了滿足市場需要生產連續、均勻、穩定的聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)製品，必須通過引入自動化生產來改變現有的生產技術。在進行ptfe擠出製品的生產中，通過對生產線的自動化改造，引入在線測量和定位技術，對生產線各部分運行參數進行自動調節，能有效的減輕勞動量並提高生產質量，尤其是在產品長度較高，尺寸要求嚴格的產品生產過程中，自動化控制的優勢明顯。為此，本發明在聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)法生產中引入了自動控制系統，從而提供了一種連續、均勻、穩定的生產聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)製品的方法。
目前國內糊膏擠出法生產ptfe的企業少量引進國外先進設備和自動化控制系統，引進成本大，且供應不及時。
技術實現要素：
本發明的目的在於，克服現有技術中存在的缺陷，提供一套自動控制方法改進ptfe分散樹脂生產技術，有效減少勞動量，生產質量穩定，性能均一的聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)擠出製品，滿足了市場的嚴格要求。
為實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種超大口徑ptfe管件糊膏擠出製備方法，所述方法包括原料混合，預成型，擠出成型，擠出物的速度，位置追蹤，反饋信號對擠出機控制，燒結成型，超大口徑ptfe管燒結後產品的位置測量及反饋控制，聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)管成型產品的製備方法：
s1：原料混合：將聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)+溶劑(美孚isoparg)按10％～20％的比例在低溫下充分、均勻混合，混合時攪拌器轉速低於30轉/分，混合5～20分鐘；
s2：混合後的原料常溫放置16～24h，溫度在20℃到50℃之間；
s3：混合後的原料進入模具進行預壓，預壓油缸壓力為5mpa，預壓溫度50℃，形成外觀良好的柱形模坯；
s4：模坯進入推壓機進行推壓，料缸溫度為20～40℃，通過模具推壓形成長度一定的管件；
s5：在擠出管材出模具口後，採用光柵測量管件擠出後的位置及擠出速度，並將反饋信號傳遞迴擠出機，由自動控制系統根據測量結果對推擠進行控制；
s6：將擠出成型後的管材進入燒結爐進行高溫燒結，燒結溫度在300～400℃，時間為30～40秒；
s7：對燒結後的管材進行淬火處理。
與傳統工藝比較，本發明混合原料配方使用的溶劑為美孚(isoparg)溶劑汽油，不同於傳統溶劑汽油，這樣既改進了聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)與溶劑和混合程度，又提高了產品的穩定性。混合原料配方中的溶劑組分也隨聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)的種類而變化。
其次，從上述生產工藝可知，一種聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)自動化生產方法，為保證獲得直徑穩定並具有一定長度的製品，本發明在聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)製品的生產過程中，
改進了生產線的控制方法，在推擠速度和傳送速度之間找到最佳平衡點，由自動控制系統控制，從而製造出連續穩定並且有一定長度的性能的產品。本發明中使用的自動控制系統已廣泛用於各種工業過程中，但將此系統用於聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)產品製造，關鍵是要對合適的環節進行監測。自動控制系統的採樣周期在5秒到1秒之間自由選擇，在擠出物速度或位置超出規定範圍後由控制系統對擠出速度進行調節。本發明將自動控制系統成功的引入四氟乙烯分散樹脂(ptfe)管材的生產，獲得了優良的效果。
其中優選的技術方案是，所述採用的溶劑為美孚(isoparg)溶劑油，佔混合配料10％～20％重量百分比，組分配比隨樹脂種類變化。
優選的技術方案還有，在所述管材進入燒結爐進行高溫燒結時採用溫度分段控制的方法進行燒結。
優選的技術方案還有，所述推擠過程採用自動化控制。
進一步優選的技術方案還有，所述自動化控制為聯動式控制系統，推擠過程中對各部分進行監測+反饋控制。
本發明的另一個目的在於，克服現有技術中存在的缺陷，提供一套自動控制設備改進ptfe分散樹脂生產技術，有效減少勞動量，生產質量穩定，性能均一的聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)擠出製品，滿足了市場的嚴格要求。
為實現上述目的，本發明的另一項技術方案是設計一種超大口徑ptfe管件糊膏擠出設備，所述糊膏擠出設備包括同軸線依次連接的擠出驅動部件、推壓組件、芯軸組件、原料筒、擠出模具、熱成型組件，所述擠出驅動部件安裝在機架的尾部，推壓組件的一端與擠出驅動部件連接，另一端與芯軸組件的一端連接，所述原料筒安裝在機架的前部，在原料筒的出口端安裝有擠出模具，所述芯軸組件穿過原料筒和擠出模具的中心，所述熱成型組件支撐在機架的前方且與原料筒同心。
其中優選的技術方案是，所述擠出驅動部件為油壓機。
本發明的優點和有益效果在於：所述超大口徑ptfe管件糊膏擠出製備方法是一套自動控制方法改進ptfe分散樹脂生產技術，可有效減少勞動量，生產質量穩定，性能均一的聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)擠出製品，滿足了市場的嚴格要求。所述方法還並完善了其工藝技術。提供了二元混料配方以及將自動控制系統運用半自動化聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)生產方法，不但獲得了具有良好耐溫耐壓性能的擠出材料，而且已經製成長度長且均勻性良好的管材。生產的聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)製品尺寸誤差小於1％，是一種聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)自動化生產方法。
而所述超大口徑ptfe管件糊膏擠出設備具有結構簡單，生產效率高，可以保證產品質量達到設計要求，性能穩定特點。可防止擠出「夾生」同時又增強壓延性的樹脂和助擠劑配比嚴格控制在100：16.31。
附圖說明
圖1是本發明超大口徑ptfe管件糊膏擠出設備的結構示意圖。
圖中：1、擠出驅動部件；2、推壓組件；3、芯軸組件；4、原料筒；5、擠出模具；6、ptfe糊膏擠出管；7、熱成型組件；8、機架。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
本發明是一種超大口徑ptfe管件糊膏擠出製備方法，所述方法包括原料混合，預成型，擠出成型，擠出物的速度，位置追蹤，反饋信號對擠出機控制，燒結成型，超大口徑ptfe管燒結後產品的位置測量及反饋控制，聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)管成型產品的製備方法：
s1：原料混合：將聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)+溶劑(美孚isoparg)按10％～20％的比例在低溫下充分、均勻混合，混合時攪拌器轉速低於30轉/分，混合5～20分鐘；
s2：混合後的原料常溫放置16～24h，溫度在20℃到50℃之間；
s3：混合後的原料進入模具進行預壓，預壓油缸壓力為5mpa，預壓溫度50℃，形成外觀良好的柱形模坯；
s4：模坯進入推壓機進行推壓，料缸溫度為20～40℃，通過模具推壓形成長度一定的管件；
s5：在擠出管材出模具口後，採用光柵測量管件擠出後的位置及擠出速度，並將反饋信號傳遞迴擠出機，由自動控制系統根據測量結果對推擠進行控制；
s6：將擠出成型後的管材進入燒結爐進行高溫燒結，燒結溫度在300～400℃，時間為30～40秒；
s7：對燒結後的管材進行淬火處理。
與傳統工藝比較，本發明混合原料配方使用的溶劑為美孚(isoparg)溶劑汽油，不同於傳統溶劑汽油，這樣既改進了聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)與溶劑和混合程度，又提高了產品的穩定性。混合原料配方中的溶劑組分也隨聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)的種類而變化。其次，從上述生產工藝可知，一種聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)自動化生產方法，為保證獲得直徑穩定並具有一定長度的製品，本發明在聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)製品的生產過程中，改進了生產線的控制方法，在推擠速度和傳送速度之間找到最佳平衡點，由自動控制系統控制，從而製造出連續穩定並且有一定長度的性能的產品。本發明中使用的自動控制系統已廣泛用於各種工業過程中，但將此系統用於聚四氟乙烯分散樹脂(ptfe)產品製造，關鍵是要對合適的環節進行監測。自動控制系統的採樣周期在5秒到1秒之間自由選擇，在擠出物速度或位置超出規定範圍後由控制系統對擠出速度進行調節。本發明將自動控制系統成功的引入四氟乙烯分散樹脂(ptfe)管材的生產，獲得了優良的效果。
對控制系統的方程式：
x＝ax+bu，y＝cx
x：狀態變量；a：狀態矩陣；b：輸入矩陣；u：輸入變量
y：輸出變量；c：輸出矩陣
c＝{100····0}
在此，假設x為製品推壓過程中的速度變量，當某一個xi變化時，其它變量也會隨之調整，最後系統反饋回一個整體的統一速度。
本發明優選的實施方案是，所述採用的溶劑為美孚(isoparg)溶劑油，佔混合配料10％～20％重量百分比，組分配比隨樹脂種類變化。
本發明優選的實施方案還有，在所述管材進入燒結爐進行高溫燒結時採用溫度分段控制的方法進行燒結。
本發明優選的實施方案還有，所述推擠過程採用自動化控制。
進一步優選的技術方案還有，所述自動化控制為聯動式控制系統，推擠過程中對各部分進行監測+反饋控制。
如圖1所示，本發明的另一項實施方案是設計一種超大口徑ptfe管件糊膏擠出設備，所述糊膏擠出設備包括同軸線依次連接的擠出驅動部件1、推壓組件2、芯軸組件3、原料筒4、擠出模具5、熱成型組件7，所述擠出驅動部件1安裝在機架8的尾部，推壓組件2的一端與擠出驅動部件1連接，另一端與芯軸組件3的一端連接，所述原料筒4安裝在機架8的前部，在原料筒4的出口端安裝有擠出模具5，所述芯軸組件3穿過原料筒4和擠出模具5的中心，所述熱成型組件7支撐在機架8的前方且與原料筒4同心。
本發明優選的實施方案是，所述擠出驅動部件1為油壓機。
本發明超大口徑ptfe管件糊膏擠出設備的工作原理說明：
將模具組件5安裝在原料筒4出口端；由熱成型組件7預熱原料；經過預製好的ptfe胚料，放入原料筒4中；安裝芯軸組件3；開啟擠出驅動部件1--大功率油壓機，使推壓組件2接觸ptfe胚料，按預定速度推壓；通過ptfe糊膏擠出管6預製管件；預製管件經過熱成型組件7出來，就是ptfe糊膏擠出管的成品管了。
ptfe胚料的配比和預製條件；大功率油壓機的運行速度和運行壓力；芯軸組件和模具組件的配合調整，保證預製管有合適範圍的壁厚和偏心；熱成型組件的分段溫度控制，保證預製管經過合適的燒結過程，能夠產出合格的成品管。這幾個條件缺一不可。
成品ptfe糊膏擠出管經過各項檢測，性能達到國外同類產品技術條件。
產品主要技術指標或經濟指標：
a.管徑φ116×2mm；
b.拉伸強度(縱向)≥25mpa；拉伸強度(橫向)≥26mpa；
c.斷裂標稱應變(縱向)≤450％；斷裂標稱應變(橫向)≤250％；
d.密度≥2g/cm3；
e.擊穿電壓(交流)≥35kv；
f.縱向尺寸變化(260℃/3h)為≤10％。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。