[实用新型]一种β-PP管材的挤出成型控制设备

说明书

技术领域

本实用新型属于PP管材的挤出设备配件领域，特别是涉及一种β-PP管材的挤出成型控制设备。

背景技术

在五大通用塑料中，聚丙烯密度最小，综合性能较高且较均衡，主要表现在：相对密度小(0.9-0.91g/cm³)；表面光泽性好；有较好的耐热性；机械性能如屈服强度、拉伸强度、表面强度、刚性及耐磨性等都较优异；尤其突出的是其良好的耐应力龟裂及耐化学腐蚀性能，使其在新型建筑管材，特别是热水输送管方面，获得了极大的发展。

目前市场上可供采购的聚丙烯原料有三种：均聚聚丙烯(PP-H)、嵌段共聚聚丙烯(PP-B)及无规共聚聚丙烯(PP-R)。PP-B和PP-H相比，冲击性能，特别是低温性能大有提高，但拉伸强度和挠曲模量大大降低，热变形温度下降了约20℃，已不能作为热水管使用；PP-R与PP-H相比，冲击性能和低温脆化性有所改善，耐热性基本不变，是目前热水用聚丙烯管材的唯一使用材料。因此，获得综合性能良好、价格合适的聚丙烯原材料直接关系到聚丙烯管材的广泛应用。

增韧是PP高性能化的一大重要改性技术，目前PP的增韧技术主要是通过PP与乙烯或α-烯烃的共聚或加入弹性体组份共混改性来解决。这种手段虽能显著提高PP的韧性，但也损失PP固有的高刚性和高热变形性等优势。因此，如何解决上述矛盾，寻找既能改善PP的韧性，又能保留PP的高刚性和高热变形性就成为PP高性能化的共性、关键技术。

在这种情况下，通过将PP进行晶型改性，即将通常的α晶型PP转变成β晶型PP，以获得高刚性、高韧性、高耐热性，成为PP高性能化的一项创新性技术。自上世纪九十年代以来，对β-PP的性能和应用方面的研究十分活跃，已有的研究表明，与α-PP相比，β-PP的冲击韧性可提高一至三倍，热变形温度可提高十至三十度，而强度和模量只略为降低，既能保留PP固有的较高强度、刚性和耐热性，又能大幅度提升PP的韧性，为解决弹性体增韧PP虽提升PP的韧性但显著降低PP的刚性和耐热性这一难以克服的矛盾开拓了一条新途径。

在通常工艺条件下，PP绝大部份是以属于单斜晶系的α晶型存在。属于准六方晶系的β晶型在热力学上属亚稳定状态，在动力学上也较难生成。PP的β晶型早在1959年就被Keith等人发现并报道，但是由于其要在特定的温度梯度下或熔体经受一定的剪切作用下结晶才能生成，工艺条件很难控制，而且所生成的β晶型含量也不高，没有明显的改性作用，因此在其后的几年中很少被人研究。

目前尚未见有通过改进现有生产线，优化挤出工艺参数来达到更多β晶形生成、提高β晶形含量、提高β-PP管材质量的相关报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供过一种结构简单的β晶型PP管材的挤出成型控制设备。

为了实现上述目的，采用的技术方案如下：

一种β-PP管材的挤出成型控制设备，包括冷却水环，所述冷却水环设置在管材挤出成型生产线的挤出口模和冷却水套之间。

上述技术方案中，所述冷却水环的喷淋口与管材呈30-45°夹角，使得冷却水环喷洒出环绕在管材外表面的圆锥形水帘。

所述冷却水环和挤出口模之间的距离为30-80mm，冷却水环和冷却水套之间的距离为50-120mm。

所述冷却水环还连接有恒温器。

所述冷却水套包括定径套和用于容置定径套的冷却水箱，所述冷却水箱设置有电器控制阀，该电器控制阀根据冷却水箱内的温度高低控制进出水阀门的启闭。

所述冷却水箱包括依次连接的四节水箱，每节水箱均设置有第一温控装置，所述第一温控装置使得第一节水箱水温控制在35-40℃，第二节水箱水温控制在32-35℃，第三节水箱水温控制在30-32℃，第四节水箱水温控制到28-30℃。

本实用新型还包括设置在挤出口模上的第二温控装置，所述第二温控装置控制挤出温度为180-200℃。

本实用新型通过加装具有温控调节的冷却水环，进一步还在冷却水箱加装了控温装置，更进一步针对PP中β晶的形成条件特点，将传统的PP管材挤出工艺的一些参数进行优化改进，从而得到一套适合β-PP管材的挤出控制生产线和工艺，本实用新型的特点如下所示：