[发明专利]一种气体辅助挤出成型方法

说明书

技术领域

本发明属聚合物挤出成型领域，通过一种气体辅助挤出成型的方法使聚合物熔体在挤出成型过程中，在挤出口模内壁和挤出熔体之间形成稳定的气垫膜层以减粘降阻的方法。

背景技术

挤出成型由于其变化多、用途广、生产效率高、投资少、生产连续等优点成为聚合物加工业的基本成型方法之一，聚合物制品约40％是由挤出加工成型的，挤出成型在聚合物加工中起着举足轻重的作用。但是，传统挤出成型存在以下问题：1）挤出胀大，挤出胀大是指挤出物截面尺寸比挤出口模尺寸大的现象，挤出胀大增加了挤出口模设计难度，影响制品精度。2）挤出口模压降大，由于聚合物材料的高粘性，挤出时需要很大的口模压力来克服口模内壁对挤出物的阻力，造成口模压降大，从而使得挤出制品内应力增加，导致变形增加，同时也增加了能量消耗。3）挤出物表面质量缺陷，当挤出速度超过某一极限时，挤出物表面出现“鲨鱼皮”和挤出破裂等现象，挤出物表面质量缺陷的出现限制了挤出速度的提高，影响生产效率。以上三个问题都和口模对挤出熔体的阻力有关，口模和熔体之间的减粘降阻是关键。

发明内容

   本发明的目的是针对现有聚合物挤出成型技术的不足提供一种气体辅助挤出成型方法。其技术方案在于通过在口模壁面形成稳定的气垫膜层，口模壁面对挤出熔体的摩擦阻力降到最低限度，口模挤出过程由传统的非滑移粘着口模挤出机理转化为完全滑移非粘着口模挤出机理，挤出物呈柱塞状挤出，从而实现消除挤出胀大、降低口模压降和改善挤出物表面质量的目的。

本发明所采用的挤出成型装置结构包括：挤出机、气体控制系统和气体辅助挤出口模三部分；挤出机包括动力部分、进料斗、螺杆、加热器；气体控制系统包括空压机、储气罐、阀、流量计、电磁比例阀、D/A转换卡、压力表、计算机、压力伺服阀、压力传感器、A/D转换卡、温度控制器、气体加热器；气体辅助挤出口模包括机头连接板、螺栓、压板、压力温度传感器、口模外套、进气口、螺钉、有气辅挤出段和无气辅挤出段； 

空压机经过阀连接储气罐入口，储气罐出口与阀、流量计、电磁比例阀、压力表、压力传感器、温度控制器、气体加热器和进气口依次连接，无气辅挤出段由压板、螺栓和机头连接板连接，口模外套由螺钉和无气辅挤出段连接，有气辅挤出段由螺钉和口模外套连接，口模外套和无气辅挤出段、有气辅挤出段形成气室，无气辅挤出段和有气辅挤出段之间有进气缝隙。

本发明所述气体辅助挤出成型方法具体工艺步骤如下：

1）塑料原料经料斗在挤出螺杆和加热器的作用下塑化、熔融并输送到气体辅助挤出口模的无气辅挤出段；

2）空压机产生压缩气体经过阀进入储气罐，储气罐的气体经过阀（5）、流量计、电磁比例阀、压力表和气体加热器、进气口进入气体辅助挤出口模的气室；

3）压力温度传感器测出口模无气辅挤出段的聚合物熔体压力和温度，经过A/D转换卡输入计算机，计算机根据测得的压力和温度值将控制温度和压力参数经D/A转换卡输入电磁比例阀、压力伺服阀和温度控制器，对进入气体辅助挤出口模的气体压力和温度进行控制；

4）气室的气体由进气缝隙进入有气辅口模段内，在口模内壁和聚合物熔体之间形成气垫膜层，由于气垫膜层的作用，从而将口模壁面对聚合物熔体的摩擦阻力降到最低限度，挤出方式也从无气辅挤出段的非滑移粘着挤出转化为有气辅挤出段的完全滑移非粘着挤出，呈柱塞状挤出。

本发明的有益效果是：通过气体控制系统和气体辅助挤出口模实现挤出过程中在口模内壁和聚合物熔体之间形成气垫膜层，从而使口模内壁对挤出熔体的摩擦阻力降到最低限度，实现减粘降阻的作用，从而达到消除挤出过程中的挤出胀大现象、降低挤出口模压降、防止挤出中产生的“鲨鱼皮”和挤出破裂等表面质量缺陷的目标。

附图说明

附图1为本发明气体辅助挤出成型的实现简图，

图中：1空压机，2阀，3储气罐，4进料斗，5阀，6流量计，7电磁比例阀，8D/A转换卡，9压力表，10计算机，11压力伺服阀，12压力传感器， 13A/D转换卡，14温度控制器，15气体加热器，28加热器，29螺杆，30动力部分。

附图2为气体辅助挤出成型口模放大图。

图中：16机头连接板，17压板，18螺栓，19熔体压力温度传感器，20口模外套，21进气口，22螺钉，23有气辅口模段，24气室，25螺钉，26进气缝隙，27无气辅口模段。 

具体实施方式

结合附图对具体实施方式加以说明。