专利名称：用于塑料管材挤出模头上的端头模的制作方法
技术领域：
用于塑料管材挤出模头上的端头模技术领域[0001]本实用新型涉及塑料管材挤出模头领域，尤其涉及一种用于塑料管材挤出模头上的端头模。
背景技术：
[0002]新型绿色环保塑料管材在工业和民用住宅建筑中的使用在国内已经非常广泛，例如:给水管材、排水管材、电工套管、燃气管、采暖管等等。各种管材通过一定的长度，常用的是4 6米为一根与管件连接形成管道。其中给水管材现有市场应用最广的主要有:PP-R管即三型无规共聚聚丙烯管材和PE管即聚乙烯管材等，PP-R管主要用于家装管，PE管少数也用于家装管，主要用于主干道大规格口径的给水管道；排水管材和电工套管主要是PVC管即聚氯乙烯管材；燃气管主要是燃气用埋地聚乙烯管材；采暖管主要是PE-RT管即耐热聚乙烯管材。除此之外，新型农村户用PE沼气管、农田灌溉用PVC-U管、通信管道高密度聚乙烯硅心管、矿用管材、塑料软管、部分场地的输油管道也时有采用塑料管材的，塑料管材品种繁多，需求量相当大。[0003]据有关资料，仅从城市供水管道和村镇供水管道，采用新型塑料管材就占所有管材的80%以上。随着我国经济高速发展，“南水北调”、“西气东输”、“川气东送”等工程，我国至2015年天然气管道规划长度将达10万公里以上。可想而知其塑料管材之需求量。上述几种新型塑料管材都是通过“管材挤出生产线”挤塑成型。现有技术中几乎所有被挤出的塑料管材，其外表面和管孔内壁的光洁度，参考GB/T1031-2009《产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法表面粗糙度参数》国家标准称为表面粗糙度，以下均简称为光洁度都不理想，这不仅是管材的外观问题，就给水管材的管孔而言，因管孔内壁不光滑给流经管孔的水压(或对非给水用的其它液体的压力)受到损失，特别是管孔内壁易附着或滋生微生物，当管道中水流缓慢或水暂时留存时，细菌附着于管壁，经一段时间的繁殖可形成一层菌膜，促使细菌、霉菌等微生物的不断滋生，使水质大为下降，甚至于传播疾病，管孔内壁愈不光滑产生上述的情况就愈加严重。随着人们生活水平的提高，事关人类最基本的日常糊口用水的水质问题，事关人类的健康问题，尤为值得关注。虽经多年以来国内外业内人士及科研单位长期努力，但塑料管材的光洁度总还是不尽人意。实用新型内容[0004]有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种能够显著提升被挤加工塑料管材管壁光洁度的用于塑料管材挤出模头上的端头模。[0005]为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现的:[0006]一种用于塑料管材挤出模头上的端头模，其中，包括用以连接于挤出模头挤出端的端头件，所述端头件由用以接续挤出模头挤出通道的接续台和涂覆于所述接续台上用以接续挤出模头挤出通道道面的接续面构成，所述接续面为由铁氟龙涂层构成的光滑面。[0007]作为优选，所述端头件包括环形的端口模，所述端口模由供与挤出模头口模连接的环形接续台和涂覆于所述环形接续台内壁上用以接续挤出模头挤出通道口模侧道面的所述铁氟龙涂层构成。[0008]作为优选，所述环形接续台的长度为10 100mm，涂覆于所述环形接续台内壁上的所述铁氟龙涂层厚度为0.1 1.5mm。[0009]作为优选，所述端头件包括柱状的端芯模，所述端芯模由供与挤出模头芯模连接的柱状接续台和涂覆于所述柱状接续台外壁上用以接续挤出模头挤出通道芯模侧道面的所述铁氟龙涂层构成。[0010]作为优选，所述柱状接续台的长度为10 100mm，涂覆于所述柱状接续台外壁上的所述铁氟龙涂层的厚度为0.1 1.5mm。[0011]由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果是:[0012]相比现有技术，本实用新型能够显著提升被挤加工塑料管材管壁光洁度。铁氟龙是聚四氟乙烯(PTFE)材料的商品名称，该材料为以四氟乙烯为单体聚合而成的高结晶聚合物，其结构简式为-[_CF2-CF2-]n-，密度为2.2g/cm3。聚四氟乙烯分子质量相对很大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万，结晶度90 95%，熔融温度为327 342°C，在王水中煮沸也不起变化，被美誉为“塑料王”。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能，诸如:耐磨并不粘性，几乎所有物质都不与聚四氟乙烯涂膜(即使很薄的膜)粘合，具备耐磨损和不粘附的双重特性；耐高低温性，耐低温至_190°C、耐高温至300°C，在240°C 260°C之间可连续使用；自润滑性，具有塑料中最小的摩擦系数，是理想的无油润滑材料等等一系列优异的综合性能。[0013]本实用新型产品中端口模和端芯模上的铁氟龙主要为纯聚四氟乙烯，但在加工某些特殊材料的管材时，可以是以聚四氟乙烯材料为主所组成的材料配方，具体为:按重量份计，聚四氟乙烯95 99份、流平剂0.1 0.5份、消泡剂0.15 0.35份、润滑剂0.2 0.45份、乳化剂0.2 0.35份和水10 20份。其中，各材料组成的主要作用是:流平剂为铁氟龙在涂覆干燥成膜过程中，促使形成一个平整、光滑、均匀的涂膜；消泡剂又称为抗泡剂，是抑制或消除铁氟龙在涂过程覆中可能产生的泡沫物质；润滑剂的是降低摩擦表面的摩擦损伤；乳化剂是一类表面活性剂，促使形成的薄膜乳浊液稳定。[0014]公知的，能够影响管材表面与管孔内壁光洁度的因素很多，如生产线设备、管材材料、工艺流程、工艺参数等。按传统相对说来，其中管材材料影响最大，如溶体的流动速率(MFR)越大、分子量分布越细密集中、吸水率愈低的材料，被挤出的塑料管材的光洁度相对就要好；还有所添加的填充料，例如排水管PVC材料中添加的碳酸钙，其粒度大小、形状、添加的数量等这些因素都有影响。但是本实用新型申请人经十多年来实践经验表明，影响管材表面与管孔内壁光洁度的因素并非管材材料影响为最大，而是模具表面所产生的“塑化和互挤”效应。这是因为塑料管材在挤塑过程中，必然会产生“塑化”反应，管材被挤时模头的温度高达200 260°C，塑料材料在塑化过程中，材料因高温时的“互挤”作用，会分解逸出腐蚀性气体，并势必对模具表面产生腐蚀。而被腐蚀的模具表面，反过来对被挤的管材表面高温塑化材料形成“粘滞倾向”、使管材形成过程不畅。本实用新型端口模和端芯模上的铁氟龙涂敷后，管材挤出表面不直接和模具金属材质接触，而是通过铁氟龙涂层表面为“二传手”。正如上所述铁氟龙能在240°C 260°C之间可连续使用并保持其稳定性和自润滑性，保持其优异的“不粘性”、极低的摩擦系数、耐高温和耐腐蚀性等综合性能，因此既保证了模具的使用寿命，模具表面所产生的“塑化和互挤”效应又减少至最低程度，从而大幅提升被挤管材的表面光洁度，参考GB/T1031-2009国家标准，其表面粗糙度Ra甚至可小于0.8 μ m。另外，现有技术的模具由于产生被挤的管材表面高温塑化材料产生的“粘滞倾向”性，在管材加工完成后，塑料残料附着在模具上，要手工艰辛清理，清理时甚至于要用火烤热，并用刮刀点点刮除，既费工费时并在模具表面时有刮伤的情况。通过本实用新型的实施，在铁氟龙涂敷后的端口模和端芯模相应表面，即使在模具冷却状况，模具上的塑料残料也能十分轻松的除去。此外，本实用新型不仅适用于塑料管材挤出模头上，同时也适用于塑料条材、塑料扁带材以及各种塑料异形材的挤出模头上，可用范围广，适用性强。
[0015]图1为应用了本实用新型中端头件的塑料管材挤出模头的截面结构示意图，其中还示意了被挤加工管材的截面结构。[0016]图2为本实用新型中端口模的截面结构示意图。[0017]图3为本实用新型中端芯模的截面结构示意图。[0018]1、挤出模头挤出通道；2、铁氟龙涂层；[0019]3、挤出模头口模；4、环形接续台；[0020]5、挤出模头挤出通道口模侧道面；6、挤出模头芯模；[0021]7、柱状接续台；8、挤出模头挤出通道芯模侧道面；[0022]9、被挤加工管材。
具体实施方式
[0023]为了使本领域技术人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。[0024]请参阅图1至图3所示，本实用新型提供了一种用于塑料管材挤出模头上的端头模，其中，包括用以连接于挤出模头挤出端的端头件，所述端头件由用以接续挤出模头挤出通道I的接续台和涂覆于所述接续台上用以接续挤出模头挤出通道道面的接续面构成，所述接续面为由铁氟 龙涂层2构成的光滑面，所述端头件包括环形的端口模，所述端口模由供与挤出模头口模3连接的环形接续台4和涂覆于所述环形接续台内壁上用以接续挤出模头挤出通道口模侧道面5的所述铁氟龙涂层构成，所述环形接续台的长度为10 100mm，涂覆于所述环形接续台内壁上的所述铁氟龙涂层厚度为0.1 1.5mm，所述端头件包括柱状的端芯模，所述端芯模由供与挤出模头芯模6连接的柱状接续台7和涂覆于所述柱状接续台外壁上用以接续挤出模头挤出通道芯模侧道面8的所述铁氟龙涂层构成，所述柱状接续台的长度为10 100mm，涂覆于所述柱状接续台外壁上的所述铁氟龙涂层的厚度为0.1 1.5mm。[0025]本实用新型还提供了一种用于塑料管材挤出模头上的端头模的制造方法，其中，包括用以连接于挤出模头挤出端的端头件，所述端头件的制造方法如下:步骤I)、提供用以接续挤出模头挤出通道的接续台；步骤2)、提供具有聚四氟乙烯成分的铁氟龙水性涂料；步骤3)、将所述铁氟龙水性涂料涂覆于所述接续台上并使涂覆于所述接续台上的所述铁氟龙水性涂料固化成用以接续挤出模头挤出通道道面的光滑接续面，所述步骤3)为将所述接续台浸入到所述铁氟龙水性涂料中，然后在室温下待铁氟龙水性涂料的水分挥发至将近干燥，再在180 380°C的温度范围内固化烧结8 15分钟，最终使所述铁氟龙水性涂料在所述接续台上固化为形成所述接续面的铁氟龙涂层，所述步骤2)中的铁氟龙水性涂料由下列配方成分:按重量份数计，聚四氟乙烯95 99份、流平剂0.1 0.5份、消泡剂0.15 0.35份、润滑剂0.2 0.45份、乳化剂0.2 0.35份和水10 20份，经如下方法制得:先在聚四氟乙烯中依次加入水、消泡剂、润滑剂、流平剂、乳化剂，然后低速搅拌均匀，再放置至少24小时，所述端头件包括端口模或端芯模，所述端口模由供与挤出模头口模连接的环形接续台和涂覆固化于所述环形接续台内壁上用以接续挤出模头挤出通道口模侧道面的所述铁氟龙涂层构成，所述端芯模由供与挤出模头芯模连接的柱状接续台和涂覆固化于所述柱状接续台外壁上用以接续挤出模头挤出通道芯模侧道面的所述铁氟龙涂层构成的，所述端头件包括端口模和端芯模，所述端口模由供与挤出模头口模连接的环形接续台和涂覆固化于所述环形接续台内壁上用以接续挤出模头挤出通道口模侧道面的所述铁氟龙涂层构成，所述端芯模由供与挤出模头芯模连接的柱状接续台和涂覆固化于所述柱状接续台外壁上用以接续挤出模头挤出通道芯模侧道面的所述铁氟龙涂层构成的，所述端头件的长度为10 100mm,所述端头件上的所述铁氟龙涂层厚度为0.1 1.5mm。[0026]就与塑料管材挤出模头的结合而言，本实用新型中提供的端头件与挤出模头挤出端可以依靠机械方式连为一体，也可以依靠其他任何方式连接起来，在此不加限定，就实际使用而言，端头件可以只是应用于挤出模头上的端口模、也可以只是应用于挤出模头上的端芯模，也可以是既包括端口模、又包括端芯模，且端口模和端芯模同时应用于挤出模头上的结构，如此，可以在只对挤出塑料管材的外壁光洁度有严格要求时只选用端芯模与挤出模头结合应用，在只对挤出塑料管材的内壁光洁度有严格要求时只选用端口模与挤出模头结合应用，而在对挤出塑料管材的内壁和外壁的光洁度都有严格要求时才以端口模和端芯模同时与挤出模头结合应用。[0027]在本实用新型中，所述端头件的主体即接续台的材质，包括环形接续台和柱状接续台的材质可以与现有塑料管材挤出模头的材质相同或不同，优选为金属材质，端口模的外径尺寸与现有对应规格塑料管材挤出模头的口模外径尺寸相同、端口模的内径尺寸与被挤加工管材9的外径尺寸相同，且端口模的长度范围依被挤加工管材规格的不同可优选设置在10 IOOmm之间，端芯模的外径尺寸与被挤加工管材的内径尺寸相同，且端芯模的长度范围依被挤加工管材规格的不同也可优选设置在10 IOOmm之间。[0028]实施例一[0029]被挤的塑料管材对象为Φ I IOmm规格PP-R给水管材，其端口模和端芯模的铁氟龙涂层厚度为0.30mm、端口模和端芯模的长度为20mm、材料为纯聚四氟乙烯；所采用的方法包括各种喷涂法，诸如聚四氟乙烯(PTFE)乳液喷涂后烧结成膜工艺、PTFE树脂粉末等离子直接喷涂成膜工艺等。由于各种喷涂法是成熟的工艺，属于一般性技术，在此不作详述。按该实施例，被挤的Φ IlOmm规格PP-R给水管材，按GB/T1031-2009国家标准，达到其表面粗糙度Ra小于0.8 μ m。[0030]实施例二[0031]被挤的塑料管材对象为Φ630mm大规格燃气用埋地聚乙烯(PE)管材，其端口模和端芯模的铁氟龙涂层厚度为0.35_、端口模接续台和端芯模接续台的长度为35_，其铁氟龙涂层的材料针对本实施例作为优选，按重量份数计的材料配方为:纯聚四氟乙烯97份、流平剂0.3份、消泡剂0.30份、润滑0.3份、乳化剂0.25和水18份，所述聚四氟乙烯为一切可用于金属模具上的聚四氟乙烯乳液；所述流平剂、消泡剂、润滑剂、乳化剂均为水溶性，制备方法如下:[0032](I)、按上述材料所组成的铁氟龙水性涂料，在97份纯聚四氟乙烯基础上，先后加入消泡剂、润滑剂、流平剂、乳化剂，其中消泡剂可分两次加入；[0033](2)、将上述配制好的铁氟龙水性涂料低速搅拌均匀并放置24小时以上备用；[0034](3)、将端口模接续台和端芯模接续台按所需涂装铁氟龙涂层的厚度以一定速度浸粘配制好的铁氟龙水性涂料；[0035](4)、在室温下待铁氟龙水性涂料的水分挥发至将近干燥，然后在180 380°C的温度范围内固化烧结8 15分钟，最终使铁氟龙水性涂料在接续台上固化为形成接续面所需厚度的铁氟龙涂层，按上述方法，被挤的Φ630mm大规格燃气用埋地聚乙烯(PE)管材，按GB/T1031-2009国家标准，达到其表面粗糙度Ra小于0.8 μ m。[0036]实施例三[0037]被挤的塑料管材对象为Φ25πιπι塑料棒材，棒材外圆柱面光洁度要求特别高，其表面粗糙度Ra小于0.8 μ m，因仅仅是棒材外圆柱面光洁度，只需要端口模，端口模上的铁氟龙涂层厚度为0.25mm、端口模的长度为75mm，其铁氟龙涂层的材料，针对本实施例作为优选，按重量份数计的材料配方为:纯聚四氟乙烯96份、流平剂0.13份、消泡剂0.25份、润滑0.3份、乳化剂0.3和水17份。材料配方制备方法和实施例二相同。按本实施例，被挤的Φ25πιπι塑料棒材，依据GB/T1031-2009国家标准，可达到表面粗糙度Ra小于0.8 μ m。[0038]本实用新型解决了长期以来，传统塑料管材挤出模头表面上的“塑化和互挤”效应给被挤管材表面质量所带来的严重影响，从而在现有技术塑料管材挤出加工方式的基础上，大幅提升管材孔内壁与外表面的光洁度，对传统塑料管材的光洁度是一次重大创新改革。需特别声明的是，本实用新型以上所公开显示的创新技术和所实施方法，既非常简单又切实有效可行。同行的技术人员，完全可很轻易的进行稍许的变化:如材料配方组成的等效调换、材料单位重量份数量与铁氟龙涂层厚度的增减、铁氟龙涂覆所采用方法的改变，如采用“滚塑法”、各种粉末涂料工艺等其它铁氟龙涂覆方法；但所有这些所谓的改变，都属于本实用新型权利要求书中的权利保护范围之内。另外，本实用新型并非仅限用于塑料管材的挤出模头，还可以是在塑料棒材、塑料条材、塑料扁带材、各种塑料异形材等挤出模头上的应用。[0039]但以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非用以局限本实用新型的专利范围，故凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含在本实用新型的范围内。
权利要求1.一种用于塑料管材挤出模头上的端头模，其特征在于，包括用以连接于挤出模头挤出端的端头件，所述端头件由用以接续挤出模头挤出通道的接续台和涂覆于所述接续台上用以接续挤出模头挤出通道道面的接续面构成，所述接续面为由铁氟龙涂层构成的光滑面。
2.如权利要求1所述的用于塑料管材挤出模头上的端头模，其特征在于，所述端头件包括环形的端口模，所述端口模由供与挤出模头口模连接的环形接续台和涂覆于所述环形接续台内壁上用以接续挤出模头挤出通道口模侧道面的所述铁氟龙涂层构成。
3.如权利要求2所述的用于塑料管材挤出模头上的端头模，其特征在于，所述环形接续台的长度为10 100mm,涂覆于所述环形接续台内壁上的所述铁氟龙涂层厚度为0.1 .1.5mm。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于塑料管材挤出模头上的端头模，其特征在于，所述端头件包括柱状的端芯模，所述端芯模由供与挤出模头芯模连接的柱状接续台和涂覆于所述柱状接续台外壁上用以接续挤出模头挤出通道芯模侧道面的所述铁氟龙涂层构成。
5.如权利要求4所述的用于塑料管材挤出模头上的端头模，其特征在于，所述柱状接续台的长度为10 100mm，涂覆于所述柱状接续台外壁上的所述铁氟龙涂层的厚度为.0.1 1. 5mm。
专利摘要本实用新型公开了一种用于塑料管材挤出模头上的端头模，包括用以连接于挤出模头挤出端的端头件，端头件由用以接续挤出模头挤出通道的接续台和涂覆于接续台上用以接续挤出模头挤出通道道面的接续面构成，接续面为由铁氟龙涂层构成的光滑面。相比现有技术，本实用新型能够显著提升被挤加工塑料管材管壁光洁度。
文档编号B29C47/12GK202965157SQ20122075503
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者张慧 申请人:张慧