阅读说明：本技术 专用于生产pbt塑料棒的工艺方法 (Special process method for producing PBT plastic rod ) 是由 刘福华 于 2020-07-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种专用于生产PBT塑料棒的工艺方法,所述工艺包括：烘干,去除水分：塑化挤出,采用特定温度分三区加热机筒,采用特定结构的PBT炮筒螺杆以及特定挤出速度；均化分流,主模分四区以使熔体进一步均化；成型/定型,直线流动的熔体通过主模出口被均匀流入导流板,通过导流板进行分流,分别进入多棒成型模的成型管,熔体在成型管内的压缩成型区成型；裁切。本发明克服了棒材内应力过大造成的收缩变形或开裂报废,棒材耐冲击力更好,表面光滑,几乎没有熔悍缝。(The invention provides a special process method for producing a PBT plastic rod, which comprises the following steps: drying and removing water: plasticizing and extruding, namely heating a barrel in three zones at a specific temperature, and adopting a PBT barrel screw with a specific structure and a specific extrusion speed; homogenizing and shunting, and dividing the main mold into four regions to further homogenize the melt; molding/shaping, wherein the melt flowing in a straight line uniformly flows into a guide plate through an outlet of the main mold, is shunted by the guide plate and respectively enters a molding pipe of a multi-rod molding mold, and the melt is molded in a compression molding area in the molding pipe; and (6) cutting. The invention overcomes the shrinkage deformation or cracking scrap caused by overlarge internal stress of the bar, and the bar has better impact resistance, smooth surface and almost no weld seam.)

专用于生产PBT塑料棒的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种专用于生产PBT塑料棒的工艺方法。

背景技术

PBT(polybutyleneterephthalate，聚苯二甲酸丁二醇酯)成型是把粒状物料由料斗加入到挤出机的机筒内，物料在螺杆旋转的挤压推动作用下，通过机筒内壁和螺杆表面的摩擦作用向前输送和压实，通过机筒外部的加热装置和摩擦预热，在高温、高压条件下熔融塑化。然后，连续转动的螺杆再把熔融物料推入机头模具，从机头模具挤出的熔融物料经冷却定型成为所需的PBT制品。

PBT棒成型工艺过程包括：投料-烘干-塑化挤出-成型定型-切割/堆放等。

目前在制备PBT棒过程中，塑化挤出时分为三区对机筒加温：

一区加料段温度为260-270℃；

二区融熔压缩段温度为260-270℃；

三区均化段温度为270-280℃；

接头温度为250-260℃；

螺杆长径比为30：1，压缩比为3，挤出速度为25-30r/min。

在成型定型过程中，通过螺杆旋转剪切作用下进入机头体(机头体温度250-260℃)后进入单棒模具中直接成型，成型后在冷却水的作用下，温度不断降低，最后凝固结晶、定型被挤出单棒模具。

在后续热处理分为十一段：

第一段：加温温度45℃、升温时间100分钟；

第二段：恒温温度50℃、恒温时间为厚度*3*70分钟；

第三段：加温温度75℃、加温时间20分钟；

第四段：恒温温度90℃、恒温时间200分钟；

第五段：加温温度100℃、加温时间30分钟；

第六段：恒温温度130℃、恒温时间150分钟；

第七段：加温温度100℃、加温时间10分钟；

第八段：恒温温度60℃、恒温时间180分钟；

第九段：加温温度60℃、加温时间60分钟；

第十段：恒温温度60℃、恒温时间180分钟；

第十一段：降温温度60℃、降温时间20分钟。

上述工艺存在的问题是：1、棒材耐冲击力低；2、表面不光、有熔悍缝；3、棒材内应力大；4、加工易开裂。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种专用于生产PBT塑料棒的工艺方法，以解决以上技术问题。

本发明提供一种专用于生产PBT塑料棒的工艺方法，所述工艺包括以下步骤：

烘干：通过100℃的循环热风对PBT塑料粒进行干燥使得所述PBT塑料粒水分含量低于0.2％；

塑化挤出：通过机筒的温度与挤出螺杆的作用使所述PBT塑料粒转变为具有一定流动性的均匀连续熔体被挤出；其中，前后分为三区对所述机筒加温：

一区加料段温度为240-250℃；

二区融熔压缩段温度为250-260℃；

三区均化段温度为250-270℃；

接头温度为260-270℃；

所述挤出螺杆为专用等距渐变型的PBT炮筒螺杆，螺杆长径比为25：1，压缩比为3.3，挤出速度为30-35r/min；

均化分流：在所述挤出螺杆的旋转挤压下，通过料嘴进入主模，熔体在所述主模内进一步均化，并且将熔体由螺旋运动转为直线运动；其中，所述主模分四区设定恒温：

前一区温度为260-270℃；

前二区温度为250-260℃；

后一区温度为250-260℃；

后二区温度为240-250℃；

成型/定型：直线流动的熔体通过所述主模出口被均匀流入导流板，通过所述导流板进行分流，分别进入多棒成型模的成型管，熔体在所述成型管内的压缩成型区成型；其中

所述导流板的均化温度为250-260℃；

所述成型管的定型区的定型温度为140-160℃；

裁切：将成型后的棒材切成预定长度。

进一步的，在裁切后还包括后期热处理步骤：

将叠放好的PBT棒材进行热处理，分为十一段：

第一段加温温度40℃升温时间：120分钟；

第二段恒温温度70℃恒温时间：厚度*3*60分钟；

第三段加温温度70℃加温时间：20分钟；

第四段恒温温度100℃恒温时间：180分钟；

第五段加温温度120℃加温时间：20分钟；

第六段恒温温度100℃恒温时间：180分钟；

第七段加温温度70℃加温时间：20分钟；

第八段恒温温度40℃恒温时间：180分钟；

第九段加温温度40℃加温时间：40分钟；

第十段恒温温度40℃恒温时间：180分钟；

第十一段降温温度40℃降温时间：150分钟。

进一步的，在所述成型/定型之后，还包括：

牵引：通过牵引机构对定型后的棒材进行牵引，以使熔体在所述压缩成型区形成一定的压力，以提高棒材的结构紧密型。

本发明通过以上工艺步骤的选择以及工艺参数的设定，克服了棒材内应力过大造成的收缩变形或开裂报废，棒材耐冲击力更好，表面光滑，几乎没有熔悍缝。

附图说明

图1为本发明使用的一实施方式的生产设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明所提供的一种专用于生产PBT塑料棒的工艺方法，通过图1所示的PBT专用生产设备来进行生产。如图1所示，所述设备包括电机1、减速箱2、料斗4、干燥机3、控制柜5、PBT专用炮筒螺杆6、法兰接头7、连接四方板8、进料口9、主模10、模具架12、导流板11、成型管13、牵引机14、切割机15、以及烤箱等。

所述电机1、所述减速箱2、所述料斗4、所述干燥机3、所述控制柜5、所述PBT专用炮筒螺杆6等可构成所述设备的主机部分，所述主模10、所述模具架12、所述导流板11、所述隔热圈14、所述成型管13、所述牵引机14、所述切割机15、以及所述烤箱等可以构成所述设备的辅机部分。

其中，所述电机1和所述减速箱2构成了转动系统，所述电机1运转，通过皮带传动带动减速箱2，从而使PBT专用炮筒螺杆6保持一定的剪切速率。所述PBT专用炮筒螺杆6特别参数：长径比为25：1，压缩比为3.3。

所述控制柜5内可设有控制系统，其具体可以包括电器仪表和执行机构其主要作用是控制主机，使其操作的转速和功率正常，并保证主机和辅机的温度、压力、流量和制品的质量，实现全机组的自动控制。

所述主模10设在模具架12上。熔体通过所述进料口9进入所述主模10。进流道分流挡块两边进行分流，经过分流的熔体在一定的压力下进入导流板11的八个喇叭口和成型管13，在一定的压力和油温恒温定型的状态下在所述成型管13内成型、定型。

成型管13包括压缩成型区以及定型区。油温机安装在成型管13的定型区，通过热油不断循环，使定型区制品在恒定均衡的温度下定型并顺利挤出模具。

牵引机14主要由传动装置、辊筒压紧装置和刹车制动装置组成，通过连杆将所述主模13与牵引机14固定在一起，气控制牵引机14上下连接四方板8，减速机拖动辊筒使制品在压缩区保持一定压力匀速前进。

切割机15为棒材切割设备，它安装在后面，挤出的制品穿过切割机15的切割支撑面，通过锯片的高速旋转切割棒材，切成所需要的长度制品。

所述烤箱为密封型的箱体结构，通过温度控制器，设定不同温度，不同时间多段对制品进行热处理。

本发明所提供的专用于生产PBT塑料棒的工艺方法，主要包括以下步骤：投料、烘干、塑化挤出、均化分流、成型/定型、牵引、裁切、堆料、热处理。

下面着重说明本发明的一具体实施方式的具体工艺步骤。

1、投料：在投料时，应当及时投料，保证料斗4不空。不同的料不能混用，注意分清料的牌号及料的类型，防止杂物、杂料进入料斗4，造成下料口堵塞。

2、烘干：由于PBT树脂吸温性较大，在挤出成型前必须经进干燥处理，排除水分，否则其水分含量超过一定限度，水分就会在挤出机筒内挥发成气体，使制品内部含有气孔，使得制品强度下降。

在本步骤中，针对PBT塑料粒的特性，采用100℃循环热风对PBT塑料粒进行干燥，干燥时间为2-4H，使产品内的水分含量低于0.2％，采用100℃的循环热风对PBT塑料粒干燥同时实现PBT塑料粒的预热效果。

3、塑化挤出：通过机筒的温度与挤出螺杆的作用使所述PBT塑料粒转变为具有一定流动性的均匀连续熔体被挤出。

所述挤出螺杆为专用等距渐变型的PBT炮筒螺杆，螺杆长径比为25：1，压缩比为3.3。

其中，前后分为三区对所述机筒加温，一区加料段温度为240-250℃(例如241℃、242℃、243℃、244℃、245℃、246℃、247℃、248℃、249℃)；二区融熔压缩段温度为250-260℃(例如251℃、252℃、253℃、254℃、255℃、256℃、257℃、258℃、259℃)；三区均化段温度为250-270℃(例如251℃、252℃、253℃、254℃、255℃、256℃、257℃、258℃、259℃、260℃、261℃、262℃、263℃、264℃、265℃、266℃、267℃、268℃、269℃)；接头温度为260-270℃(例如261℃、262℃、263℃、264℃、265℃、266℃、267℃、268℃、269℃)；挤出速度为30-35r/min(例如31r/min、32r/min、33r/min、34r/min)。

通过选择特定的螺杆长径比、压缩比、三区加温温度、接头温度以及挤出速度，能够使PBT塑料粒更完全地塑化以及熔融以及挤出成型，每一参数的设置都影响着棒材制品的应力、气孔以及机械性能等。

4、均化分流：在所述挤出螺杆的旋转挤压下，通过料嘴进入主模，熔体在所述主模内进一步均化，并且将熔体由螺旋运动转为直线运动。

所述主模分四区设定恒温，前一区温度为260-270℃(例如261℃、262℃、263℃、264℃、265℃、266℃、267℃、268℃、269℃)；前二区温度为250-260℃(例如251℃、252℃、253℃、254℃、255℃、256℃、257℃、258℃、259℃)；后一区温度为250-260℃(例如251℃、252℃、253℃、254℃、255℃、256℃、257℃、258℃、259℃)；后二区温度为240-250℃(例如241℃、242℃、243℃、244℃、245℃、246℃、247℃、248℃、249℃)。

5、成型/定型：直线流动的熔体通过所述主模10出口被均匀流入导流板11，通过所述导流板11进行分流，分别进入多棒成型模的成型管，熔体在所述成型管内的压缩成型区成型。所述导流板的均化温度为250-260℃(例如251℃、252℃、253℃、254℃、255℃、256℃、257℃、258℃、259℃)；所述成型管的定型区的定型温度为140-160℃(例如141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃、150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃)。

结合步骤4，分四区对所述主模进行恒温、通过导流板进行分流并且采用特定的导流板温度以及成型管定型温度，得到熔体流动性、定型要求互配，保证棒材制品能够顺利被挤出，得到的棒材表面光洁度高。

6、牵引：在保温装置主模10的出口位置装有刹车座，通过该刹车座调节刹车条的松紧而夹紧棒材制品，通过牵引机14构对定型的棒材牵引以使熔体在所述压缩成型区形成一定的压力，以提高棒材的结构紧密型以及调节棒材的厚度以偏心度。

7、裁切：用卷尺测出1000MM长度，启动切割机，切出所需要的长度。

8、堆料：用吸盘吊葫芦将板吊起，整齐叠放在特定的堆料架上；在棒层与棒层之间放有不锈方钢，层与层之间的方钢上下看起来最好在一条直线上。

9、后期热处理：通过烤箱对叠放堆好的PBT棒材进行热处理，分为十一段：

第一段 加温温度40℃ 升温时间：120分钟；

第二段 恒温温度70℃ 恒温时间：厚度*3*60分钟；

第三段 加温温度70℃ 加温时间：20分钟；

第四段 恒温温度100℃ 恒温时间：180分钟；

第五段 加温温度120℃ 加温时间：20分钟；

第六段 恒温温度100℃ 恒温时间：180分钟；

第七段 加温温度70℃ 加温时间：20分钟；

第八段 恒温温度40℃ 恒温时间：180分钟；

第九段 加温温度40℃ 加温时间：40分钟；

第十段 恒温温度40℃ 恒温时间：180分钟；

第十一段 降温温度40℃ 降温时间：150分钟。

通过以上具体的后期热处理步骤，采用特定时间、多段对PBT棒材制品进行特定温度热处理，能够有效消除PBT棒材制品残余内应力，保证PBT棒材质量以及稳定性。

将PBT棒材进行测试，测试项目和结果如下：

项目	标准	单位	数值
				密度	ASTMD792	g/cm3	1.31
屈服拉伸强度	ASTMD638	Mpa	80
				断裂伸长率	ASTMD638	％	4
弯曲强度	ASTM790	Mpa	100
				弯曲模量	ASTM790	Mpa	2400
邵氏硬度	ASTMD2240	Mpa	90
				冲击强度	ASTMD256	J/M	70
热传导率	DIN52612-1	W/(K-M)	0.24

以上各具体参数为本发明的发明人经过反复大量的具体实验、耗时数年才最终确定的适用于生产PBT塑料棒的参数，这些参数是相互依存的而并非孤立存在，参数的选择至关重要，这些参数配套在一起最终获得了期望的PBT塑料棒，通过以上具体的工艺方法步骤，制得的PBT塑料棒克服了因内应力过大造成的收缩变形或开裂报废的缺陷，避免了严重浪费的缺陷，制品内部几无气孔杂质，保证了产品的质量，合格品产量有很大的提高。