阅读说明：本技术 一种金属包覆热固性塑料型材的生产设备 (production equipment for metal-coated thermosetting plastic profiles ) 是由 张�浩 罗奕兵 华熳煜 汤斌 肖峰 刘潇 于 2019-08-13 设计创作，主要内容包括：金属包覆热固性塑料型材的生产设备工艺原理特征为：首先,将金属型材固定,复合模具置于金属型材的一端,使端面挡板、复合模具、金属型材内表面轮廓组成热固性塑料层成型型腔；然后,将添加了固化剂、添加剂等的热固性树脂采用树脂传送机构通过柔性管和树脂传送通道,送入热固性塑料成型型腔中,待端面挡板处热固性塑料层经初步固化成型后,在拉拔机构的带动下,复合模具与端面挡板分离,从而在金属型材内表面依次实现涂胶、成型、加热初步固化,制成复合型材。可应用于直通型金属型材包覆热固性塑料的生产。(The production equipment and process principle of the metal-coated thermosetting plastic profile are characterized in that: firstly, fixing a metal section, placing a composite die at one end of the metal section, and enabling the end face baffle, the composite die and the inner surface profile of the metal section to form a thermosetting plastic layer molding cavity; then, the thermosetting resin added with curing agent, additive and the like is sent into a thermosetting plastic molding cavity by a resin conveying mechanism through a flexible pipe and a resin conveying channel, after the thermosetting plastic layer at the end face baffle plate is subjected to primary curing molding, the composite mold is separated from the end face baffle plate under the driving of a drawing mechanism, so that the inner surface of the metal section is sequentially subjected to gluing, molding and heating primary curing, and the composite section is prepared. Can be applied to the production of the thermosetting plastic coated by the straight-through metal section.)

一种金属包覆热固性塑料型材的生产设备

技术领域

本发明涉及一种塑料/金属复合材料的生产设备，特别是涉及一种金属包覆热固性塑料型材的生产设备。

背景技术

金属/塑料复合型材如钢塑复合管、铝塑复合管等，具有强耐腐蚀性，同时兼有金属或合金管的高强度、刚度、耐压、耐温等优点，不会因腐蚀问题而产生渗漏和泄露现象，从而减少污染和安全生产事故的发生，节约投资和维修成本，广泛应用于化工、医药、食品等行业。金属型材包覆塑料现有的制造方法主要采用预热内装、内涂流平处理或热熔胶等形式，（申勇，等. 在金属管内外表面及其端部表面贴覆塑料膜的方法及设备，中国发明专利，申请号：200910181057.5, 2009-10-27），但此类方法工艺较为复杂，塑料层的尺寸精度不高，且不适合于连续性生产，生产效率较低。

发明内容

本发明是提供一种金属包覆热固性塑料型材的生产设备，其特征在于，该设备应用于直通型金属型材包覆热固性塑料的生产，金属型材的断面特征为封闭的圆形、矩形或其它非规则的断面的中空结构，金属及所生产型材的断面结构在型材的轴线方向上保持不变，热固性塑料层厚度的特征由模具的结构确定。

金属包覆热固性塑料型材的生产设备由拉拔机构（18）、复合模具（16）、树脂传送机构（19）、柔性管（4）、加热固化部件（15）、密封圈（3）、端面挡板（7）、固定器（6）、锁紧/脱离器（8）等组成。

复合型材的生产工艺原理为：首先，将金属型材固定，复合模具置于金属型材的一端，使端面挡板、复合模具、金属型材内表面轮廓组成热固性塑料层成型型腔。然后，将添加了固化剂、添加剂的热固性树脂采用树脂传送机构通过柔性管和树脂传送通道，送入热固性塑料成型型腔中，待端面挡板处热固性塑料层在加热固化作用下，成型型腔内的热固性塑料初步固化成型后，在拉拔机构的带动下，复合模具与端面挡板分离，从而在金属型材型腔中实现复合模具的轴向移动，在金属型材内表面依次实现涂胶、成型、加热初步固化，制成复合型材。

拉拔机构（18）主要作用为复合模具（16）在金属型材（1）型腔中沿拉拔方向（17）的移动提供动力；加热固化部件（15）为热固性塑料的固化提供加热，加热固化部件（15）与复合模具固化段（16）的内壁紧贴，两者之间采用可拆卸的连接方式，加热固化部件（15）的加热采用电阻丝等形式，固化温度的控制采用热电偶控温模式；复合模具（16）内加工有树脂传送通道（2），树脂传送通道（2）的入口与柔性管（4）相连，树脂传送通道（2）的出口处于复合模具（16）的成型段（12），树脂传送机构（19）通过柔性管（4）与树脂传送通道（2），把热固性树脂送入复合模具（16）与金属型材（1）外表面所组成的热固性塑料层成型型腔（21）。

复合模具由定位段（14）、密封段（13）、成型段（12）、隔热段（11）、固化段(10)、脱模区（9）六部分组成； 复合模具（16）的定位段（14）为变截面结构，沿拉拔方向其断面的外轮廓尺寸逐渐增大，便于复合模具（16）在金属型材（1）型腔中的导入与移动，以及防止复合模具在金属型材（1）轴向移动时由于偏心导致卡死等现象；在定位段加工有与金属型材轴向平行的树脂传送通道，在布置树脂传送通道的位置及数量时，应遵循树脂作用于复合模具（16）的合力作用点与金属型材（1）横截面的形心相同。复合模具（16）的密封段（11）的内轮廓与金属型材（1）内表面之间留有间隙，热固性树脂成型时的密封依靠在密封段（11）装配有不定级数的密封圈（3）的弹性变形来实现，采用此技术并可适当降低对金属型材（1）内轮廓尺寸的精度要求及生产成本，从而提高本技术的性价比。成型段（12）内加工有树脂传送通道（2），该段树脂传送通道（2）与定位段（14）树脂传送通道（2）联通并相互垂直，隔热段（11）采取金属薄壁结构，隔热垫（5）与该段薄壁结构的内表面紧密相连，从而隔离了固化加热部件（15）与成型段（12）之间的传热，降低金属传热对树脂传送通道（2）及成型段（12）内树脂流动性能的影响。

固化段（10）的内表面与加热固化部件（15）紧密相连，固化段为变截面结构，其与隔热段相连段的外表面与金属型材表面之间形成锲形结构，锲形张口与拉拔方向（17）相同，由于树脂具有较高的粘度，在复合成型模具运动的条件下，该结构较易实现对热固性塑料加热同时实现加压，提高热固性塑料层（20）的质量和固化速度，从而提高复合型材的综合性能及生产效率。与脱模区相连的固化段（10）断面为等截面结构，以保证热固性塑料层（20）内表面尺寸的精度；脱模区（9）为变截面结构，沿拉拔方向其断面的外轮廓尺寸逐渐减小，便于复合模具本体（16）与热固性塑料层（20）的分离。

当复合模具处于金属型材（1）开始一端时，端面挡板（7）能封闭热固性塑料成型型腔的端部，端面挡板（2）与脱模区（9）的外轮廓之间密封采用间隙配合或密封圈等形式实现，端面挡板（7）与金属型材（1）端面之间的密封采用柔性垫或弹性垫等形式实现，端面挡板（7）与金属型材之间的锁紧与分离依靠锁紧/脱离器（8）来实现，端面挡板（7）与锁紧/脱离器（8）之间采用机械固定连接方式，锁紧/脱离器（8）分为复合型材内孔与金属型材外周两部分组成；锁紧/脱离器（8）的主体为电磁铁，通电时电磁铁与处于复合型材内孔的脱模区（9）端部和处在金属型材外周的固定器（6）相吸，分离时电磁铁断电，在拉拔机构作用下，端面挡板（2）和锁紧/脱离器（8）自动与复合成型模具（16）分离，其通电时间长短、锁紧力大小取决于固化区长度、固化温度及热固性树脂的材料性能。

复合模具（16）的各段既可以单独制作，再连接、装配成一体，也可多段设计成一个零件，再组合装配成一体。

本发明的优点是：

（1）本发明通过更换模具的设计，可适用于圆管、方管、异形管等金属型材所制备的包覆复合型材；

（2）由于采用复合模具从而热固性塑料内腔的表面光洁度和尺寸精度高；

（3）由于复合模具固化段采用变截面结构，通过调整其变截面结构的尺寸梯度可实现对树脂加热固化时压力的调节，从而保证树脂层的致密性，提高包覆复合型材的综合性能；

（4）本装置可实现涂胶、固化、复合成型一步完成，与预热内装、内涂流平处理或热熔胶等法相比，其生产效率更高、成本更低；

（5）本装置复合模具热固性塑料的密封采用径向动压密封圈形式，利用密封圈的弹性变形实现密封，可降低对金属型材内腔尺寸精度的要求，从而可节约金属型材的生产成本，进一步降低复合型材的生产成本；

（6）通过在树脂内添加第二相粉末、短纤维等，本装置还可用于生产金属型材包覆树脂基复合材料型材的生产。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明复合模具结构示意图。（1）为被包覆的金属型材；（7）为端面挡板，采用钢铁、铝合金等结构材料，端面挡板（7）与复合模具的脱模段之间密封，采用间隙配合或密封圈的形式等，端面挡板（7）与金属型材端面之间密封，采用毛毡或高弹性材料垫圈等形式。（8）锁紧/脱离器，主体采用多块或整体电磁铁组成，电磁铁的固定于端面挡板（2）之间连接结构采用金属制成；锁紧/脱离器（8）并附有定时自动断电功能。（15）为加热固化部件，采用电阻加热等方式，其固化温度的控制部件采用热电偶和温控仪的方式。（5）为隔热垫，采用超细玻璃棉、高硅氧棉等隔热材料制成。（16）为复合模具，采用金属制成。（2）为树脂传送通道，断面结构采用圆形。（3）为密封圈，密封圈材质采用橡胶、硅胶等材料。（4）为热固性塑料层成型型腔。（14）为定位段，采用钢铁、铝合金等金属材料制成；（13）为密封段采用钢铁、铝合金等金属材料制成；（12）为成型段，采用钢铁、铝合金等金属材料制成；（11）为隔热段，采用钢铁、铝合金、铜合金等材料制成；（10）为固化段，采用钢铁、铝合金、铜合金等材料制成；脱模区（9）采用钢铁材料制成。

图2为本发明设备结构示意图。（18）为拉拔机构，采用链式、液压式拉拔机或其它能提供直线往复式动力的机构，（4）为柔性管，采用胶管等形式；（19）为树脂传送机构，采用泵的方式；(3) 为密封圈；（15）为加热固化部件；（20）为复合后的热固性塑料层；（21）为热固性塑料成型型腔；（16）复合成型模具，采用金属制成，具体结构详见图1说明。

具体实施方式

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以下结合实施例对本发明作进一步说明：

本发明设备配置如图1所示。金属型材为φ30钢管，（18）为拉拔机构，采用链式拉拔机；（16）为复合模具，采用组合结构，由钢铁制成，定位段和成型段为一零件，定位段采用锥形结构并加工有2个树脂传送通道，密封圈（3）采用一个O形橡胶圈，隔热段的薄壁结构处金属厚度为2 mm；端面挡板（7）采用钢铁制成，端面挡板与脱模区之间的密封采用间隙配合的方式，端面挡板与金属型材的密封采用毛毡的形式；（19）为树脂传送机构采用树脂泵形式；（4）为柔性管采用橡胶管，柔性管两端的连接采用螺纹连接方式；（15）加热固化部件采用电阻加热方式，温度控制部件采用T型热电偶和温控仪的方式。