Способ непрерывного формования изделий из термопластичного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1717398 9) Е ИЗОБ ОПИСА К АВТОРСКОМ ТЕН ИДЕТЕЛ ЬСТВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Институт механики сплошных средУральского отделения АН СССР(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение может быть использованодля непрерывного формования изделийрасширенной номенклатуры из термопластичных вспененных материалов, для изгоИзобретение относится к способам непрерывного получения вспененных профильных изделий из термопластичных материалов, используемых в различных областях техники, например, для получения теплоизоляционных прокладок, декоративных элементов, уплотнительных шнуров в строительной п ромы шлен ности.Известен способ экструзии термопластичных материалов, согласно которому изделие формуется инструментом и в дальнейшем охлаждается в калибраторе без изменения формы изделия, причем для уменьшения трения по стенкам калибра и охлаждения поверхности иэделия холодную жидкость или газ подают в область калибра, имеющего сечение, близкое к желаемому сечению изделия.Недостатки способа - он позволяет вйпускать изделия только одного типоразме(55 В 29 С 67/20, 4 товления профильных изделий типа теплоизоляционных прокладок, уплотнительных шнуров в строительной и др. отраслях промышленности. Способ заключается в экструзии материала через формующий инструмент с подводом под давлением на"ретой газообразной смазки. При этом охлаждение заготовки изделия осуществляют газообразной смазкой за счет свободного ее расширения до величины атмосферного давления на выходе из формующего инструмента. Температуру нагрева газообразной смазки на входе в формующий инструмент выбирают в диапазоне от температуры окружающей среды до температуры переработки материала для регулирования степени охлаждения и вспенивания материала. 1 табл 1 ил. ра, поскольку для получения изделий с различными размерами по этому способу необходимо к формующему инструменту присоединять сменные калибры нужного сечения, что сужает номенклатуру выпускаемых изделий,Наиболее близким к предлагаемому является способ непрерывного формования изделий из термопластичного материала, включающий экструзию материала через формующий инструмент с подводом в формующий канал под давлением нагретой газообразной смазки и .последующее охлаждение заготовки изделия. В указанном способе благодаря созданию смазочного эффекта в формующем канале повышается производительность процесса.Однако при экструзии изделий из вспененных термопластичных материалов из-эа отсутствия элемента регулирования степени охлаждения поверхности изделия и вспенивания материала возможно получение на одном формующем инструменте только одного вида изделия,Цель изобретения - расширение номенклатуры выпускаемых изделий из вспененного материала.Поставленная цель достигается тем, что охлаждение заготовки изделия осуществляют газообразной смазкой за счет свободного ее расширения до величины атмосферного давления на выходе из формующего инструмента, при этом температуру нагрева газообразной смазки на входе в формующий инструмент выбирают в диапазоне от температуры окружающей среды до температуры переработки материала для регулирования степени охлаждения и вспенивания материала,На чертеже приведено устройство для осуществления способа, разрез,Устройство содержит шнековый экструдер 1 со шнеком 2, формующий инструмент 3 с фильерой 4 из пористого материала, имеющей выходное отверстие 5, Формующий инструмент 3 снабжен трубопроводом 6 и нагревателем 7 для подачи под давлением нагретой газообразной смазки в формующий канал фильеры 4,Сущностьспособа заключается вследующем.Расплав полимера 8, смешанный со вспенивающим агентом, шнеком 2 экструдера 1 подают в полость формующего инструмента З,через выходное отверстие 5 фильеры 4 экструдируют изделие 9, которое разбухает под действием вспенивающего агента до диаметра О. В формующий инструмент 3 по трубопроводу 6 подводят газ от источника высокого давления (не.показан), который через пористые стенки фильеры 4 попадает на внутреннюю поверхность фильеры 4 и создает разделительную смазочную пленку 10 между стенкой и потоком расплава полимера 8. Создание смазочной пленки 10 уменьшает гидродинамическое сопротивление формующего канала фильеры 4, что позволяет повысить скорости экс, трузии. Нагрев подводимого сжатого газа производится нагревателем 7,На выходе из формующего инструмента 3 сжатый газ расширяется до величины атмосферного давления и создает вокруг экструдата среду с пониженной температурой, определяемой степенью расширения и и редшествующей расширению начал ьной температурой, В результате изменения начальной температуры подводимого газа можно с разной степенью охлаждать поверхность экструдата. Так, при низких температурах газа экструдат имеет гладкуютурного режима формующего инструментаГазовые смазки с температурой выше температуры переработки при прохождениипористого массива повышают температуру.45 стенок формующего канала, что изменяетвыбранный температурный режим формующего инструмента,П р и м е р. Через пористую фильеру 4 свыходным диаметром 4.8 мм экструдируют50 полиэтилен марки 153 - 14. наполненныйвспенивающим агентом (фреон + дибутилфтала),Температуры ( С) по зонам экструдера139-78-78-86, температура формующего55 инструмента 70 . Нагреватель 7 позволяетнагреть поток газа до 150;С, Результатыэксперимента сведены в таблицу.Как видно из таблицы, изменение температуры подводимого газа влияет не только на производительность и изменение 101520 253035 40 поверхность с закрытой пористостью и сквозным внутренним отверстием б (т.е,получается трубка из вспененного полимера на бездорновом формующем инструменте). С повышением температуры газа сквозное отверстие исчезает., но пористостьцентральных слоев намного выше, чем у внешних. Изменяя температуру газа в диапазоне от окружающей среды до переработки полимера, можно получать спектр экструдатов с различной пористостью, еераспределением по сечению вплоть до трубки, а поверхность экструдата.от плотной игладкой до пористой и "мохнатой",Подвод под давлением газообразнойсмазки позволяет охладить поверхностьвспененного экструдата после его выхода из формующего инструмента 3 за счет изменения температуры окружающей среды при расширении сжатой смазки. Регулирование степени охлаждения изделия 9 при свободном расширении газообразной смазки про- . изводится в результате подбора температур входящей в формующий инструмент 3 смазки в.диапазоне температур от окружающей среды до температуры переработки материала,Нижний предел (от температуры окружающей среды) связан с тем, что при болеенизких температурах происходит переохлаждение стенок пористого массива фильеры 4, чтб нарушает нормальный.процесс экструзии. Кроме того, более низкие температуры требуют дополнительных устройств охлаждения газа, что не всегда экономически целесообразно. Верхний предел температурного диапазона (температура переработки материала) выбран из условий сохранения качественной поверхности иэделия и ненарушения выбранного темпера1717398 формующий инструмент с подводом в формующий канал под давлением нагретой газообразной смазки и последующее охлаждение заготовки изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширенияноменклатуры выпускаемых изделий из вспененного материала, охлаждение заготовки изделия осуществляют газообразной смазкой эа счет свободного.ее расширения 10 до величины атмосферного давления на выходе из формующего инструмента, при этом температуру нагрева газообразной смазки на входе в формующий инструмент выбирают в диапазоне от температуры окружаю щей среды до температуры переработкиматериала для регулирования степени охлаждения и вспенивания материала. т Давление газа, МПа ШОбразец НаружныйдиаметрР, жм зкс.Температура газа, С Внутреннийдиаметр 2,7 (макси-.мально достижимаяскорость) С калиб- Без газоратором войсмазки 20 Без ка" Без газо"либратод войра.Ох- смазкилажде"ние навоздухе 0,6 10 15Нарушения геометрии изделия ло длине 1 17-0,81,1-0,71,0"070,57 7 88 820 50 70100Нарушения 1,5 :25геометрии изделия по длинеанаружного диаметра изделия, но и позволяет получить сквозной внутренний диаметр в изделии на бездорновой оснастке, Кроме того, возможно получение изделий с переменной пористостью по сечению изделия.Использование изобретения обеспечивает изготовление широкого спектра вспененных изделий на одном формующем инструменте, получение изделий со сквозными полостями на бездорновом формующем инструменте, получение изделий с переменной плотностью по сечению, а также повышение скорости экструзии.Формула изобретения Способ непрерывного формовайия изделий из термопластичного материала, включающий экструзию материалачерез йСкоростьПлотность экструд , . экструд., м/мин кг/мз,1717398 оставитель Л.Кольцовахред М.Моргентал К Редактор А.Мотыль ктор М. Максимишинец оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 841 ВНИИПИ Гос Тиражственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., 4(5