專利名稱：一種鋼網(wǎng)增強塑料中空制品及其滾塑成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料加工成型領(lǐng)域的一種鋼網(wǎng)增強塑料中空制品及其滾塑成型工藝。
滾塑又稱作旋轉(zhuǎn)成型，旋轉(zhuǎn)澆鑄成型。是將定量的液體或糊狀塑料加入模具中，通過對模具的加熱及縱橫向的滾動旋轉(zhuǎn)，使塑料熔融塑化并借塑料自身的重力作用，均勻地布滿模具型腔的整個表面，待冷卻固化后脫模即可得到中空的制品。滾塑與離心鑄塑生產(chǎn)的制品是類似的，但由于滾塑的轉(zhuǎn)速不高，設(shè)備比較簡單，更有利于小批量生產(chǎn)大型的中空制品，如直徑和高均達數(shù)米的容器。滾塑制品的厚度較之擠出吹塑制品均勻，廢料少，產(chǎn)品幾乎無內(nèi)應(yīng)力，因而也不易發(fā)生變形，凹陷等缺點。近年來，也有將粉狀塑料代替液狀或糊狀塑料而用于滾塑成型的，就其本質(zhì)來說，與澆鑄有很多相同之處，有試驗使用玻璃纖維增強的聚乙烯，交聯(lián)聚乙烯制品具有耐汽油性，耐應(yīng)力破裂及抗沖擊，適于生產(chǎn)帶嵌件的制品。有一種粉狀塑料滾塑制造設(shè)備為電力機械結(jié)構(gòu)，使加入聚乙烯粉的封閉式模具可同時作如下運動(1)固定高度并平行地面，任一確定方向上直線式平移往返運動。(2)圍繞模具縱向中心軸即垂直地面軸線上順時針或反時針轉(zhuǎn)動。(3)圍繞模具橫向中心軸即垂直于縱向中心軸作向上或向下轉(zhuǎn)動。模具置入烘箱內(nèi)，溫度為230℃左右。(上述內(nèi)容見《塑料成型工藝學》，成都科技術(shù)大學主編，1983年中國輕工業(yè)出版社)中國專利(9520773.7)《一種具有金屬絲、筋網(wǎng)格內(nèi)增強的硬塑鋼復合材料》公開以下方案。即把經(jīng)過冷處理和除污后金屬網(wǎng)格置入擠塑、注塑或搪塑等專用模具內(nèi)制成塑鋼材料之后，再放入已在模具上進行制造的玻璃鋼半成品中最后完成。實施例中有管道和板材。該方案是兩步制造法。中國專利申請(96101637X)《鋼塑混合制管、板、槽型等器材的一種制作方法》公開了以下方案。即最好選擇軋鋼網(wǎng)并焊接成型，與塑料混合后采用傳統(tǒng)塑料橡膠模壓制作工藝燒結(jié)成型。中國專利(94104509.9)《制造金屬骨架-塑料復合管道的方法及裝置》公開了如下方案。即用滾焊方式將縱橫鋼筋固定成網(wǎng)狀筒形骨架，將其與塑料熔體一起送入管道成型腔而制成。塑料熔體由擠出機連續(xù)提供。顯然，此時鋼架為常溫，塑料熔體為高溫，兩者之間在管材成型冷卻后很容易出現(xiàn)粘結(jié)不牢而脫離的現(xiàn)象。該管道口徑從85毫米至135毫米，屬于小口徑范圍，也未公開管道之間連接的問題。同樣注塑也只能生產(chǎn)小型三通、彎頭和小口徑管道。摸壓對大尺寸和形狀復雜者也無法解決。上述技術(shù)中對管道連接均未公開，如果用對焊法或從新加工承口和插頭，或焊接法蘭再連接，以及采用粘結(jié)劑等都會造成整體性差，焊接處及粘接處易老化、易拉裂等問題。搪塑加工壁過厚時，也易脫層及表面老化龜裂，加工也復雜。上述三篇專利說明書均未公開材料或制品的測試數(shù)據(jù)。
鑒此，本發(fā)明提出一種鋼網(wǎng)增強塑料中空制品及其滾塑成型工藝，其目的是應(yīng)用滾塑技術(shù)生產(chǎn)出品種全尤其是大口徑的、整體性能可達實用目標的管道(包括管件)和塔、貯槽、貯罐類的鋼網(wǎng)增強塑料中空制品(以下簡稱本產(chǎn)品)。
本發(fā)明之目的可如此實現(xiàn)。選用PE或PP等無毒樹脂粉經(jīng)相應(yīng)配方為主材。按照產(chǎn)品規(guī)格和使用條件，選用商品型材的焊接鋼絲網(wǎng)或鋼板網(wǎng)并作除污后，一般為單層，特殊需要可雙層相套按規(guī)格將其冷卷焊接成相似于產(chǎn)品的整體形狀，與樹脂粉一起裝模上機，經(jīng)旋轉(zhuǎn)加熱、冷卻定型后下機脫模，檢查修邊即完成本產(chǎn)品一次整體成型的制作過程。所得產(chǎn)品由一內(nèi)有鋼網(wǎng)的塑料層所構(gòu)造圍建。
對管道及敞口式的塔節(jié)等產(chǎn)品成型可使用單向正反旋轉(zhuǎn)式滾塑機，可實施先局部加熱后整體加熱，用于帶法蘭的產(chǎn)品。模具上還可設(shè)計出承口和插頭的形狀。對管配件如三通、四通和彎頭等產(chǎn)品成型可采用縱橫雙向旋轉(zhuǎn)滾塑機。對開入孔兩端密閉式的貯罐類的產(chǎn)品成型可使用搖擺式滾塑機。另外，還可調(diào)整鋼網(wǎng)在構(gòu)成產(chǎn)品外殼的鋼網(wǎng)塑料層中的位置，一般使用時，鋼網(wǎng)居中。對于PP產(chǎn)品成型可在鋼網(wǎng)上預先襯上一層經(jīng)配方的高密度聚乙烯材料，冷卻后再與PP粉滾塑成型。
由于本產(chǎn)品是運用滾塑成型工藝所制造，其性能異于用其他塑料成型工藝所制造的有金屬網(wǎng)的同類產(chǎn)品，也異于用滾塑成型工藝所制成的無金屬網(wǎng)的同類產(chǎn)品，并具有綜合技術(shù)效果。江西省塑料制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所在1999年5月26日簽發(fā)的，對本產(chǎn)品系列中的一種《金屬網(wǎng)增強滾塑LDPE管材》的物理機械性能檢驗報告數(shù)據(jù)表達如下該管材外徑為140毫米，壁厚8.1毫米，縱向回縮率0.3％，扁平試驗為合格，伸長率為70％，液壓試驗(1)對2毫米厚鋼板網(wǎng)管材為19MPa；(2)對1毫米厚電焊絲網(wǎng)管材為15MPa；(3)未增強加網(wǎng)為7.5MPa?？估瓘姸?8.9MPa。依此，對比LDPE、LLDPE給水管只需用少量的鋼網(wǎng)就能提高產(chǎn)品數(shù)倍的承壓強度和降低80％-90％的縱向回縮率。另外，可對比本產(chǎn)品630毫米外徑的管道和同外徑聚乙烯HDPE玻璃短纖維增強管道的壁厚，前者15.0毫米，后者需要57.3毫米，本產(chǎn)品節(jié)省資源低成本。由于上述的性能優(yōu)良，使大型化產(chǎn)品以塑代鋼成為現(xiàn)實。本產(chǎn)品管道類可從外徑114毫米到4030毫米，以及類比其他塔槽罐類容器。由于鋼網(wǎng)與樹脂粉同時受熱一次整體成型，鋼網(wǎng)與塑料結(jié)合力強，其中還包括有法蘭、彎頭、支管以及承口和插頭，解決了產(chǎn)品之間連接功能的問題，產(chǎn)品也無搭頭、無焊縫和應(yīng)力集中等現(xiàn)象，加上優(yōu)良的物理機械性能，具有抗拉、抗應(yīng)力龜裂、抗振裂、抗正負壓、抗下沉等性能，不僅產(chǎn)品整體性能比較優(yōu)良，而且在產(chǎn)品實際使用的現(xiàn)場中具有系統(tǒng)的優(yōu)越性，如成本低壽命長，使用范圍廣，更少見其他技術(shù)缺陷出現(xiàn)，如跑冒泄漏。
下邊結(jié)合附圖對本發(fā)明鋼網(wǎng)增強塑料中空制品(本產(chǎn)品)及其滾塑成型工藝作詳述。
圖面說明

圖1是預制本產(chǎn)品的管道鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本產(chǎn)品的管道結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本產(chǎn)品的管件三通鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本產(chǎn)品的管件彎頭鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本產(chǎn)品的管件三通結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本產(chǎn)品的管件彎頭結(jié)構(gòu)圖。
圖7是本產(chǎn)品的臥式貯槽結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本產(chǎn)品的管道連接的承口和插頭結(jié)構(gòu)圖。
從圖1至圖8，均有預制好的鋼網(wǎng)1，其相似于外塑料層2或內(nèi)塑料層3，鋼網(wǎng)居于其中。從圖1、圖3、圖4，鋼網(wǎng)法蘭4與管體鋼網(wǎng)之間用鐵絲連接環(huán)牢固焊接成整體的。從圖8，承口5是有一定寬度的，這部分無鋼網(wǎng)，插頭6的端頭有一個錐度，其內(nèi)有鋼網(wǎng)。承口內(nèi)有相應(yīng)形狀的R度，以利承插嵌合。
本產(chǎn)品滾塑成型工藝分三部分，敘述如下。
一、關(guān)于管道及敞口式的塔節(jié)、設(shè)備等產(chǎn)品的成型工藝及設(shè)備。
將預制好的鋼網(wǎng)與已配方的外層用樹脂粉材料同時裝模，上機成型。選擇使用單向正反旋轉(zhuǎn)式滾塑機，有利于敞口式或多層不同材質(zhì)的產(chǎn)品生產(chǎn)，方便進行局部加熱或整體加熱操作，先將法蘭部分加溫并填滿模具至半塑化，即再進行管體加溫整體成型。上述滾塑機以15轉(zhuǎn)/分的速度勻速滾動，同時進行外加熱，當溫度升至與材料相適應(yīng)的時侯，即采取保溫狀態(tài)。此時樹脂粉開始隨著模壁吸熱熔融，模具每滾動一圈便粘上一層樹脂粉并隨即吸熱融化。在融體填滿模具內(nèi)壁與金屬網(wǎng)骨架外壁的空隙及網(wǎng)格時，網(wǎng)體已被完全固定。在不斷地加溫保溫、投料和滾動作用下，融體厚度不斷增加，直至達到與按比重定量投料相適應(yīng)的厚度并完全塑化時，停止加溫，保持滾動。在此時進行風冷或水冷定型，直至塑料與模壁脫落方可停止?jié)L動并進入下機脫模，以及檢查修邊結(jié)束工藝過程。
二、關(guān)于管配件(三通四通彎頭)產(chǎn)品的成型工藝及設(shè)備。
管配件可視為是由管體與法蘭兩部分組成。應(yīng)使用縱橫向雙向旋轉(zhuǎn)滾塑機。其他工藝與上述第一種管道工藝相同。
三、關(guān)于只開人孔兩端密閉式如圖7臥式貯槽所表示的類似的產(chǎn)品的成型工藝及設(shè)備。
應(yīng)使用搖擺式滾塑機，該設(shè)備除能橫向均勻旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為15轉(zhuǎn)/分，還能同時作縱向35度角的搖擺，使兩端的封頭與桶體一致均勻布料，達到壁厚一致。除此之外，投料只能與金屬網(wǎng)骨架一次性投入，不得間隔。其他工藝與上述第一種管道工藝相同。
本發(fā)明其他有關(guān)問題敘述如下。
1.關(guān)于PP制品的成型，可對預制成型的鋼網(wǎng)骨架在專用支架上旋轉(zhuǎn)加溫而預先襯上一層2毫米左右厚的經(jīng)配方的高密度聚乙烯材料，待冷卻后取下，與PP粉同時裝模，以保證其粘結(jié)力。其他工藝與上述第一種管道工藝相同。
2.關(guān)于調(diào)整鋼網(wǎng)在鋼網(wǎng)塑料層中的位置，應(yīng)視使用條件而定。在一般使用如加壓以下或轉(zhuǎn)薄的壁時可居中。在正壓條件下，鋼網(wǎng)應(yīng)置于離外壁面3毫米處。在負壓條件下離內(nèi)壁面3毫米處。
3.關(guān)于雙層相套鋼網(wǎng)的采用，應(yīng)視產(chǎn)品壓力大的特殊需要，為彌補鋼板網(wǎng)菱形網(wǎng)格的空格強度不足，可在主網(wǎng)的內(nèi)壁或外壁再套一層網(wǎng)格密度較高的鋼網(wǎng)作為輔助增網(wǎng)，各取其長綜合優(yōu)勢。
4.關(guān)于承插連接，可先對承口和插頭粘結(jié)部位加熱至熔融狀，即將插頭插入承口，立即在承口外壁進行環(huán)向均勻加壓至插頭外壁與承口內(nèi)壁表面完全粘合，停止加壓，冷卻后取下加壓器。
權(quán)利要求
1.一種鋼網(wǎng)增強塑料中空制品，包括圍有一內(nèi)空的并具有一定厚度和構(gòu)造成制品形狀的鋼網(wǎng)塑料層，其特征是所述的鋼網(wǎng)塑料層是按滾塑技術(shù)方法將鋼網(wǎng)做進塑料之中并同時整體成型的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空制品，其特征是所述中空制品中的管道，其管端還有承口或插頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空制品，其特征是所述的鋼網(wǎng)可以是單層，也可以是網(wǎng)孔規(guī)格不同的緊套的雙層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空制品，其特征是所述的鋼網(wǎng)塑料層中的鋼網(wǎng)位置，在正或負壓制品時，可在離外或內(nèi)壁面3毫米處。
5.一種鋼網(wǎng)增強塑料中空制品的滾塑成型工藝，包括有將樹脂粉加入模具，對模具加熱及滾動旋轉(zhuǎn)，待冷卻固化后下機脫模，其特征是(1)將鋼網(wǎng)冷卷焊接成相似于并小于制品的整體形狀，(2)將鋼網(wǎng)與樹脂粉一起放入模具。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾塑成型工藝，其特征是管道成型時，其模具可設(shè)計有管端的承口和插頭成型腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾塑成型工藝，其特征是管件成型時可先對法蘭部份加溫并填滿模具至半塑化，再對其他部份加溫成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾塑成型工藝，其特征是所述的PP制品成型，可通過專用支架旋轉(zhuǎn)加溫先襯上一層2毫米左右厚的經(jīng)配方的高密度聚乙烯，待冷卻后取下，與PP粉同時裝模。
全文摘要
一種鋼網(wǎng)增強塑料中空制品(本制品)及其滾塑成型工藝(本工藝)。本制品鋼網(wǎng)塑料層是按滾塑技術(shù)將鋼網(wǎng)做進塑料之中并成型的。本制品除主體外還地帶有法蘭、支管以及承口和插頭,本工藝是將樹脂粉與相似并小于制品整體形狀的鋼網(wǎng)一起放入模具之中進行成型的,對管配件成型時可先對法蘭部分加溫并填滿模具,再對其他部部分加溫成型。本發(fā)明的實施將使以塑代鋼在大口徑制品得以實現(xiàn),并且在現(xiàn)場使用上也連接方便、可靠、成本低、使用壽命長和應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號B29C41/02GK1241476SQ9911025
公開日2000年1月19日 申請日期1999年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月8日
發(fā)明者王峰 申請人:王峰