專利名稱：斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置及其生產方法
技術領域：
本發明涉及工程塑料生產技術領域，尤其涉及一種斷橋鋁門窗用玻璃纖維增強 尼龍66隔熱條的連續化生產裝置及其生產方法。
背景技術：
目前，建筑用鋁合金門窗普遍采用"斷熱冷橋"技術，以達到隔熱節能的目的。 所謂"斷熱冷橋"技術，就是將鋁合金門窗框分成三部分一外部鋁合金框、內部鋁 合金框以及連接內外鋁合金框的中間芯子部分，而中間芯子部分即隔熱舉便稱為"斷 熱冷橋"，它不僅必須是一種極好的隔熱材料，而且其強度和抗老化性能必須滿足鋁 合金門窗的要求。因此，隔熱條的氣封性、水密性及抗風壓性尤為關鍵，在使用過 程中對隔熱條的抗拉伸強度、抗剪切力和耐老化性能要求很高，同時還要求隔熱條 接近鋁合金的線性膨脹系數。我國在幾年前就采用PVC、 ABS等塑料來生產隔熱條，但在使用過程中發現其 性能根本不能滿足使用要求。為此，國內外對隔熱條的生產材料進行了廣泛的開發 研究。其中，以玻璃纖維增強尼龍66復合材料為主的隔熱型材已在國外使用多年， 其基體樹脂是尼龍66，用玻璃纖維增強后，其機械性能、耐熱性能、尺寸穩定性及 耐化學腐蝕性等都得到了極大的提高，主要用于鋁合金門窗玻璃之間的連接、密封 及其他工程領域。能夠很好地抵抗風壓和抗鹽霧腐蝕等，更重要的是其線膨脹系數 與鋁合金極為接近，與型材復合后的整體性能好。實踐證明，這是迄今為止開發成 功的最為理想的隔熱型材，能夠滿足隔熱條超高性能的要求。然而，玻璃纖維增強尼龍66隔熱條擠出工藝和擠出設備在我國的研究仍然處于 很薄弱的環節。國內企業生產玻璃纖維增強尼龍66隔熱條， 一般都是將常規的單螺 桿擠出機和口模、定型模具等簡單地裝配組合在一起，采用常規擠出方式即熔融的 物料從擠出機和口模出來后經過一段放空然后進入定型模具進行生產(參見圖1), 難以符合原材料性能及工藝的要求，因此生產過程不穩定，生產效率低、操作麻煩、 能耗大。此外，由于外界壓力突然降低，在放空段的物料必然會膨脹且膨脹的幅度 不同，因此獲得的產品性能不高、產品尺寸不精確，難以保證產品質量，無法滿足 使用要求。目前，玻璃纖維增強尼龍66隔熱條的生產技術巳嚴重制約了隔熱條的應 用、推廣和發展，其擠出生產工藝和生產設備的開發迫在眉睫。發明內容本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種生產過程穩定、生產效率高、 人工操作少、能耗低，產品質量穩定優良的斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產 裝置，以確保獲得高性能的隔熱條產品，滿足使用需求，促進隔熱條產品及技術的 應用和發展。本發明的另一目的在于提供一種斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生 產方法。本發明的目的通過以下技術方案予以實現本發明提供的一種斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置,包括給料系統、 擠壓機、口模、定型模具、加熱控制系統、冷卻系統和牽引系統；所述給料系統設 置在擠壓機的給料口處，口模設置在擠壓機的機頭處；加熱控制系統連接控制擠壓 機和口模；此外，所述定型模具和口模以隔熱形式緊密連接在一起。本發明裝置將定型模具和口模連接，物料從口模流出后不需要放空而直接進入 定型模具，通過壓力的控制，降低了外界壓力突然降低所帶來的變化和影響，可實 現并穩定產品的連續化生產。尼龍66屬于熱敏性工程塑料，對溫度非常敏感。而本 發明裝置定型模具和口模以隔熱形式連接，可減少口模和定型模具之間的熱傳導， 有利于提高生產的穩定性以及產品性能和質量。在定型模具和口模的連接方式上，具體地可采用以下措施所述定型模具和口 模兩者的連接處為仿形凸臺結構；所述定型模具外設有模套，該模套通過連接件與 口模固定連接；所述冷卻系統的冷卻處理在定型模具和模套之間進行。由于定型模 具和口模的接觸面采用仿形凸臺結構，能夠盡量減少兩者的接觸面積，從而大大降 低了口模和定型模具之間的傳熱問題。本發明裝置可采取如下進一步措施所述定型模具為一條或一條以上且并列設 置在模套內，各定型模具均為單獨的、可拆卸式個體；所述口模與定型模具對應， 且口模前設置有分流板。這樣，通過一模多出，不僅可大幅度提高生產效率，而且 當某個定型模具的型腔中有缺陷或磨損較大時，可以單獨更換，而不至于整套報廢。由于原材料本身、電流不穩定等原因，會造成料筒和口模的壓力不穩定，從而 影響出料的穩定性。為此，本發明裝置還包括壓力控制系統，該壓力控制系統包括 壓力傳感器和控制器，其中壓力傳感器連接到口模上，控制器連接控制擠出機螺桿 的轉動速度，即是通過監控口模內壓力，調節擠出機螺桿的轉速。在口模中設定一 個合適的壓力，在壓力控制系統作用下，當壓力傳感器測得的口模壓力與設定值不同時，控制器則調節螺桿轉速，使口模內壓力迅速回到設定值，從而起到穩壓的作 用。尼龍66加入玻璃纖維或其他填充物進行改性時，由于流動性很差、磨損性很大， 因此玻璃纖維增強尼龍66在加工過程中對螺桿會產生嚴重的磨損，為此本發明裝置 所述擠壓機的螺桿采用雙合金氮化鋼制成，以延長螺桿的使用壽命；螺桿的長徑比 為28 40，壓縮比為3 4.5。選擇較大長徑比的螺桿，能夠改善物料的溫度分布， 有利于物料的混合與塑化，消除玻璃纖維外露現象。擠出成型溫度是促使成型物料塑化和熔體流動的必要條件，對異型材制品的質 量和產量均有十分重要的影響。本發明裝置所述加熱控制系統分為8 12個溫度控 制區，采用熱電偶測量控制。這樣能夠對各段溫度做更好的控制，從而優化生產工 藝。在尼龍熱加工過程中，由于溫度較高，物料在料筒中會產生一些低分子揮發物， 這些揮發物如果不能夠及時排出料筒，就會嚴重影響口模內的壓力穩定性，從而影 響生產的穩定性和產品的質量。本發明裝置所述擠壓機中采用螺桿自排氣結構，以 便迅速把揮發物排到料筒外，防止揮發物的影響。本發明的另一目的通過以下技術方案予以實現一種斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產方法，包括以下步驟a) 將上述生產裝置的口模和定型模具安裝好后，對設備進行加熱，并啟動冷卻 系統；b) 設定擠壓機的溫度為260。C 320'C，以270。C 300。C為宜；口模溫度為 260。C 330。C，以280。C 300。C為宜；冷卻水溫度為15。C 70。C，以18。C 60。C為 宜；通過加熱控制系統將擠壓機和口模的溫度加熱到所設定的值后，打開給料系統， 啟動擠壓機；c) 擠壓機對原材料進行塑化，當擠壓機機頭壓力達到40bar 100bar時，打開 模具的控制閥，使熔融的物料進入模具，設定口模內部流體壓力為10bar 40bar;d) 根據設定的口模內部流體壓力，通過壓力控制系統調節控制擠壓機螺桿的轉 速，使口模內壓力迅速回復到設定值，使得生產在壓力平穩的情況下進行，壓力控 制精度為0.5 2bar;e) 當物料已經到達定型模具并包裹住牽引片時，啟動牽引系統；觀察模具上壓 力的變化，緩慢增加牽引速度；f)當隔熱條完全被牽引出定型模具時，在壓力平穩的情況下加快牽引的速度， 牽引速度為0.01m/min lm/min;同時降低冷卻水溫度。 本發明具有以下有益效果(1) 定型模具和口模用機械方式連接在一起，取消了放空段，通過壓力的控制， 降低了外界壓力突然降低所帶來的變化和影響，保證了生產過程的連續性和穩定性， 有利于提高產品性能和產品質量。人工操作少，能耗低。(2) 定型模具和口模的接觸面采用仿形凸臺結構，能夠盡量減少兩者的接觸面 積，大大降低口模和定型模具之間的傳熱問題，有利于提高生產的穩定性以及產品 的性能和質量。(3) —次出模可同時生產多條隔熱條產品，實現了一模多出，大幅度提高了生 產效率。當某個定型模具的型腔中有缺陷或磨損較大時，可以單獨更換而不至于整 套報廢。極大減少了生產的復雜程度，降低了生產成本。(4) 根據口模內壓力的設定值，調節控制擠出機螺桿的轉速，從而穩定口模內 的實際壓力，能夠保證出料的穩定性，提高了產品的性能和質量。(5) 加熱控制系統采用熱電偶測量控制，靈敏度高，而且分為8 12個溫度控 制區，各段的溫度更加容易控制，溫控更加精確，從而優化了加工工藝。(6) 采用螺桿自排氣結構，能夠迅速將尼龍熱加工過程中的揮發物排出到料筒 外，防止揮發物對生產過程和產品的影響。
下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步的詳細描述圖1是現有技術常規生產裝置的結構原理框圖；圖2是本發明生產裝置實施例的結構原理框圖；圖3是本發明生產裝置中口模的截面圖；圖4是本發明生產裝置中定型模具的截面圖；圖5是圖3和圖4中的A-A、 B-B剖面圖。圖中給料系統l，擠壓機2， 口模3，定型模具4，壓力控制系統5，加熱控 制系統6，冷卻系統7，牽引系統8，仿形凸臺9，上模套IO，下模套ll，螺絲12、 15，卡塊13，卡槽1具體實施方式
圖2 圖5所示為本發明斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置的實施例， 如圖2所示，包括給料系統l、擠壓機2、 口模3、定型模具4、壓力控制系統5、 加熱控制系統6、冷卻系統7和牽引系統8;給料系統1設置在擠壓機2的給料口處， 口模3設置在擠壓機2的機頭處；加熱控制系統6連接控制擠壓機2和口模3。如圖2和圖5所示，定型模具4和口模3緊密連接在一起，其中口模3 (或定 型模具4)的接觸部分為仿形凸臺9結構，其封料位取單邊2mm。如圖4所示，定 型模具4為多條(例如10條、20條或40條等等)且并列套設在模套內，各定型模 具4均為單獨的、可拆卸式個體。模套分為上模套10和下模套11，套在定型模具4 外并通過螺絲12固定連接。口模3與定型模具4對應，且口模3前采用普通工程塑 料異型材擠出模具的形式設置分流板。如圖3、圖4和圖5所示，定型模具4和口 模3對接后，通過卡塊13、卡槽14以及螺絲15將口模3與上模套10、下模套11 連接固定，從而將定型模具4和口模3直接對接在一起。擠壓機2的螺桿采用雙合金氮化鋼制成，直徑為50mm,螺桿的長徑比為28、 30、 32、 40中的一種，螺桿的壓縮比為3 4.5。擠壓機采用雙合金螺桿自排氣結構， 從而迅速將物料熱加工過程中產生的揮發物排到料筒之外。壓力控制系統5包括壓力傳感器和控制器，其中壓力傳感器連接到口模上，控 制器連接控制擠出機螺桿的轉動速度，即是通過壓力傳感器感應到口模壓力的波動， 然后反饋回控制系統來調節擠出機螺桿的轉速，達到控制壓力的目的。加熱控制系統6分為8 12個溫度控制區，其中擠出機部分的溫控區為8個部 分，模具部分的溫控區為4個部分。采用熱電偶測量控制。冷卻系統7采用冷水機組，冷卻處理在定型模具4和模套之間進行。以生產I型14.8玻璃纖維增強尼龍66隔熱條為例。將尼龍66、玻璃纖維、色 母和其它添加劑干燥后按照比例計量攪拌混合后供給到上述生產裝置。首先將擠出機升溫到正常的生產溫度，放入新料對機器進行清理。把擠出機內 的殘料完全擠出后，開始降溫。然后按照以下方法進行a) 將上述生產裝置的口模3和定型模具4安裝好后，對設備進行加熱，并啟動 冷卻系統7;b) 擠壓機2的溫度設定從尾部27(TC依次上升至30(TC， 口模3溫度設定為 280°C~300°C°C，冷卻水溫度設定為18°C~60°C，以30'C為宜；通過加熱控制系統68將擠壓機2和口模3的溫度加熱到所設定的值后，打開給料系統l,啟動擠壓機2;c) 擠壓機2對原材料進行塑化，當擠壓機2機頭壓力達到40bar 100bar時， 打開模具的控制閥，使熔融的物料進入模具，設定口模內部流體壓力為10bar 40bar;d) 當口模3的實際壓力與設定值不同時，通過壓力控制系統5調節擠壓機2螺 桿的轉速，使口模3內壓力迅速回復到設定值，使得生產在壓力平穩的情況下進行, 壓力控制精度為0.5 2bar;e) 當物料已經到達定型模具4并包裹住牽引片時，啟動牽引系統8;觀察模具 上壓力的變化，增加牽引速度；f) 當隔熱條完全被牽引出定型模具時，在壓力平穩的情況下加快牽引的速度， 牽引速度為0.01m/min lm/min;同時降低冷卻水溫度， 一般情況速度每升高0.05 米冷卻水溫度降低5度。本發明生產方法的各工藝參數不局限于上述列舉的實施例。 由于擠壓機螺桿的轉速由壓力來控制，因此整個工藝是在壓力穩定的前提下實現連續自動生產的。當需要生產其它規格的隔熱條產品時，整個工藝只需要更換模具即可。
權利要求
1、一種斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置，包括給料系統(1)、擠壓機(2)、口模(3)、定型模具(4)、加熱控制系統(6)、冷卻系統(7)和牽引系統(8)；所述給料系統(1)設置在擠壓機(2)的給料口處，口模(3)設置在擠壓機(2)的機頭處；加熱控制系統(6)連接控制擠壓機(2)和口模(3)；其特征在于所述定型模具(4)和口模(3)以隔熱形式緊密連接在一起。
2、 根據權利要求1所述的斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置，其特征 在于所述定型模具(4)和口模(3)兩者的連接處為仿形凸臺(9)結構；所述定型模具(4) 外設有模套，該模套通過連接件與口模(3)固定連接；所述冷卻系統(7)的冷卻處理在 定型模具(4)和模套(3)之間進行。
3、 根據權利要求1或2所述的斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置，其 特征在于所述定型模具(4)為一條或一條以上且并列設置在模套內，各定型模具均 為單獨的、可拆卸式個體；所述口模(3)與定型模具(4)對應，且口模前設置有分流板。
4、 根據權利要求1或2所述的斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置，其特征在于還包括壓力控制系統(5)，該壓力控制系統包括壓力傳感器和控制器，其中壓力傳感器連接到口模(3)上，控制器連接控制擠出機(2)螺桿的轉動速度。
5、 根據權利要求1或2所述的斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置，其 特征在于所述擠壓機(2)的螺桿采用雙合金氮化鋼制成，螺桿的長徑比為28 40。
6、 根據權利要求1或2所述的斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置，其 特征在于所述擠壓機(2)中采用螺桿自排氣結構。
7、 一種斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產方法，其特征在于包括以下步驟a) 將權利要求1或2或3所述的口模(3)和定型模具(4)安裝好后，對設備進行 加熱，并啟動冷卻系統(7);b) 設定擠壓機(2)的溫度為260。C 320。C， 口模(3)溫度為260。C 330。C,冷卻 水溫度為15°C 70°C;通過加熱控制系統(6)將擠壓機(2)和口模(3)的溫度加熱到所 設定的值后，打開給料系統(l)，啟動擠壓機(2);c) 擠壓機(2)對原材料進行塑化，當擠壓機(2)機頭壓力達到40bar 100bar時， 打開模具的控制閥，使熔融的物料進入模具，設定口模內部流體壓力為10bar 40bar;d) 根據設定的口模內部流體壓力，通過壓力控制系統(5)調節控制擠壓機(2)螺 桿的轉速，使口模內壓力迅速回復到設定值，使得生產在壓力平穩的情況下進行，壓力控制精度為0.5 2bar;e) 當物料己經到達定型模具(4)并包裹住牽引片時，啟動牽引系統(8);觀察模 具上壓力的變化，緩慢增加牽引速度；f) 當隔熱條完全被牽引出定型模具(4)時，在壓力平穩的情況下加快牽引的速 度，牽引速度為0.01m/min lm/min;同時降低冷卻水溫度。
8、 根據權利要求7所述的斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產方法，其特征 在于所述擠壓機(2)的溫度設定為270'C 30(TC。
9、 根據權利要求7所述的斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產方法，其特征 在于所述口模(3)溫度設定為280。C 300。C。
10、 根據權利要求7所述的斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產方法，其特 征在于所述冷卻水溫度設定為18°C~60°C。
全文摘要
本發明公開了一種斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產裝置，包括給料系統、擠壓機、口模、定型模具、加熱控制系統、冷卻系統和牽引系統；所述給料系統設置在擠壓機的給料口處，口模設置在擠壓機的機頭處；加熱控制系統連接控制擠壓機和口模；此外，所述定型模具和口模以隔熱形式緊密連接在一起。本發明還公開了一種斷橋鋁門窗用新型隔熱條的連續化生產方法。本發明確保了生產過程的連續性和穩定性，極大地提高了產品的性能和產品質量。同時實現了一模多出，大幅度提高了生產效率。
文檔編號B29C47/92GK101306575SQ20071002886
公開日2008年11月19日 申請日期2007年6月28日 優先權日2007年6月28日
發明者卓慶祿, 龐學新, 歐陽喜仁, 繆明松, 躍 馬 申請人:佛山市南海易樂工程塑料有限公司;廣州市白云化工實業有限公司