1.本发明涉及聚四氟乙烯加工技术领域，具体是一种行程分段式液压柱塞挤丝方法。


背景技术：

2.聚四氟乙烯(ptfe)材料因具有优异的耐化学性腐蚀性能和耐温性能，被称之为“塑料王”，近年来在我国氟化工行业的飞速发展和环保应用领域的迫切需求的拉动下，聚四氟乙烯的各种纤维材料应运而生，生产制造技术也得到了快速发展；聚四氟乙烯长丝纤维作为生产环保过滤针刺、水刺滤料的基布(骨架材料)、织造液体过滤筛网、生产耐高温滤袋缝纫线的优选材料，近年来已经完全突破国外对生产技术的封锁，自主制造技术的日臻成熟，这种发展局面使各种长丝产品不但在我国各种工业应用中，尤其是环保过滤领域中得到了广泛的应用，而且产品技术已经发展成为处于全球同类产品制造技术和产能规模的顶端的格局，形成了该类产品的国际市话语权的地位。
3.聚四氟乙烯材料的理论熔点是327℃，但是这种材料在熔融状态下具有高粘度性和无液体流动性的特点，因而就局限了它无法用传统大化纤的“熔喷纺丝”工艺生产纤维产品；目前，在我国环境允许、较为流行的聚四氟乙烯单丝生产工艺基本上有两种，一种是使用助挤剂(轻质白油)与聚四氟乙烯分散料按一定比例混合后的“糊料”压坯后，再将料坯轧延成膜带，其后分切成丝，丝再通过脱脂(除助挤剂)、烧结、拉伸等热塑成型工艺制成单丝；另一种是通过糊料挤出含油单丝后，再通过脱脂、烧结、拉伸等热塑成型工艺制成单丝；前者在业内被称之为“膜切丝”，也称扁丝；后者被称之为“挤出丝”，也称圆丝；扁丝基本上是被用作织造针刺滤料基布材料；而圆丝则可以用来合股生产制造聚四氟乙烯滤袋缝纫线、织造水刺用基布或液体过滤筛网等多种用途；由于使用圆丝合股生产的聚四氟乙烯缝纫线，不但具有良好的耐温性和优异的耐化学性能，还具有线径饱满、耐磨性高、摩擦系数高，以及缝制滤袋后有封堵针孔较好等外观特征和物理、机械性能特点，在耐高温滤袋缝制中得到了广泛应用；且使用圆丝织造的水刺滤料基布，能够承受水针击打的高强度剪切力而保持85％以上的强力，相比之下扁丝只能保持高约30％左右的强力，所以在水刺高端滤料中，圆丝基布又具有明显的性能优势；而用圆丝织造的液体过滤筛网也具有布面硬挺，过滤孔径均匀，易于清灰(泥)等优点；因此在环保过滤领域，聚四氟乙烯长丝中的圆形单丝是一种受到滤料设计师们青睐的一种高性能纤维材料。
4.中国专利公开了一种聚四氟乙烯长纤维的制造方法(专利号：cn101074499a)，该专利技术使用螺杆挤压设备制造ptfe分切长丝纤维，所得的聚四氟乙烯长纤维可制成单丝长纤维和多股长纤维，即可以织成袋式除尘器的布袋滤料的基布，又可成为缝制聚四氟乙烯布袋的一种高强度的工业缝纫线，使滤袋有较好的使用寿命，但是其生产的单丝在热拉伸中容易发生断头，单丝的线密度偏差较大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种行程分段式液压柱塞挤丝方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种行程分段式液压柱塞挤丝方法，包括以下步骤：
8.s1、先根据预压ptfe坯料长度，将柱塞挤出装置的柱塞推压行程分为若干个阶段，然后将ptfe坯料送入柱塞挤出装置的柱塞腔体内，其中，柱塞挤出装置使用液压系统作为推压动力，推压方式采用腔体内柱塞推压；
9.s2、将每个行程阶段的柱塞压力和推压速度的参数按设计数值进行预设，并采用plc模块编程控制其中推压的初始柱塞压力为5～8mpa，对应的推压速度为50～70mm/min；末端柱塞压力为13～15mpa，对应的推压速度为80～100mm/min；
10.s3、通过柱塞式推压将ptfe生丝的挤压成型，得到出丝速度控制在30～80mm/min，挤出线径控制在0.55～2.2mm，线密度控制在1000～5000tex的聚四氟乙烯生丝，将挤出的聚四氟乙烯生丝经过除油、烧结和热拉伸后，即得到单丝断头率＜10％的成型聚四氟乙烯单丝。
11.作为本发明再进一步的方案：所述ptfe坯料在不同的挤出阶段设定不同的压力和速度，且压力和速度的比值为逐渐递减，所述压力和速度的参数值按照压力递增、速度递减的递变原则进行数据预设，以保持出丝速度稳定和结丝的密度均匀。
12.作为本发明再进一步的方案：所述液压系统由伺服电机、油泵、压力传感器、油箱、伺服控制器共同构成，油箱容积为50～100l，油泵为3～8cc内啮合齿轮泵、压力传感器测量范围为0～25mpa，伺服电机为2.5～5kw交流伺服电机，液压推压压力为5～5mpa。
13.作为本发明再进一步的方案：所述柱塞推压行程的控制模式可以采用等量分段和不等量分段两种模式，其中，等量分段为l/n，不等量分段为l1、l2
……
ln。
14.作为本发明再进一步的方案：所述腔体内柱塞推压可以采用腔体立式垂直推压或腔体卧式平行推压。
15.作为本发明再进一步的方案：所述柱塞挤出装置的腔体的内径为10～50mm，深度为200～600mm；柱塞直径为9.9～49.9mm；吐丝嘴口径为0.5～2mm，吐丝嘴与腔体结合部分的椎体导流夹角为30～60
°
。
16.作为本发明再进一步的方案：所述ptfe坯料选用聚四氟乙烯纤维级分散树脂和轻质白油混合而成的糊料，再通过模具挤压成坯，且ptfe坯料的长度选用190～590mm，其中，聚四氟乙烯纤维级分散树脂的密度为2.18～2.19g/cm3，轻质白油的闪点70～100℃。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果：
18.1、通过柱塞挤出装置的柱塞腔体推压ptfe坯料，使得ptfe坯料不受到剪切和剐擦损，从而减少单丝结丝过程中线性分子在成纤过程中不被这些异形纤维化大颗粒阻断，从而很好地避免了后道工序中单丝热拉伸中发生断头，提高了单丝制成率。
19.2、将ptfe坯料通过柱塞推压行程分为若干个阶段挤出，并以出丝速度始末均匀为常量，以压力和速度为变量，以保证挤出单丝的质量密度均匀，进而降低单丝的线密度偏差，与此同时，也可以降低单丝后道拉伸的制成率。
20.3、通过plc模块进行自动控制，避免了人工手动操作的失误，减轻工人劳动强度，
在保证产品质量稳定的同时，可有效节约劳动力成本。
具体实施方式
21.本发明实施例中，一种行程分段式液压柱塞挤丝方法，包括以下步骤：
22.s1、先根据预压ptfe坯料长度，将柱塞挤出装置的柱塞推压行程分为若干个阶段，然后将ptfe坯料送入柱塞挤出装置的柱塞腔体内，其中，柱塞挤出装置使用液压系统作为推压动力，推压方式采用腔体内柱塞推压；
23.s2、将每个行程阶段的柱塞压力和推压速度的参数按设计数值进行预设，并采用plc模块编程控制其中推压的初始柱塞压力为5～8mpa，对应的推压速度为50～70mm/min；末端柱塞压力为13～15mpa，对应的推压速度为80～100mm/min；
24.s3、通过柱塞式推压将ptfe生丝的挤压成型，得到出丝速度控制在30～80mm/min，挤出线径控制在0.55～2.2mm，线密度控制在1000～5000tex的聚四氟乙烯生丝，将挤出的聚四氟乙烯生丝经过除油、烧结和热拉伸后，即得到单丝断头率＜10％的成型聚四氟乙烯单丝。
25.优选的，ptfe坯料在不同的挤出阶段设定不同的压力和速度，且压力和速度的比值为逐渐递减，压力和速度的参数值按照压力递增、速度递减的递变原则进行数据预设，以保持出丝速度稳定和结丝的密度均匀。
26.优选的，液压系统由伺服电机、油泵、压力传感器、油箱、伺服控制器共同构成，油箱容积为50～100l，油泵为3～8cc内啮合齿轮泵、压力传感器测量范围为0～25mpa，伺服电机为2.5～5kw交流伺服电机，液压推压压力为5～5mpa。
27.优选的，柱塞推压行程的控制模式可以采用等量分段和不等量分段两种模式，其中，等量分段为l/n，不等量分段为l1、l2
……
ln。
28.优选的，腔体内柱塞推压可以采用腔体立式垂直推压或腔体卧式平行推压。
29.优选的，柱塞挤出装置的腔体的内径为10～50mm，深度为200～600mm；柱塞直径为9.9～49.9mm；吐丝嘴口径为0.5～2mm，吐丝嘴与腔体结合部分的椎体导流夹角为30～60
°
。
30.优选的，ptfe坯料选用聚四氟乙烯纤维级分散树脂和轻质白油混合而成的糊料，再通过模具挤压成坯，且ptfe坯料的长度选用190～590mm，其中，聚四氟乙烯纤维级分散树脂的密度为2.18～2.19g/cm3，轻质白油的闪点70～100℃。
31.为了更好地说明本发明的技术效果，通过下述实施例进行阐述：
32.s11：柱塞挤出装置选用一台垂直立式推压结构的液压柱塞挤丝机，其中，柱塞挤出装置选用腔体内径35mm、长度62cm、柱塞直径35mm、柱塞有效行程600cm，出丝口直径1.2mm，导流椎体夹角45
°
，液压系统选用2.5kw交流型伺服电机、内啮合齿轮泵与压力传感器组成的液压动力循环系统；
33.s12：优选国产某品牌203牌号分散树脂，密度2.18；国产某品牌轻质白油d80型号作为助挤剂，二者以100:15比例进行混合，混合后在50℃保温箱内储存3～7天；
34.s13：将s12步骤中的树脂与助挤剂混合后的糊料，装入直径34.5mm圆形模具中进行机械推压，制成直径34.8mm，长度60mm的料坯；
35.s14：将s13步骤中制得的料坯，装入挤丝腔体，腔体自保温50～70℃，推压柱塞杆复位后，通过plc模块，预设行程为不等分6段，并设置对应压力和速度参数入下表1中：
36.表1
37.位置电子尺度区间预设压力(bar)预设速度(mm/min)h00000mm
ꢀꢀꢀ
h10200mmh0-h165100h20300mmh1-h28590h30380mmh2-h39085h40450mmh3-h49580h50510mmh4-h510075h60560mmh5-h610570
38.s15：在s14步骤中所有数据预设完成后，将plc模块进入自控模式并启动，出丝口吐丝速度在60～80mm/min，生丝直径1.3～1.4mm；测得生丝线密度16000d。
39.通过上述步骤制得的16000d聚四氟乙烯生丝，在经过除油、烧结、牵伸等工序处理后，可以制得300～800d半透明的聚四氟乙烯拉伸原丝；它的截面是圆形的，断裂强度＞3cn/den，线密度偏差＜5％，断裂延伸率4～8％；单丝再经过后道捻合、复牵伸、定型等工序处理，可以制成聚四氟乙烯缝纫线，织造液体过滤滤布、筛网用单丝、复丝等长丝产品，具有优于聚四氟乙烯分切丝(扁丝)的线径饱满，耐磨，线密度均匀，条干光洁、硬挺，易于织造等特性。
40.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。