CN101177031B - 塑料成形方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种塑料成形方法，其包括步骤：(1)将塑料浆倒入模具中；(2)将装有塑料浆的模具置于有高温气体的装置中，进行均匀加热，使该模具中塑料浆的外层在高温气体中被加热固化。本发明还提供了一种用于实施上述塑料成形方法的塑料成形装置，其包括箱体、开口和发热装置，该其箱体为半封闭箱体，开口设置在箱体上部，箱体内部形成半封闭腔室，发热装置放置在箱体侧壁。该塑料成形方法安全无毒、操作简单、成品率高、效果好。

Description

塑料成形方法及其装置

分案声明

本申请是2005年6月13日提交的申请号为200510035175.7、发明名称为“塑料成形方法及其装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种塑料成形的装置，具体地讲，本发明涉及一种热固性塑料的搪塑工艺中的塑料成形装置。

背景技术

塑料是以高分子量合成树脂为主要成分，在一定条件下(如温度、压力等)可塑制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料。

塑料按受热后表面的性能，可分为热固性塑料与热塑性塑料两大类。前者的特点是在一定温度下，经一定时间加热、加压或加入硬化剂后，发生化学反应而硬化。硬化后的塑料化学结构发生变化、质地坚硬、不溶于溶剂、加热也不再软化，如果温度过高则就分解。后者的特点为受热后发生物态变化，由固体软化或熔化成粘流体状态，但冷却后又可变硬而成固体，且过程可多次反复，塑料本身的分子结构则不发生变化。

热固性塑料成形方法其中之一是搪塑工艺方法，业界搪塑工艺一般采用液态导热介质作为塑料固化的传热介质，且最普遍采用的是亚硝酸盐熔浆，因亚硝酸盐熔浆的热均匀性、导热性、储热性能等性能较好，可以达到工业生产的需求，该工艺方法首先将装有熔融塑料浆的模具置于敞开高温亚硝酸盐熔浆池中，待一定时间后，外层塑料浆固化，再取出模具倒出未固化塑料浆，然后到下一步工艺流程。但亚硝酸盐是剧毒物质，搪塑操作过程中，高温亚硝酸盐熔浆池是敞开的，对操作工人来说非常危险，且在模具放入熔浆池中以及从池中取出并倒出未固化塑料浆的这些操作过程中，亚硝酸盐熔浆很有可能渗入模具里的塑料中，使得产品中含有一定量的亚硝酸盐，对消费者的健康构成了潜在的威胁。

因此，有必要提供一种安全无毒、操作简单、而且成品率高、效果好的塑料成形方法及其装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全无毒、操作简单、成品率高、效果好的塑料成形方法及其装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现的：

一种塑料成形方法，该方法包括如下步骤：

(1)将塑料浆原料倒入模具中；

(2)将装有塑料浆的模具置于有高温气体的装置中，进行均匀加热，使该模具中塑料浆的外层在高温气体中被加热固化。

其中，该装置中的高温气体可采用空气和/或其它可达到该高温要求的气体。

要使步骤(2)中的模具得到均匀加热，其应该不受直接热辐射的加热，尤其是单方向直接热辐射的加热，而且还应该不受快速方向性气流的影响，以保证在高温气体中模具中的塑料浆在各个方向上受到基本均匀的加热，使得其成形厚度均匀且效果好，避免塑料固化出现片面性和不均匀现象。

步骤(2)中装置内高温气体的温度控制在300℃～1000℃之间，优选控制在400℃～800℃之间，更优选控制在450℃～700℃之间；模具置于该有高温气体中的加热时间一般为2～30秒，优选为5～20秒，更优选为5～15秒。

在步骤(2)之后进一步包括取出模具，倒出模具中未固化的塑料浆，并将模具以及模具中经过高温气体加热固化的塑料放到下一步流程对塑料进一步固化的步骤。

另一方面，本发明还提供了一种用于实施上述塑料成形方法的塑料成形装置，其包括箱体、开口和发热装置，该箱体为半封闭箱体，开口设置在箱体上部，箱体内部形成半封闭腔室，发热装置放置在箱体侧壁；而且在开口和发热装置之间进一步包括挡板，该挡板隔开开口处的模具与发热装置，以减少或避免放入开口处的模具受到直接热辐射；其中，挡板为隔热材料；开口的大小与模具相对应，并通过在开口的上方加不同型号大小的垫板以适配不同的模具，使得放入模具后开口处于无缝状态，以保证箱体内温度达到搪塑工艺塑料成形方法的要求。

本发明的塑料成形装置中，挡板的隔热材料可以是硝酸铝纤维棉等。挡板可以在开口处围成井状，围住开口处的模具，其可因应模具而改变其形状和深度，根据实际模具尺寸的需要而设置。挡板也可以设置在发热装置前一定距离的位置，其形状和高度因应发热装置而设置，以阻挡发热装置对开口方向的直接热辐射。

在开口处还可设置有井状隔热层，其与箱体的隔热层均可采用隔热砖，可进一步隔热储能，该挡板可固定在该隔热层上，挡板深度与隔热层深度无关，其可延伸超过隔热层的深度。

上述开口的大小设置与模具相应，可以通过在开口上方加不同型号大小的垫板以适配不同的模具，使得放入模具后该开口处于无缝状态，从而保证箱体内温度达到该塑料成形方法的要求。该塑料成形装置升温或保温过程中，可以在开口处加一盖板封闭开口，该盖板可设置保温层，以储能保温。

上述发热装置可以为电热丝，其置于箱体侧壁。该发热丝可以缠绕在发热丝绕板的凹槽上，并用玻璃板在另一边夹住固定以免发热丝发热高温时松软脱离。该发热丝绕板可采用硼板或硅板等储能性好且耐高温的材料。

上述箱体的外层可以设置保温层，如保温砖，靠近保温砖的内层还可以设置玻璃板层，以加强储能隔热功能。该箱体的半封闭腔体结构避免了箱体内快速方向性气流的形成，并不加设单向或偏向的气流制造装置，可避免塑料固化出现片面性不均匀现象或局部焦化现象。

上述箱体底部或上部可以设有电热偶温度探测器，以便控制箱体内空气的温度，进而控制模具的受热时间。

本发明塑料成形方法采用气体做传热介质，安全无毒、操作简单、成品率高、效果好，该塑料成形装置储能性能好，可达到生产要求的均匀加热条件，生产效率高、产品质量好，且可实现安全无毒生产。

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1是本发明塑料成形装置的剖面示图。

具体实施方式

请参考图1，本发明塑料成形装置的剖面示图。该塑料成形装置包括箱体1、开口2和发热装置3。该箱体1为半封闭箱体，开口2设置在箱体1上部，箱体1内部形成半封闭腔室，其内部具有足够的空间容纳发热装置3、模具等，发热装置3放置在箱体1侧壁。

为使塑料成形效果更好、固化更均匀、成品率更高，该塑料成形装置进一步包括设置于开口2和发热装置3之间的挡板4，该挡板4为隔热材料，可以是硝酸铝纤维棉等。该挡板4隔开放置在开口2处的模具与发热装置3，以减少或避免放入开口处的模具受到直接热辐射。图1中，该挡板4在开口2处围成井状，可围住放置在开口2处的模具，以减少或避免放入开口2处的模具受到直接热辐射而影响塑料成形效果，挡板4可因应模具而改变其形状和深度，根据实际模具尺寸的需要而设置。挡板4还可以设置在发热装置前一定距离的位置，其形状和高度因应发热装置而设置，以阻挡发热装置对开口方向的直接热辐射。在开口2处还设置有井状隔热层11，在本实施例中采用隔热砖，可进一步隔热储能，该挡板4可固定在该隔热层11上，挡板4的深度根据实际模具尺寸的需要而设置，可变换，其深度可延伸超过隔热层11的深度。

开口2的大小设置与模具相应，在开口2上还设置有垫板21，其为长方框形，可以通过在开口2上方放置不同型号大小的垫板21以适配不同需要，使得放入模具后该开口2处于无缝状态，从而保证箱体1内温度达到该塑料成形方法的要求，另外，也使得模具与挡板4保持一定间隔不至于损坏挡板4。开口2在保温阶段或工艺流程中未放置模具时可用盖板将其盖住。

发热装置3在本实施例中采用电热发热丝，其置于箱体1侧壁。该发热丝缠绕在发热丝绕板31的槽33上，并用玻璃板32在另一边夹住固定以免发热丝发热高温时松软脱离。该发热丝绕板31采用硼板或硅板等储热性好且耐高温的材料。

除开口2部分，该箱体1的外层各面都设有保温层(未标识)，在本实施例中，该保温层采用保温砖。靠近保温层的内层，即保温层与玻璃板32之间还可以设置玻璃板层34，以加强储能隔热功能。

上述塑料成形装置在升温或保温过程中，可以在开口2处加一盖板(图未示)封闭开口，该盖板可设置保温层，以储能保温。

箱体的底部或上部可以设有电热偶温度探测器(图未示)，用以探测箱体1内温度。

以下以上述塑料成形装置为例介绍实施本发明的塑料成形方法的实施，该方法包括如下步骤：

(1)将塑料浆原料倒入模具中；

(2)将装有塑料浆的模具置于有高温气体的装置中，进行均匀加热，使该模具中塑料浆的外层在高温气体中被加热固化。

其中该装置中的高温气体可采用空气和/或其它可达到该高温要求的气体。

在步骤(2)中模具不受直接热辐射，并且不受快速方向性气流作用，以保证模具中的塑料浆各面在箱体1的高温气体中均匀受热，使得其成形厚度均匀且效果好，避免塑料固化出现片面性和不均匀现象。

在步骤(2)之后进一步包括取出模具，倒出模具中未固化的塑料浆，并将模具以及模具中经过高温气体加热固化的塑料进一步加热固化。

本实施例中，步骤(2)中该装置内的气体加热至750-800℃，操作时间选择为8-12秒，在该时间模具中的塑料浆的外层会被加热固化成形而内部仍然是浆体状。

隔热层11与箱体1内壁之间形成有一个空间12，当模具从开口2放入箱体1时，开口2位置会有一个相对低温区，其它部分相对高温的空气对该区进行补充，形成有缓慢气流，空间12有存储热空气达到保温作用，使得箱体1内热空气不易流失，使得有充足高温气体对该低温区进行补充。该缓慢气流有助于箱体1内热空气的均匀化。实际上，低温区仅是一个相对概念，该温度降低较小，对搪塑成形并无影响，且放入模具后开口2基本成封闭，且模具可架在开口2处的垫板上21使开口2密封状态更好，保证箱体1内温度稳定。

Claims (6)

1.一种用于实现搪塑工艺塑料成形方法的塑料成形装置，其包括箱体[1]、开口[2]和发热装置[3]，其特征在于，该箱体[1]为半封闭箱体，开口[2]设置在箱体上部，箱体[1]内部形成半封闭腔室，发热装置[3]放置在箱体侧壁，而且在开口[2]和发热装置[3]之间进一步包括挡板[4]，该挡板[4]隔开所述开口[2]处的模具与所述发热装置[3]，以减少或避免放入所述开口[2]处的模具受到直接热辐射；其中，所述的挡板[4]为隔热材料；所述开口[2]的大小与模具相对应，并通过在所述开口[2]的上方加不同型号大小的垫板以适配不同的模具，使得放入模具后所述开口[2]处于无缝状态，以保证所述箱体[1]内温度达到搪塑工艺塑料成形方法的要求。

2.如权利要求1所述的塑料成形装置，其特征在于，所述的挡板[4]在开口[2]处围成井状。

3.如权利要求2所述的塑料成形装置，其特征在于，在所述开口[2]处还进一步设置有井状隔热层，所述的挡板[4]固定在该井状隔热层上。

4.如权利要求3所述的塑料成形装置，其特征在于，所述的挡板[4]延伸超过所述井状隔热层的深度。

5.如权利要求1所述的塑料成形装置，其特征在于，该发热装置[3]为电热丝，并缠绕在发热丝绕板的凹槽上。

6.如权利要求1所述的塑料成形装置，其特征在于，该箱体底部设有电热偶温度探测器，以控制所述箱体[1]内空气的温度，进而控制模具的受热时间。

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