CN102501359B - 一种pom板挤出成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种POM板材挤出成型方法，依次包括以下步骤：步骤1、成型前准备，包括：物料准备；设备调整；步骤2、塑化排气；步骤3、挤出成型；步骤4、切板；步骤5、堆板；步骤6、烘烤。本发明与现有技术相比，所具有的有益效果为：1、物料在塑化前无需进行单独的烘干处理，简化了生产流程，提高了生产效率，同时减少了设备投入与能源消耗，降低了生产成本；2、提高了对塑化过程中产生的能量的利用率，减少能源浪费，符合节约能源与保护环境的企业发展模式；3、物料准备步骤与设备调整步骤可分别同时进行，提高了生产速度与产能，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及塑料挤出成型领域，具体涉及一种POM板材挤出成型方法。
背景技术
现有的POM板挤出成型方法请参照图1所示，依次包括以下步骤：1、混料：将POM料与色母料按一定比例混合均匀；2、加料：将混合好的物料倒入料斗内；3、干燥：通过料斗上安装的大功率的烘干装置对物料进行烘干；4、模具升温：将模具各区加热至设定温度并恒温半小时；5、料筒升温：将料筒各区加热至设定温度并恒温半小时；6、启动主机、调节螺杆转速；7、塑化：混合好的物料通过料斗进入料筒内并在料筒内塑化成熔体；8、挤出成型：熔体进入模具型腔并从模具口挤出，然后用冷却水冷却成型；9、切板：将冷却成型的制品通过牵引机牵引至锯板机进行切割；10、堆料：将切割好的制品用吊车吊放于堆板架上；11、烘烤：将堆板架上的制品放入烤箱烘烤。
上述POM板挤出成型方法，塑化前必须将物料通过料斗上安装的烘干装置烘干，以除去物料中的水分，否则在挤出成型中产品会夹杂气泡，容易形成产品表面颜色昏暗，内部出现孔隙、汽泡痘疤等缺陷，使产品的外观与机械性能下降。在料斗烘干过程中，一般不进行其他步骤操作，即必须等烘干完成后，才能进行模具升温及后续步骤操作。因此这种POM板挤出成型方法的生产速度慢，产能低，生产成本高；且在料斗上安装大功率的烘干装置，不仅增加了设备成本，而且耗电量大，烘干时间长，造成生产成本增加和生产效率下降。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可提高生产效率、降低生产成本并节约能源的POM挤出成型方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种POM板挤出成型方法，依次包括以下步骤：
步骤1、成型前准备，包括：
物料准备：将POM料与色母料按100∶3.2的重量比例混合均匀；
设备调整：将模具的分流压缩区按进料口至挤出口方向分为前区与后区，所述前区的长度为所述后区的长度的2倍，所述前区分为前左区与前右区，所述后区分为后左区与后右区，将所述前左区、后左区、前右区与后右区同时加热至以下各设定温度：前左区165℃～175℃，后左区160℃～170℃，前右区165℃～175℃，后右区160℃～170℃，然后恒温半小时；当所述前左区、前右区、后左区与后右区的温度上升至各设定温度的四分之三时，将料筒各区同时加热至以下各设定温度：固体输送区170℃～175℃，熔融区175℃～180℃，熔体输送区180℃～185℃，然后恒温半小时；启动主机，开动螺杆，调节螺杆转速为3～4转每分钟；
步骤2、塑化排气：将混合好的物料加入料斗，使物料通过料斗进入料筒内并在料筒内塑化成熔体，塑化产生的气体通过料筒上设计的排气孔排出；
步骤3、挤出成型：熔体进入模具型腔并从模具口挤出成型，调节螺杆转速为10～12转每分钟，调节模具型腔内压力使熔体紧贴模具定径内壁；
步骤4、切板：将冷却成型的制品通过牵引机牵引至锯板机进行切割；
步骤5、堆板：将切割好的制品放置于堆板架上；
步骤6、烘烤：将堆板架上的制品放入烤箱烘烤，烘烤过程分13个阶段依次进行，各阶段的温度及时间设定如下：第一阶段40℃，升温20min；第二阶段70℃，升温20min；第三阶段70℃，保温180min；第四阶段100℃，升温20min；第五阶段100℃，保温180min；第六阶段135℃，升温20min；第七阶段135℃，保温时间为制品厚度×2×60min；第八阶段100℃，降温20min；第九阶段100℃，保温180min；第十阶段70℃，降温20min；第十一阶段70℃，保温180min；第十二阶段40℃，保温20min；第十三段40℃，保温180min。
本发明的POM板挤出成型方法，物料在塑化前无需经过料斗的烘干处理，而是直接利用塑化过程中产生的热量(包括外部设备传递的热量及物料剪切产生的摩擦热)来蒸发物料中的水分，塑化过程中产生的水蒸气通过料筒上设计的排气孔排出，使产品中不会因夹杂气泡而影响到产品的外观与机械性能；由于物料无需经过料斗的烘干处理，因此物料准备步骤与设备调整步骤就无先后区别，而可以分别同时进行以提高生产速度；此外，按照本发明的原料配比、各步骤中的操作时间及设备参数等设定，可以最大化地提高生产效率与产品质量。
因此，本发明的POM板挤出成型方法与现有技术相比，所具有的有益效果为：1、物料在塑化前无需进行单独的烘干处理，简化了生产流程，提高了生产效率，同时减少了设备投入与能源消耗，降低了生产成本；2、提高了对塑化过程中产生的能量的利用率，减少能源浪费，符合节约能源与保护环境的企业发展模式；3、物料准备步骤与设备调整步骤可分别同时进行，提高了生产速度与产能，间接降低了生产成本。
其中，所述前左区、前右区、后左区与后右区分别由对称分布在模具的上模与下模的加热管进行加热。
为了避免物料在排气孔处随同气体排出，并确保排气顺利，所述排气孔开设在料筒的筒体顶端的中部并与抽风机的抽风管密封连接。
为了进一步避免物料在排气孔处随同气体排出，并提高塑化效果与水分烘干程度，所述螺杆以排气孔靠近料筒的进料口的一端为分阶线，进料口至分阶线之间的螺杆部分为一阶螺杆，分阶线至出料口之间的螺杆部分为二阶螺杆，二阶螺杆的螺槽容积大于一阶螺杆的螺槽容积。
为了提高螺杆的加热速率，提高能源利用率并降低能源消耗，所述螺杆的外表面上缠绕有耐热温度高于200℃的高温绝缘导线。
为了使螺杆受热均匀，从而提高塑化效果与水分烘干程度，所述高温绝缘导线沿同一螺旋方向螺旋缠绕在螺杆的外表面上，螺距为10～15厘米。
附图说明
图1所示为现有的POM板挤出成型方法的流程图。
图2所示为本发明的POM板挤出成型方法的流程图。
图3所示为本发明的模具的侧视图。
图4所示为本发明的模具的俯视图。
标号说明：
1～3、分界线4、上模5、下模6、加热管7、冷却水管
8、分流压缩区9、冷却成型区10、进料口20、挤出口
101、前区102、前左区103、前右区
201、后区202、后左区203、后右区
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参照图2所示，本发明的POM板挤出成型方法依次包括以下步骤：
步骤1、成型前准备，包括：
物料准备：将POM料与色母料按100∶3.2的重量比例混合均匀；
设备调整：参照图3与图4所示，分界线1表示模具的分流压缩区与冷却成型区的分界线，位于分界线1左侧的是分流压缩区8，位于分界线1右侧的是冷却成型区9；将模具的分流压缩区8按进料口10至挤出口20方向分为前区101与后区201，分界线2表示前区101与后区201的分界线，所述前区101的长度为所述后区201的长度的2倍；所述前区101分为前左区102与前右区103，所述后区201分为后左区202与后右区203，分界线3表示前左区102与前右区103，以及后左区202与后右区203的分界线，所述分界线3将模具等分为左右两边；所述前左区102、后左区202、前右区103与后右区203分别设置有多个加热管6，所述加热管6对称分布在模具的上模4与下模5上，将所述前左区102、后左区202、前右区103与后右区203同时加热至以下各设定温度：前左区165℃～175℃，后左区160℃～170℃，前右区165℃～175℃，后右区160℃～170℃，然后恒温半小时；当所述前左区102、前右区103、后左区202与后右区203的温度上升至各设定温度的四分之三时，将料筒各区同时加热至以下各设定温度：固体输送区170℃～175℃，熔融区175℃～180℃，熔体输送区180℃～185℃，然后恒温半小时；启动主机，开动螺杆，调节螺杆转速为3～4转每分钟；
其中，设置加热管6只是本发明的加热方式之一，其他加热方式只要能够实现本发明的加热目的即可。
其中，所述螺杆的外表面上缠绕有耐热温度高于200℃的高温绝缘导线，所述高温绝缘导线沿同一螺旋方向螺旋缠绕在螺杆的外表面上，螺距为10～15厘米。该设计采用涡流效应的加热方法来代替现有的POM板挤出成型方法中用多组大功率的发热板对螺杆直接进行加热的方法，使得本发明的POM板挤出成型方法相比于现有技术而言，提高了能量的利用率，降低耗电量并提高螺杆加热速度，从而加快物料中的水分烘干速率；同时，能准确控制螺杆的局部温度，从而有利于控制塑化过程与水分烘干过程，提高产品的质量。其技术原理阐述如下：
在步骤2的塑化排气过程中，向高温绝缘导线中通入交变电流，则螺杆本身由于涡流效应，其内部沿圆周方向会发生电磁感应而产生感应电流，即涡流。螺杆的电阻率越小，则涡流产生的热量越大；螺杆的外周长越大，交变电流的频率越高，涡流就越大，产生的热量也越大，因此可通过设定高温绝缘导线中通入的交变电流的频率，来准确控制螺杆的加热温度；且由于涡流效应是在局部产生的，因此可实现螺杆的局部加热；利用涡流效应进行感应加热的非接触式避免了加热源与螺杆直接接触产生的热量损耗，避免了由于接触表面氧化产生接触不良而导致热量传递受阻的问题，提高了能量的利用率，降低耗电量并提高加热速度。
步骤2、塑化排气：将混合好的物料加入料斗，使物料通过料斗进入料筒内并在料筒内塑化成熔体，塑化产生的气体通过料筒上设计的排气孔排出；
当物料从料斗进入料筒后，在螺杆的作用下向前推进，同时在外部热源与物料摩擦热的作用下受热塑化并蒸发物料中的水分，变成熔融粘流态，当熔体通过料筒的排气段时，熔体中的水蒸气从排气孔排出，然后熔体继续在螺杆的推动下从模具的进料口10进入模具型腔。
其中，所述排气孔开设在料筒的筒体顶端的中部并与抽风机的抽风管密封连接，这样可通过抽风机及时将料筒内的蒸汽抽出，有利于确保排气，同时排气孔开设在筒体的顶端，可避免塑料原料在排气孔处随同气体排出。
进一步的，所述螺杆以排气孔靠近料筒的进料口的一端为分阶线，进料口至分阶线之间的螺杆部分为一阶螺杆，分阶线至出料口之间的螺杆部分为二阶螺杆，二阶螺杆的螺槽容积大于一阶螺杆的螺槽容积。由于二区螺槽的容积相对大一些，容积大的区间送料快，这样可避免物料在排气孔处随同气体排出。而且将螺杆分段，经过重复的压缩、熔化物料，其熔融过程就能达到理想的效果，且在压缩过程中，可进一步将气体排出。
步骤3、挤出成型：熔体进入模具型腔并从模具的挤出口20挤出，调节螺杆转速为10～12转每分钟，调节模具型腔内压力使熔体紧贴模具定径内壁，模具的冷却成型区设有冷却水管7，使得熔体一经挤出口20挤出即已成型；
步骤4、切板：将冷却成型的制品通过牵引机牵引至锯板机进行切割；
步骤5、堆板：将切割好的制品放置于堆板架上。
步骤6、烘烤：将堆板架上的制品放入烤箱烘烤，烘烤过程分13个阶段依次进行，各阶段的温度及时间设定如下：第一阶段40℃，升温20min；第二阶段70℃，升温20min；第三阶段70℃，保温180min；第四阶段100℃，升温20min；第五阶段100℃，保温180min；第六阶段135℃，升温20min；第七阶段135℃，保温时间为制品厚度×2×60min；第八阶段100℃，降温20min；第九阶段100℃，保温180min；第十阶段70℃，降温20min；第十一阶段70℃，保温180min；第十二阶段40℃，保温20min；第十三段40℃，保温180min。
本发明的POM板挤出成型方法，物料在塑化前无需经过料斗的烘干处理，而是直接利用塑化过程中产生的热量(包括外部设备传递的热量及物料剪切产生的摩擦热)来蒸发物料中的水分，塑化过程中产生的水蒸气通过料筒上设计的排气孔排出，使产品中不会因夹杂气泡而影响到产品的外观与机械性能；由于物料无需经过料斗的烘干处理，因此物料准备步骤与设备调整步骤就无先后区别，而可以分别同时进行以提高生产速度；此外，按照本发明的原料配比、各步骤中的操作时间及设备参数等设定，可以最大化地提高生产效率与产品质量。
因此，本发明的POM板挤出成型方法与现有技术相比，所具有的有益效果为：1、物料在塑化前无需进行单独的烘干处理，简化了生产流程，提高了生产效率，同时减少了设备投入与能源消耗，降低了生产成本；2、提高了对塑化过程中产生的能量的利用率，减少能源浪费，符合节约能源与保护环境的企业发展模式；3、物料准备步骤与设备调整步骤可分别同时进行，提高了生产速度与产能，间接降低了生产成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种POM板挤出成型方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
步骤1、成型前准备，包括：
物料准备：将POM料与色母料按100:3.2的重量比例混合均匀；
设备调整：将模具的分流压缩区按进料口至挤出口方向分为前区与后区，所述前区的长度为所述后区的长度的2倍，所述前区分为前左区与前右区，所述后区分为后左区与后右区，将所述前左区、后左区、前右区与后右区同时加热至以下各设定温度：前左区165℃～175℃，后左区160℃～170℃，前右区165℃～175℃，后右区160℃～170℃，然后恒温半小时；当所述前左区、前右区、后左区与后右区的温度上升至各设定温度的四分之三时，将料筒各区同时加热至以下各设定温度：固体输送区170℃～175℃，熔融区175℃～180℃，熔体输送区180℃～185℃，然后恒温半小时；启动主机，开动螺杆，调节螺杆转速为3～4转每分钟；
步骤2、塑化排气：将混合好的物料加入料斗，使物料通过料斗进入料筒内并在料筒内塑化成熔体，塑化产生的气体通过料筒上设计的排气孔排出；
步骤3、挤出成型：熔体进入模具型腔并从模具口挤出成型，调节螺杆转速为10～12转每分钟，调节模具型腔内压力使熔体紧贴模具定径内壁；
步骤4、切板：将冷却成型的制品通过牵引机牵引至锯板机进行切割；
步骤5、堆板：将切割好的制品放置于堆板架上；
步骤6、烘烤：将堆板架上的制品放入烤箱烘烤，烘烤过程分13个阶段依次进行，各阶段的温度及时间设定如下：第一阶段40℃，升温20min；第二阶段70℃，升温20min；第三阶段70℃，保温180min；第四阶段100℃，升温20min；第五阶段100℃，保温180min；第六阶段135℃，升温20min；第七阶段135℃，保温时间为制品厚度×2×60min；第八阶段100℃，降温20min；第九阶段100℃，保温180min；第十阶段70℃，降温20min；第十一阶段70℃，保温180min；第十二阶段40℃，保温20min；第十三段40℃，保温180min；
所述排气孔开设在料筒的筒体顶端的中部并与抽风机的抽风管密封连接；
所述螺杆以排气孔靠近料筒的进料口的一端为分阶线，进料口至分阶线之间的螺杆部分为一阶螺杆，分阶线至出料口之间的螺杆部分为二阶螺杆，二阶螺杆的螺槽容积大于一阶螺杆的螺槽容积；
所述螺杆的外表面上缠绕有耐热温度高于200℃的高温绝缘导线，在步骤2的塑化排气过程中，向高温绝缘导线中通入交变电流。
2.根据权利要求1所述的POM板挤出成型方法，其特征在于：所述前左区、前右区、后左区与后右区分别由对称分布在模具的上模与下模的加热管进行加热。
3.根据权利要求1所述的POM板挤出成型方法，其特征在于：所述高温绝缘导线沿同一螺旋方向螺旋缠绕在螺杆的外表面上，螺距为10～15厘米。
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