CN104385546B - Pp与tpu复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺,其包括以下几步:原料制备、熔融塑化、熔融物料分配、熔融物料进入模具、牵引、回火、风冷、裁切。通过本发明方法生产的聚PP与TPU复合双层中空塑胶板材,其外观弹性体表面成微微雾状,外形平整、质轻、防潮、无毒、无污染、耐撞击、防滑、符合环保要求;复合双层塑胶板耐冲击强度好,被应用在导电或抗静电通箱、烟箱周转箱等方面。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑胶板材制作工艺,具体涉及一种PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺。
背景技术
TPU为热塑性聚氨酯弹性体橡胶,其具有耐油、耐水、耐磨、耐霉菌的特性,因为其机械强度高,制品的承载能力、抗冲击性以及减震性能突出,并且其耐寒性好,在-50℃仍然能够保持良好的弹性、柔顺性和其它物理性能;而且TPU的加工性能好,其采用热塑性材料的加工方法进行挤出、能够与聚丙烯共同加工得到性能互补的聚合物合金。
目前市场上常见聚丙烯多层塑胶板材共挤制作的箱体都存在一些缺陷:例如耐冲击性不强,耐低温性能差,表面光滑,不易对叠,对于宽愣筋的PP多层塑胶板材,虽然在应用方面容易折叠,但是在制作低厚度及低克重的板材时整体板材耐冲击强度略小,且常用的矩形愣筋的产品物性(常用规格)如下:
中空板厚度为4mm,基重为780g/m2,其拉断力约为27.3kgf,断裂伸长率约为58%以上,平面压缩力约为323.87kgf/100cm2,垂直压缩力约为80.35kgf,撕裂力约为42.3kgf。
因此,现在需要一种制作PP与TPU复合双层中空塑胶板材的方法以及板材,来解决现有技术中常见的PP多层塑胶板材的缺陷。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的日的在于提供一种工艺参数较易控制的PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺,通过该工艺能够制备出耐冲击强度好的复合双层中空塑胶板材。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
一种PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺,包括以下几步:
第一步,原料制备:将重量百分比为90%的PP颗粒和重量百分比为10%的TPU颗粒分别准备好,然后将PP颗粒和TPU颗粒由吸料机吸入挤出机;
第二步,熔融塑化:首先是主机中的熔融塑化,所述第一步中的物料进入挤出机的螺筒中,将螺杆挤出压力控制在60~80MPa,将挤出机螺筒温控调节在140~198℃范围内;然后是辅机中熔融塑化,物料进入挤出机的螺筒,将螺杆挤出压力控制在40~70MPa,挤出机螺筒温控调节范围为180~230℃;
第三步,熔融物料分配:将所述第二步中双挤出螺筒挤出的熔融物料进入到熔体泵中,在所述熔体泵中进行熔融物料进行分配共挤;
第四步,熔融物料进入模具:所述第三步中经熔体泵分配的熔融物料进入到模具中,模具温度设置为9段,分别为:208~230℃、198~202℃、193~197℃、188~192℃、183~187℃、188~192℃、193~197℃、198~202℃与208~230,熔融物料从模具出口挤出后进入定型台上,使高温熔融物料在所述定型台上冷却固化形成板材坯料;
第五步,牵引:将所述板材坯料进入到牵引机的胶辊之间,进行板材坯料牵引;
第六步,回火:将从所述牵引机胶辊之间牵引出来的板材坯料穿过回火箱,所述回火箱温度为80~120℃;
第七步,风冷:将从所述回火箱中出来的板材坯料穿过风冷台;
第八步,裁切:将从所述风冷台出来的板材胚料要求裁切。
优选的,所述第二步中,在主机中的熔融塑化过程中,挤出机螺筒温控调节包括三段调节:熔融塑化段温度为:140~180℃,均衡段温度为180~195℃,计量段温度为190~198℃;在辅机中熔融塑化过程中,挤出机螺筒温控调节包括三段调节:熔融塑化段温度为:180~195℃,均衡段温度为195~210℃,计量段温度为210~230℃。
优选的,所述第四步中,熔融物料从模具出口挤出后进入到定型台上,所述定型台的台面温度为15~20℃。
优选的,所述第六步中,板材坯料经过回火箱所用的时间为100~140s。
优选的,所述挤出机为两台塑料挤出机组合,其包括单螺杆主机和单螺杆辅机,所述单螺杆主机转速为90/rpm,所述单螺杆辅机转速为150/rpm。
优选的,一种PP与TPU复合双层中空塑胶板材,其由以上任意一项中所述的PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺制备而成,上层TPU复合层和下层TPU复合层,所述上层TPU复合层和下层TPU复合层中间为聚丙烯层,所述聚丙烯层中间设有间隔的中空部。
优选的,所述TPU复合层厚度为0.4mm,所述聚丙烯层厚度为3.6mm。
本发明的有益效果是:
其一、本发明的PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺,工艺流程简单可靠,工艺参数较易控制,适应于大规模生产复合双层中空塑胶板材。
其二、通过本发的工艺明制备的复合双层中空塑胶板材,形平整、质轻、防潮、无毒、无污染、耐撞击、耐低温、防滑的特性和符合环保要求的特质。
其三、双层中空塑胶板材的补强结构的耐冲击强度好,而且愣筋的密度导致保温性能较好,比较轻便,可以广泛用在周转箱等方面。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案,下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明PP与TPU复合双层中空塑胶板材结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例制作厚度为3.5mm、基重为600g/m2的PP与TPU复合双层中空塑胶板材,PP与TPU复合双层中空塑胶板材的制作工艺包括以下步骤:
第一步、制备原料:将90kg的聚丙烯PP颗粒投入吸料机将物料吸入挤出机;将10kg的热塑弹性体TPU颗粒投入吸料机将物料吸入挤出机。
第二步、熔融塑化:
1、主机熔融塑化过程:物料进入挤出机的螺筒,螺杆挤出压力控制在60~75MPa,挤出机螺筒温控调节共分三段,其熔融塑化段温度控制在140~150℃,均衡段温度控制在180~185℃,计量段温度控制在190~193℃。
2.辅机TPU物料在料筒中熔融塑化:物料进入挤出机的螺筒,螺杆挤出压力控制在40~60MPa,挤出机螺筒温控调节共分三段,其熔融塑化段温度控制在180~195℃,均衡段温度控制在195~215℃,计量段温度控制在215~230℃。
第三步、熔融物料分配:挤出机螺筒挤出的熔融物料进入熔体泵进行分配,共挤。
由于主机挤出的物料量大于辅机,而且聚丙烯PP的黏度也小于TPU物料熔融流动时能够填满模具腔体内,这时主机挤出量大于辅机的挤出量的2倍多,把TPU熔融流动物料进入模具腔体内被聚丙烯挤压成很薄的一层附在模具腔体内面壁,形成上层或下层是薄薄TPU弹性体中间是聚丙烯。
随着整体物料向模具里挤压流动,此时模具流出来的复合体物料则形成双层塑料中空板;还可以调节辅机的挤出量来增加TPU弹性体的在聚丙烯板面上堆积量控制厚度;聚丙烯PP厚度3.6mm,厚度公差±2,弹性体TPU厚度为0.4mm,厚度公差±2。
第四步、成型:经熔体泵分配的熔融物料进入模具,模具温度设定为9段,分别为:208~230℃、198~202℃、193~197℃、188~192℃、183~187℃、188~192℃、193~197℃、198~202℃与208~230,熔融物料从模具出口挤出后进入台面温度为15~16℃的定型台,当模具内挤出熔融物料进入定型台时,使高温熔融物料在定型台上了冷却固化形成板材坯料。
第五步、牵引:成型后的板材坯料进入牵引机的胶辊之间进行牵引。
第六步、回火:从牵引机胶辊之间牵引出来的板材坯料穿过回火箱,回火箱温度控制在80~90℃,板材坯料经过回火箱所用时间为100~110sec。
第七步、风冷:从回火箱出来的板材坯料穿过风冷台。
第八步、裁切:从风冷台出来的板材坯料按要求裁切成所需尺寸。
然后制成的厚度为3.5mm、基重为600g/m2的PP与TPU复合双层中空塑胶板材,再对其进行性能测试,测试获得的性能参数如表1所示。
表1 实施例1获得的板材的性能参数
实施例2
本实施例中制作厚度为4mm、基重为780g/m2的PP与TPU复合双层中空塑胶板材,PP与TPU复合双层中空塑胶板材的制作工艺包括以下步骤:
第一步、制备原料:将90kg的聚丙烯PP颗粒投入吸料机将物料吸入挤出机;将10kg的热塑弹性体TPU颗粒投入吸料机将物料吸入挤出机。
第二步、熔融塑化:
1、主机熔融塑化过程:物料进入挤出机的螺筒,螺杆挤出压力控制在60~75MPa,挤出机螺筒温控调节共分三段,其熔融塑化段温度控制在140~150℃,均衡段温度控制在180~185℃,计量段温度控制在190~193℃。
2.辅机TPU物料在料筒中熔融塑化:物料进入挤出机的螺筒,螺杆挤出压力控制在40~60MPa,挤出机螺筒温控调节共分三段,其熔融塑化段温度控制在180~195℃,均衡段温度控制在195~215℃,计量段温度控制在215~230℃。
第三步、熔融物料分配:挤出机螺筒挤出的熔融物料进入熔体泵进行分配,共挤。
第四步、成型:经熔体泵分配的熔融物料进入模具,模具温度设定为9段,分别为:208~230℃、198~202℃、193~197℃、188~192℃、183~187℃、188~192℃、193~197℃、198~202℃与208~230,熔融物料从模具出口挤出后进入台面温度为15~16℃的定型台,当模具内挤出熔融物料进入定型台时,使高温熔融物料在定型台上了冷却固化形成板材坯料。
第五步、牵引:成型后的板材坯料进入牵引机的胶辊之间进行牵引。
第六步、回火:从牵引机胶辊之间牵引出来的板材坯料穿过回火箱,回火箱温度控制在80~90℃,板材坯料经过回火箱所用时间为100~110sec。
第七步、风冷:从回火箱出来的板材坯料穿过风冷台。
第八步、裁切:从风冷台出来的板材坯料按要求裁切成所需尺寸。
然后制成的厚度为4mm、基重为780g/m2的PP与TPU复合双层中空塑胶板材,再对其进行性能测试,测试获得的性能参数如表2所示。
表2 实施例2获得的板材的性能参数
由实施例1和实施例2中获得的板材的性能参数可以看出,通过本发明方法生产的PP与TPU复合双层中空塑胶板材,外形平整、质轻、防潮、无毒、无污染、耐撞击、耐低温、防滑的特性和符合环保要求的特质:多层塑胶栈板的补强结构的耐冲击强度好,而且愣筋的密度导致保温性能较好。
本发明的制作工艺制作的PP与TPU复合双层中空塑胶板材的基本结构如图1中所示,其主要上层TPU复合层11和下层TPU复合层12,上述上层TPU复合层11和下层TPU复合层12中间为聚丙烯层20,上述聚丙烯层中间设有间隔的中空部30。外观弹性体表面成微微雾状,外形平整、中空部30的存在使得板材的质量较轻,PP和TPU复合材料防潮性能好、无毒、无污染、耐撞击、防滑、符合环保要求;上述结构的复合双层塑胶板的补强结构的耐冲击强度好,被用在导电及抗静电通箱、烟箱周转箱等领域。
在本发明中,将TPU复合层厚度制成0.4mm,聚丙烯层厚度制成3.6mm为最佳。
在本发明实施例1和实施例2中,挤出机为两台塑料挤出机组合,包括包括单螺杆主机和单螺杆辅机,单螺杆主机为120型,转速为90/rpm;单螺杆辅机为45型,转速为150/rpm。
上述主机的具体参数为:主电机采用杭州金蟒Z4系列081034型直流电机:适用于调速范围大、动态要求高的电力拖动;变速箱采用大扭矩高速双联杆设计。螺杆、螺筒材质38CrMoAIA¢120/35、表面氮化层45um;摆线针采用常州国贸减速机:XWD5-11-4型,其传动平稳;电气由上海欧达海威自动化成套有限公司(PLC电源+CPU)主挤出机及计量泵控制采用西门子PLC104寸彩屏和RKC表通讯、所有电器柜加装空调冷却系统。
辅机的技术参数为:螺杆直径D:Φ45mm;螺杆有效长度:1130mm;螺杆长径比:25∶1;机身加热功率:9千瓦;机身加热段:3段;冷却方式:机筒DF-3风机;冷却:3段。
主电机采用杭州金蟒Z4-100型直流电机:适用于调速范围大、动态要求高的电力拖动;变速箱采用大扭矩高速双联杆设计;螺杆、螺筒材质38CrMoAIA¢120/35、表面氮化层45um;摆线针采用常州国贸减速机:XWD5-11-4型,其传动平稳;电气由上海欧达海威自动化成套有限公司(PLC电源+CPU)主挤出机及计量泵控制采用西门子PLC104寸彩屏和RKC表通讯、所有电器柜加装空调冷却系统。
模具由模具公司专门定做。
液压升降定型台:双接连续;宽2500mm、长1900mm自重6T、产品经过的表面打磨抛光喷涂特氟隆;并由上下两层打针孔多处抽吸空气来控制板材的表面平整,同时用水温控制机定型台的温度。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺,其特征在于,所述中空板材包括上层TPU复合层和下层TPU复合层,所述上层TPU复合层和所述下层TPU复合层中间为聚丙烯层,所述聚丙烯层中间设有间隔的中空部,所述制作工艺包括以下几步:
第一步,原料制备:将重量百分比为90%的PP颗粒和重量百分比为10%的TPU颗粒分别准备好,然后将PP颗粒和TPU颗粒由吸料机吸入挤出机;
第二步,熔融塑化:首先是主机中的熔融塑化,所述第一步中的物料进入挤出机的螺筒中,将螺杆挤出压力控制在60~80MPa,将挤出机螺筒温控调节在140~198℃范围内;然后是辅机中熔融塑化,物料进入挤出机的螺筒,将螺杆挤出压力控制在40~70MPa,挤出机螺筒温控调节范围为180~230℃;
第三步,熔融物料分配:将所述第二步中双挤出螺筒挤出的熔融物料进入到熔体泵中,在所述熔体泵中进行熔融物料进行分配共挤;
第四步,熔融物料进入模具:所述第三步中经熔体泵分配的熔融物料进入到模具中,模具温度设置为9段,分别为:208~230℃、198~202℃、193~197℃、188~192℃、183~187℃、188~192℃、193~197℃、198~202℃与208~230℃,熔融物料从模具出口挤出后进入定型台上,使高温熔融物料在所述定型台上冷却固化形成板材坯料;
第五步,牵引:将所述板材坯料进入到牵引机的胶辊之间,进行板材坯料牵引;
第六步,回火:将从所述牵引机胶辊之间牵引出来的板材坯料穿过回火箱,所述回火箱温度为80~120℃;
第七步,风冷:将从所述回火箱中出来的板材坯料穿过风冷台;
第八步,裁切:将从所述风冷台出来的板材坯料按要求裁切。
2.根据权利要求1所述的PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺,其特征在于,所述第二步中,在主机中的熔融塑化过程中,挤出机螺筒温控调节包括三段调节:熔融塑化段温度为:140~180℃,均衡段温度为180~195℃,计量段温度为190~198℃;在辅机中熔融塑化过程中,挤出机螺筒温控调节包括三段调节:熔融塑化段温度为:180~195℃,均衡段温度为195~210℃,计量段温度为210~230℃。
3.根据权利要求1所述的PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺,其特征在于,所述第四步中,熔融物料从模具出口挤出后进入到定型台上,所述定型台的台面温度为15~20℃。
4.根据权利要求1所述的PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺,其特征在于,所述第六步中,板材坯料经过回火箱所用的时间为100~140s。
5.根据权利要求1所述的PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺,其特征在于,所述挤出机为两台塑料挤出机组合,其包括单螺杆主机和单螺杆辅机,所述单螺杆主机转速为90/rpm,所述单螺杆辅机转速为150/rpm。
6.一种PP与TPU复合双层中空塑胶板材,其由权利要求1-5任意一项中所述的PP与TPU复合双层中空塑胶板材共挤的制作工艺制备而成,其特征在于,上层TPU复合层和下层TPU复合层,所述上层TPU复合层和下层TPU复合层中间为聚丙烯层,所述聚丙烯层中间设有间隔的中空部。
7.根据权利要求6所述的一种PP与TPU复合双层中空塑胶板材,其特征在于,所述TPU复合层厚度为0.4mm,所述聚丙烯层厚度为3.6mm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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