CN105014925A

CN105014925A - 一种超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置及方法

Info

Publication number: CN105014925A
Application number: CN201510444930.0A
Authority: CN
Inventors: 肖小亭; 洪新密; 章争荣
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2015-11-04

Abstract

本发明是一种超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置及方法。包括挤出模具,挤出模具内设有挤出模型腔及设有出料口，挤出模具的一侧设有支撑架，挤出模具的另一侧设有温度传感器，支撑架上装设有由超声波发生器、变幅杆、换能器组成的超声波振动控制装置，换能器的一端与超声波发生器连接，换能器的另一端与变幅杆的一端连接，变幅杆的另一端插入挤出模具内设有的挤出模型腔，且变幅杆能与挤出模具内的共混塑料直接接触，并对共混塑料进行超声处理，温度传感器能检测挤出模具内共混塑料的温度，温度传感器与温控仪连接。本发明改善金属粉与塑料共混物的流动性，降低加工温度，减轻挤出工艺的机械和高温破坏力，增加对色彩效果的保护，提高材料的机械力学性能。

Description

一种超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置及方法

技术领域

本发明是一种超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置及方法，属于超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置及方法的创新技术。

背景技术

目前，制造外观具有美感的塑料产品越来越引起人们的关注，因为消费者对产品外观的审美观越来越强。高闪光铝粉、铜金粉、珠光粉、荧光粉、夜光粉、反光粉等等，已经广泛应用于工业领域。但是，主要应用是在涂料方面，约占85%，油墨应用约占9%，塑料应用约占4%，其他应用约占2%。高闪光铝粉与热塑性树脂复合是一种典型的具有金属光泽的复合材料，可以直接生产具有金属光泽的塑料产品，而几乎不用喷涂、上漆等后继的表面着色工艺。

中国专利申请CN201010300491公开了一种具有金属光泽的塑料材料的配方及制备方法；中国专利申请CN201010138613公开了一种采用PP、ABS、POE、SAN、ASA与铝粉共混、挤出、造粒，然后注塑成型具有金属光泽的免漆汽车扰流板及免漆汽车保险杠的技术方案，中国专利申请CN201210271092公开了一种采用类似的方法生产金属光泽汽车保险杠的技术方案。中国专利申请CN200720113818公开了一种利用含有金属颜料或珠光粉的PVC生产具有金属光泽的型材。中国专利申请CN201310246636公开了一种利用金属粉、聚碳酸树脂、聚甲基丙烯酸酯和聚苯乙烯，制备具有金属光泽的塑料的技术方案；中国专利申请CN201310371843公开了一种具有金属光泽塑料的的技术方案。

上述方法存在的主要缺陷是：高闪光铝粉、铜金粉、珠光粉等与热塑性树脂共混应用时，无机刚性颜料在塑料基体中分散不均匀，并且与塑料基体界面结合力相对变弱，特别是在熔接痕的地方产生团聚。既降低产品的机械力学性能，也影响金属闪光效果。在解决保持颜料金属闪光效果的同时，还需解决颗粒在经受挤出工艺的机械和高温破坏力问题，并且在注射成型塑料制品的时候也存在着同样的问题。

超声波在聚合物与聚合物、聚合物与天然橡胶等共混挤出成型，以及聚合物与多壁碳纳米管、碳纳米纤维、有机改性粘土等纳米复合材料方面取得了显著的效果。表明超声作用可以改善聚合物流动性，提高聚合物的加工性能以及力学性能；提高纳米粉的分散均匀性，促进两相界面增容作用，并用于制备共混聚合物和聚合物纳米复合材料。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种结构简单，使用方便的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置。

本发明的另一目的在于提供一种超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置的成型方法。本发明解决了高闪光铝粉、铜金粉、珠光粉等在热塑性树脂共混物中的均匀分布问题，促进闪光金属粉与塑料两相界面的增容，改善金属粉与塑料共混物的流动性，降低加工温度，减轻挤出工艺的机械和高温破坏力，增加对色彩效果的保护，提高材料的机械力学性能。

本发明的技术方案是：本发明的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，包括有挤出模具,挤出模具内设有挤出模型腔及设有出料口，出料口与挤出模型腔相通，挤出模型腔内的共混塑料能经过出料口挤出，其中挤出模具的一侧设有支撑架，挤出模具的另一侧设有温度传感器，支撑架上装设有超声波振动控制装置，超声波振动控制装置包括有超声波发生器、变幅杆、换能器，其中换能器的一端与超声波发生器连接，换能器的另一端与变幅杆的一端连接，变幅杆的另一端插入挤出模具内设有的挤出模型腔，且变幅杆能与挤出模具内的共混塑料直接接触，并对共混塑料进行超声处理，温度传感器能检测挤出模具内共混塑料的温度，温度传感器与温控仪连接。

本发明超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置的成型方法，包括如下步骤：

1）将共混塑料混合；

2）把超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置安装于双螺杆挤出机，并按照共混塑料的特性设定挤出加工温度与螺杆转速；

3）待双螺杆挤出机进入正常工作状态后，把步骤1)混合好的共混塑料倒进双螺杆挤出机的加料筒，同时打开超声波振动控制装置，并设置好超声波振动的频率与振幅;

4）共混塑料在双螺杆挤出机的料筒被熔融，并挤入挤出模具内设有的挤出模型腔，挤出模型腔内的共混塑料经超声波振动控制装置的超声波振动处理后，通过出料口被挤出；

5)对超声波振动处理后的共混塑料的熔体进行造粒处理，便得到具有金属光泽的塑料。

上述共混塑料是AES树脂与高闪光铝粉共混，或PU树脂与高闪光铝粉共混，或者是PC树脂与高闪光铝粉共混，3种共混塑料10的配方以下：

11）AES树脂100phr、粒径为10μm～100μm高闪光铝粉1～5phr 、偶联剂2～3phr；

12）PU树脂100phr、粒径为10μm～100μm高闪光铝粉1～5phr 、偶联剂2～3phr；

13）PC树脂100phr、粒径为10μm～100μm高闪光铝粉1～5phr 、偶联剂2～3phr。

本发明为了解决高闪光铝粉、铜金粉、珠光粉等与热塑性树脂共混应用时存在的主要问题，提出超声波处理制备具有金属闪光效果的塑料的装置及方法，本发明利用超声波的空化效应与机械搅拌作用，促进各种闪光金属粉在塑料基体中的相互扩散，使之均匀化。空化效应产生的高温、高压可以促进闪光金属粉与塑料两相界面的增容，而且超声作用可以改善金属粉与塑料共混物的流动性，降低加工温度，从而减轻挤出工艺的机械和高温破坏力，增加对色彩效果的保护。同时，还可以提高材料的机械力学性能。本发明是一种方便实用的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置及方法。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1所示，本发明的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，包括有挤出模具9,挤出模具9内设有挤出模型腔及设有出料口13，出料口13与挤出模型腔相通，挤出模型腔内的共混塑料10能经过出料口13挤出，其中挤出模具9的一侧设有支撑架5，挤出模具9的另一侧设有温度传感器11，支撑架5上装设有超声波振动控制装置，超声波振动控制装置包括有超声波发生器1、变幅杆2、换能器3，其中换能器3的一端与超声波发生器1连接，换能器3的另一端与变幅杆2的一端连接，变幅杆2的另一端插入挤出模具9内设有的挤出模型腔，且变幅杆2能与挤出模具9内的共混塑料10直接接触，并对共混塑料10进行超声处理，温度传感器11能检测挤出模具9内共混塑料10的温度，温度传感器11与温控仪12连接。

本实施例中，上述挤出模具9的一侧设有安装孔，变幅杆2通过挤出模具9设有的安装孔插入挤出模具9设有的挤出模型腔内。

本实施例中，上述变幅杆2与安装孔之间的间隙用密封件8密封。上述密封件8是耐高温的密封胶硅。

本实施例中，上述挤出模具9的另一侧设有螺纹孔，温度传感器11安装在挤出模具9设有的螺纹孔上。

本实施例中，上述支撑架5与挤出模具9之间的接触面设有绝热层7，支撑架5把绝热层7压在挤出模具9的端面，并通过连接件固定在挤出模具9上。上述连接件是内六角螺栓。

本实施例中，上述支撑架5的一侧还设有固定环4，换能器3装设在固定环4上，变幅杆2装设在支撑架5上，固定环4用内六角螺栓固定在支撑架5的一侧。

本实施例中，上述支撑架5上设有入风口15及出风口6，入风口15上设有散热风扇14;上述支撑架5的上端设有入风口15，支撑架5的下端设有出风口6，安装在支撑架5上的散热风扇14通过开设在支撑架5上端的入风口15及开设在支撑架5下端的出风口6给超声波振动控制装置散热。

本实施例中，上述超声波振动控制装置的超声波频率为15～40KHz，功率为0～ 1200W，振幅为30 ～ 60μm，超声波振动控制装置的频率和功率都可调。

1）将共混塑料10混合；本实施例中，用搅拌器搅拌，使塑料共混物各组份均匀混合。

2）把超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置安装于双螺杆挤出机，并按照共混塑料10的特性设定挤出加工温度与螺杆转速；

由于超声波具有降粘作用，并且共混挤出的目的只是让物料均匀混合，为了保护闪光金属铝粉的闪光效果，温度与螺杆转速尽可能取较小值。

3）待双螺杆挤出机进入正常工作状态后，把步骤1)混合好的共混物倒进双螺杆挤出机的加料筒，同时打开超声波振动控制装置，并设置好超声波振动的频率与振幅;

4）共混塑料10在双螺杆挤出机的料筒被熔融，并挤入挤出模具9内设有的挤出模型腔，挤出模型腔内的共混塑料10经超声波振动控制装置的超声波振动处理后，通过出料口13被挤出；

5)对超声波振动处理后的共混塑料10的熔体进行造粒处理，便可得到具有金属光泽的塑料。

本实施例中，上述共混塑料10是AES树脂与高闪光铝粉共混，或PU树脂与高闪光铝粉共混，或者是PC树脂与高闪光铝粉共混，3种共混塑料10的配方以下：

本实施例中，3种共混塑料10的配方以下：

11）AES树脂100phr、粒径为10μm高闪光铝粉15phr 、偶联剂2phr；

12）PU树脂100phr、粒径为10μm高闪光铝粉1phr 、偶联剂2phr；

13）PC树脂100phr、粒径为10μm高闪光铝粉1phr 、偶联剂2phr。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别是：3种共混塑料10的配方以下：

11）AES树脂100phr、粒径为100μm高闪光铝粉5phr 、偶联剂3phr；

12）PU树脂100phr、粒径为100μm高闪光铝粉5phr 、偶联剂3phr；

13）PC树脂100phr、粒径为100μm高闪光铝粉5phr 、偶联剂3phr。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别是：3种共混塑料10的配方以下：

11）AES树脂100phr、粒径为50μm高闪光铝粉3phr 、偶联剂1.5phr；

12）PU树脂100phr、粒径为50μm高闪光铝粉3phr 、偶联剂1.5phr；

13）PC树脂100phr、粒径为50μm高闪光铝粉3phr 、偶联剂1.5phr。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别是：3种共混塑料10的配方以下：

11）AES树脂100phr、粒径为40μm高闪光铝粉4phr 、偶联剂3phr；

12）PU树脂100phr、粒径为40μm高闪光铝粉4phr 、偶联剂3phr；

13）PC树脂100phr、粒径为40μm高闪光铝粉4phr 、偶联剂3phr。

Claims

1.一种超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，包括有挤出模具,挤出模具内设有挤出模型腔及设有出料口，出料口与挤出模型腔相通，挤出模型腔内的共混塑料能经过出料口挤出，其特征在于挤出模具的一侧设有支撑架，挤出模具的另一侧设有温度传感器，支撑架上装设有超声波振动控制装置，超声波振动控制装置包括有超声波发生器、变幅杆、换能器，其中换能器的一端与超声波发生器连接，换能器的另一端与变幅杆的一端连接，变幅杆的另一端插入挤出模具内设有的挤出模型腔，且变幅杆能与挤出模具内的共混塑料直接接触，并对共混塑料进行超声处理，温度传感器能检测挤出模具内共混塑料的温度，温度传感器与温控仪连接。

2.根据权利要求1所述的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，其特征在于上述挤出模具的一侧设有安装孔，变幅杆通过挤出模具设有的安装孔插入挤出模具设有的挤出模型腔内。

3.根据权利要求2所述的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，其特征在于上述变幅杆与安装孔之间的间隙用密封件密封。

4.根据权利要求1所述的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，其特征在于上述挤出模具的另一侧设有螺纹孔，温度传感器安装在挤出模具设有的螺纹孔上。

5.根据权利要求1所述的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，其特征在于上述支撑架与挤出模具之间的接触面设有绝热层，支撑架把绝热层压在挤出模具的端面，并通过连接件固定在挤出模具上。

6.根据权利要求1所述的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，其特征在于上述支撑架的一侧还设有固定环，换能器装设在固定环上，变幅杆装设在支撑架上，固定环用内六角螺栓固定在支撑架的一侧。

7.根据权利要求1至6任一项所述的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，其特征在于上述支撑架上设有入风口及出风口，入风口上设有散热风扇。

8.根据权利要求7所述的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置，其特征在于上述超声波振动控制装置的超声波频率为15～40KHz，功率为0～ 1200W，振幅为30 ～ 60μm。

9.一种超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置的成型方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将共混塑料混合；

10.根据权利要求9所述的超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置的成型方法，其特征在于上述共混塑料是AES树脂与高闪光铝粉共混，或PU树脂与高闪光铝粉共混，或者是PC树脂与高闪光铝粉共混，3种共混塑料10的配方以下：