CN108454059B - 一种制备复合功能膜片的共挤出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备复合功能膜片的共挤出装置，包括两台塑胶挤出机、共挤模具以及流体计量挤出泵；共挤模具设有PC入料口、PMMA入料口和功能材料入料口，两台塑胶挤出机的出料口通过转接头分别与共挤模具的PC入料口和PMMA入料口相连，流体计量挤出泵的出料口与共挤模具的功能材料入料口相连。其可制备PC层、中间功能层和PMMA层三层结构的复合功能膜片，解决了传统PC和PMMA的复合膜片因收缩热胀系数有差异导致膜片使用时因应力而变形、严重时导致龟裂出层的问题，本发明装置控制工艺简单、易操作、维修方便、生产效率高、成本低且无污染绿色环保。
Description
技术领域
本发明属于挤出设备技术领域，具体涉及一种制备由PC材料层、中间功能层和PMMA材料层构成的复合功能膜片的共挤出装置。
背景技术
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。
PC和PMMA的复合膜片，因其独特的机械性、耐候性与光学性能，广泛应用于手机、汽车、电子、光学及医疗领域。此材料由共挤生产而成，由于PC与PMMA是两种不同的工程塑胶材料，因收缩热胀系数有差异，导致膜片使用时因应力而变形，严重时导致龟裂出层，且市场上没有共挤生产的中间功能层复合膜片，要增加功能需外涂、内添混合，再热压复合而成，外涂料或内涂料含有挥发物，影响环境。同时，加工成本高且周期长，且压合不够紧密，易脱层。
现有的PC和PMMA的复合膜片，只是两种材料的共挤，两种材料在模具内分层挤出，没有中间功能层，因而在多用途方面，受到局限性。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种制备复合功能膜片的共挤出装置，其可制备PC层、中间功能层和PMMA层三层结构的复合功能膜片，解决了传统PC和PMMA的复合膜片因收缩热胀系数有差异导致膜片使用时因应力而变形、严重时导致龟裂出层的问题，本发明装置控制工艺简单、易操作、维修方便、生产效率高、成本低且无污染绿色环保。
本发明所采用的技术方案为：一种制备复合功能膜片的共挤出装置，包括两台塑胶挤出机、共挤模具以及流体计量挤出泵；共挤模具设有PC入料口、PMMA入料口和功能材料入料口，两台塑胶挤出机的出料口通过转接头分别与共挤模具的PC入料口和PMMA入料口相连，流体计量挤出泵的出料口与共挤模具的功能材料入料口相连。
其中，共挤模具可拆卸式地连接于塑胶挤出机，塑胶挤出机共两台并行设置，其中一台在图1中未示出；将PC料和PMMA料分别装入两台塑胶挤出机，将配置好的功能层材料流体装入流体计量挤出泵中，PC、PMMA熔体与功能层材料流体在共挤模具的模腔中通过流道汇合，汇合后形成PC+功能层+PMMA三层复合功能膜片胚，后经三辊压光机抛光冷却定型，制得三层复合功能膜片，实现生产的连续性及稳定性。
进一步地，所述共挤模具包括模体，模体的一端为锥形，模体的锥形端内设有缝隙式挤出口；模体内设有PC型腔和PMMA型腔；PC型腔的一端为PC入料口，另一端延伸至与缝隙式挤出口相连；PMMA型腔的一端为PMMA入料口，另一端延伸至与缝隙式挤出口相连；PC型腔和PMMA型腔之间设有功能材料型腔，功能材料型腔包括柱型流体通道和缝隙式流体通道，柱型流体通道的一端为功能材料入料口；缝隙式流体通道的一端与柱型流体通道相连，另一端延伸至与缝隙式挤出口相连，且缝隙式流体通道沿柱型流体通道的径向分布。
进一步地，所述缝隙式流体通道的缝隙宽度为0.05mm-0.15mm。
进一步地，所述柱型流体通道的直径为10mm-14mm。
本发明的共挤模具，在PC型腔与PMMA型腔两层汇合的中间增加了一个功能配方浆料流体的功能材料型腔，功能材料型腔包括柱型流体通道和缝隙式流体通道，缝隙式流体通道保证功能层以极薄的厚度(1-10μm)均匀密布在PC层与PMMA层中间，工艺简单，质量稳定，易于生产，一步复合而成，降低成本。
进一步地，该装置还包括定型冷却机，定型冷却机的入料口与所述共挤模具的出料口相对应。
进一步地，所述定型冷却机为三辊压光机，其辊筒温控范围为6℃-160℃。
进一步地，所述两台塑胶挤出机分别为单螺杆塑胶挤出机和双螺杆塑胶挤出机中的一种。
进一步地，所述流体计量挤出泵为计量高压柱塞挤出泵，其挤出压力为1-31mbar。
本发明的有益效果为：
(1)本发明用两台塑胶挤出机加一台流体计量挤出泵，分别挤出PC、功能层和PMMA，通过共挤模具，从而实现共挤PC、PMMA为外层，应力缓解、紫外蓝光阻隔和导电屏蔽功能层为中间层，达成制造中连续、高结合强度的复合功能材料，有效解决了因收缩应力而翘曲变形龟裂的问题，可制造出多种不同功能的复合膜片，而且本发明装置控制工艺简单、易操作、维修方便、生产效率高且成本低。
(2)本发明的共挤模具，在PC型腔与PMMA型腔两层汇合的中间增加了一个功能配方浆料流体的功能材料型腔，功能材料型腔包括柱型流体通道和缝隙式流体通道，缝隙式流体通道保证功能层以极薄的厚度(1-10μm)均匀密布在PC层与PMMA层中间，工艺简单，质量稳定，易于生产，一步复合而成，降低成本。
(3)利用本发明共挤出装置制备复合功能膜片，不需要经过涂布、印刷和混合添加烘干再热压复合，只需利用共挤出装置，一步到位，实现多功能膜片的生产，提高了生产效率，实现了连续性的生产，且避免涂料污染，绿色环保。
附图说明
图1是制备复合功能膜片的共挤出装置的结构示意图。
图2是共挤模具的结构示意图。
图3是图2中A区放大示意图。
图4是利用图1中共挤出装置制备的复合功能膜片的结构示意图。
附图说明：
1-转接头，2-共挤模具，20-模体，21-PC入料口，22-PC型腔，23-缝隙式挤出口，24-功能材料型腔，241-柱型流体通道，242-缝隙式流体通道，25-PMMA型腔，26-PMMA入料口，3-定型冷却机，4-流体计量挤出泵，5-塑胶挤出机，61-PMMA层，62-中间功能层，63-PC层。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
如图1-图3所示，一种制备复合功能膜片的共挤出装置，包括两台塑胶挤出机5、共挤模具2以及流体计量挤出泵4；共挤模具2设有PC入料口、PMMA入料口和功能材料入料口，两台塑胶挤出机5的出料口通过转接头1分别与共挤模具2的PC入料口和PMMA入料口相连，流体计量挤出泵4的出料口与共挤模具2的功能材料入料口相连。塑胶挤出机5采用现有结构的塑胶挤出机，其具体结构见图1，在此不再赘述。
其中，共挤模具2可拆卸式地连接于塑胶挤出机5，塑胶挤出机5共两台并行设置，其中一台在图1中未示出；将PC料和PMMA料分别装入两台塑胶挤出机5，将配置好的功能层材料流体装入流体计量挤出泵4中，PC、PMMA熔体与功能层材料流体在共挤模具2的模腔中通过流道汇合，汇合后形成PC+功能层+PMMA三层复合功能膜片胚，后经三辊压光机抛光冷却定型，制得三层复合功能膜片，实现生产的连续性及稳定性。
本发明用两台塑胶挤出机5加一台流体计量挤出泵4，分别挤出PC、功能层和PMMA，通过共挤模具2，从而实现共挤PC、PMMA为外层，应力缓解、紫外蓝光阻隔和导电屏蔽功能层为中间层，达成制造中连续、高结合强度的复合功能材料，有效解决了因收缩应力而翘曲变形龟裂的问题，可制造出多种不同功能的复合膜片，而且本发明装置控制工艺简单、易操作、维修方便、生产效率高且成本低。
在另一个实施例中，所述共挤模具2包括模体20，模体20的一端为锥形，模体20的锥形端内设有缝隙式挤出口23；模体20内设有PC型腔22和PMMA型腔25；PC型腔22的一端为PC入料口21，另一端延伸至与缝隙式挤出口23相连；PMMA型腔25的一端为PMMA入料口26，另一端延伸至与缝隙式挤出口23相连；PC型腔22和PMMA型腔25之间设有功能材料型腔24，功能材料型腔24包括柱型流体通道241和缝隙式流体通道242，柱型流体通道241的一端为功能材料入料口；缝隙式流体通道242的一端与柱型流体通道241相连，另一端延伸至与缝隙式挤出口23相连，且缝隙式流体通道242沿柱型流体通道241的径向分布。
在另一个实施例中，所述缝隙式流体通道242的缝隙宽度为0.1mm，也可为0.05mm或是0.15mm。
在另一个实施例中，所述柱型流体通道241的直径为12mm，也可为10mm或是14mm。
本发明的共挤模具2，在PC型腔22与PMMA型腔25两层汇合的中间增加了一个功能配方浆料流体的功能材料型腔24，功能材料型腔24包括柱型流体通道241和缝隙式流体通道242，缝隙式流体通道242保证功能层62以极薄的厚度(1-10μm)均匀密布在PC层63与PMMA层61中间，工艺简单，质量稳定，易于生产，一步复合而成，降低成本。
在另一个实施例中，该装置还包括定型冷却机3，定型冷却机3的入料口与所述共挤模具2的出料口相对应。
在另一个实施例中，所述定型冷却机3为三辊压光机，其辊筒温控范围为6℃-160℃，其三辊为通水恒温冷却控制辊。定型冷却机3为现有结构的三辊压光机，其具体结构见图1，在此不再赘述。
在另一个实施例中，所述两台塑胶挤出机5分别为单螺杆塑胶挤出机和双螺杆塑胶挤出机中的一种。
在另一个实施例中，所述流体计量挤出泵4为计量高压柱塞挤出泵，其挤出压力为1-31mbar，流量为0-50ml/min。
如图4是利用图1中共挤出装置制备的复合功能膜片的结构示意图，包括PC层63、中间功能层62和PMMA层61。利用本发明共挤出装置制备复合功能膜片，不需要经过涂布、印刷和混合添加烘干再热压复合，只需利用共挤出装置，一步到位，实现多功能膜片的生产，提高了生产效率，实现了连续性的生产，且避免涂料污染，绿色环保。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种制备复合功能膜片的共挤出装置，其特征在于：包括两台塑胶挤出机、共挤模具以及流体计量挤出泵；共挤模具设有PC入料口、PMMA入料口和功能材料入料口，两台塑胶挤出机的出料口通过转接头分别与共挤模具的PC入料口和PMMA入料口相连，流体计量挤出泵的出料口与共挤模具的功能材料入料口相连；所述共挤模具包括模体，模体的一端为锥形，模体的锥形端内设有缝隙式挤出口；模体内设有PC型腔和PMMA型腔；PC型腔的一端为PC入料口，另一端延伸至与缝隙式挤出口相连；PMMA型腔的一端为PMMA入料口，另一端延伸至与缝隙式挤出口相连；PC型腔和PMMA型腔之间设有功能材料型腔，功能材料型腔包括柱型流体通道和缝隙式流体通道，柱型流体通道的一端为功能材料入料口；缝隙式流体通道的一端与柱型流体通道相连，另一端延伸至与缝隙式挤出口相连，且缝隙式流体通道沿柱型流体通道的径向分布。
2.根据权利要求1所述的制备复合功能膜片的共挤出装置，其特征在于：所述缝隙式流体通道的缝隙宽度为0.05mm-0.15mm。
3.根据权利要求1或2所述的制备复合功能膜片的共挤出装置，其特征在于：所述柱型流体通道的直径为10mm-14mm。
4.根据权利要求1所述的制备复合功能膜片的共挤出装置，其特征在于：还包括定型冷却机，定型冷却机的入料口与所述共挤模具的出料口相对应。
5.根据权利要求4所述的制备复合功能膜片的共挤出装置，其特征在于：所述定型冷却机为三辊压光机，其辊筒温控范围为6℃-160℃。
6.根据权利要求1所述的制备复合功能膜片的共挤出装置，其特征在于：所述两台塑胶挤出机分别为单螺杆塑胶挤出机和双螺杆塑胶挤出机中的一种。
7.根据权利要求1所述的制备复合功能膜片的共挤出装置，其特征在于：所述流体计量挤出泵为计量高压柱塞挤出泵，其挤出压力为1-31mbar。
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