CN108621362A - 一种汽车密封条注塑和热定型的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车密封条注塑和热定型的方法及其装置，该方法具体为：S100、采用耐高温反应器生产出EPDM/PP‑TPV注塑原料；S200、将步骤S100中产出的EPDM/PP‑TPV注塑原料加进注塑型腔内，并在冷却降温装置作用下，实现注塑型腔内产品快速注塑成型；S300、通过机械手将步骤S200中注塑成型的产品从注塑型腔内取出，该装置包括机械工作台，机械工作台下方设置有支撑底座，机械工作台的上方设置有可升降注塑装置、冷却降温装置以及用于产出注塑原料的TPV硫化制备装置，可升降注塑装置一端与TPV硫化制备装置连接，另一端与冷却降温装置连接，TPV硫化制备装置与机械工作台之间设置有旋转支撑柱，结构简单、操作简便，能够生产出性能良好的汽车密封条，满足汽车密封需求。

Description

一种汽车密封条注塑和热定型的方法及其装置

技术领域

本发明涉及汽车密封条生产技术领域，具体为一种汽车密封条注塑和热定型的方法及其装置。

背景技术

汽车密封条是汽车除轮胎外使用橡胶量最大的一类配件，主要用于汽车的门窗、仓盖等存在间隙的部位，起密封、减震、隔音、装饰等作用，防止外部的风沙、雨水、尘土等侵入车内，以提高汽车部件的工作寿命和乘坐舒适性，其占汽车总成本虽不大，但对汽车的质量起到至关重要的作用。

现有汽车密封条在材质方面以及其注塑生产过程中仍存在如下的问题：

（1）传统汽车密封条的主体材料以软质PVC、CR、和NR为主，随着汽车工业的快速发展，软质PVC、CR、和NR密封条的外观质量和内在性能，尤其是耐候性能和使用寿命已不能满足轿车和其他高档汽车的需求；

（2）由于生产车间的机械手常安装在较高位置，方便机械手的操作，但是传统注塑模具的下模通常是固定在位置较低的工作台上的，然后通过上模的合模作用，实现在下模内注塑产品的注塑成型，所以，处在较高位置的机械手不能完成对处在较低位置的下模内的注塑产品的夹取操作，而只能采用人工手动取出注塑成型产品，这就给操作人员带来了更多的麻烦，降低了汽车密封条生产的速度，由于注塑产品需要一段较长时间的冷却成型，而且，经过注塑所得产品的表面温度较高，因此，即使注塑产品冷却成型后，还需要对注塑产品表面进行一段时间的冷却，避免操作人员在取下注塑产品时，烫伤操作人员，这就使汽车密封条的整个生产流程耗费了大量的时间，从而大大降低了汽车密封条的生产效率；

（3）由于注塑成型产品的成型过程，不仅需要一段时间的冷却成型，还需要一段时间的冷却降温，而且，如果由于注塑使得工作台表面长期处于较高的温度，也会对工作台造成损坏，缩短其使用寿命，所以，对注塑操作过程中的冷却，在汽车密封条注塑和热定型过程中起到了至关重要的作用，传统方式常采用自然冷却的方式，来实现冷却效果，这种方式存在冷却效果差、耗费时间长、效率低的问题。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种汽车密封条注塑和热定型的方法及其装置，结构简单、操作简便，能够生产出性能良好的汽车密封条，满足汽车密封需求，且能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种汽车密封条注塑和热定型的方法，包括如下步骤：

S100、采用耐高温反应器生产出EPDM/PP-TPV注塑原料；

S200、将步骤S100中产出的EPDM/PP-TPV注塑原料加进注塑型腔内，并在冷却降温装置作用下，实现注塑型腔内产品快速注塑成型；

S300、通过机械手将步骤S200中注塑成型的产品从注塑型腔内取出。

进一步地，所述步骤S100中，还包括：

S101、向耐高温反应器内部加入硅烷偶联剂、EPDM、PP和润滑剂，混合均匀，得到预混料；

S102、向步骤S101所得预混料中加入交联剂、助交联剂和抗氧化剂，混合均匀，得到EPDM/PP-TPV注塑原料。

进一步地，所述步骤S101中，向耐高温反应器内还加入了复合无卤阻燃剂。

一种汽车密封条注塑和热定型的装置，包括机械工作台，所述机械工作台下方四角的位置均设置有支撑底座，机械工作台的上方设置有可升降注塑装置、冷却降温装置以及用于产出注塑原料的TPV硫化制备装置，所述可升降注塑装置一端与TPV硫化制备装置连接，另一端与冷却降温装置连接，所述TPV硫化制备装置与机械工作台之间设置有旋转支撑柱。

进一步地，所述TPV硫化制备装置包括耐高温反应器，所述旋转支撑柱的顶端与耐高温反应器下端连接，底端与机械工作台上表面连接，所述耐高温反应器的内部设置有可控温加热机构和原料搅拌轴，所述原料搅拌轴上设置有搅拌桨叶，耐高温反应器通过耐高温送料管与可升降注塑装置连接。

进一步地，所述可控温加热机构包括加热器、温度传感器和用于安装加热器的支撑架，所述加热器一端与温度传感器连接。

进一步地，所述可升降注塑装置包括注塑上模、内部设有注塑型腔的注塑下模以及用于安装注塑下模的固定板，所述耐高温送料管一端与注塑型腔连接，所述注塑上模设置在注塑下模的上方，所述注塑下模通过螺丝安装在固定板上，所述固定板与机械工作台之间设置有液压升降杆，所述液压升降杆的外侧设置有缓冲弹簧。

进一步地，所述冷却降温装置包括冷水箱、冷却通道和两个伸缩冷水管，所述冷却通道设置在可升降注塑装置的内部，所述冷水箱设置在机械工作台的上表面，冷水箱的内部设置有若干半导体制冷片，两个所述伸缩冷水管的一端分别与冷却通道的进水口、出水口连接，另一端分别与冷水箱的左右两端连接。

进一步地，所述冷却通道呈方波状，也可呈正弦波状、余弦波状。

进一步地，所述耐高温反应器和耐高温送料管的外表面均设置有高温保温层，所述高温保温层包括硅酸铝纤维棉和聚氨酯发泡层，且所述硅酸铝纤维棉设置在耐高温反应器外表面与聚氨酯发泡层之间、耐高温送料管外表面与聚氨酯发泡层之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过TPV硫化制备装置4的设置，可产出EPDM/PP-TPV注塑原料，EPDM/PP-TPV注塑原料既具有弹性体的优良物理力学性能，又具有塑料的优良加工特性，易于成型加工，又可回收重复利用，节约资源的同时，可达到清洁环保的效果；

（2）本发明通过可升降注塑装置的设置，大大增强了该用于汽车密封条注塑和热定型装置的实用性能，在可升降注塑装置内完成汽车密封条的注塑生产后，通过其升降功能，将其运送到机械手所在位置，然后通过机械手实现对注塑成型产品的夹持取下操作，省去了人工手动取出注塑成型产品的麻烦，有效避免了烫伤现象的发生；而且，机械手能够准确控制夹持力度，从而有效避免由于夹持力度不够，造成注塑成型产品掉落至地面，损坏注塑成型产品；或者是夹持力度过度，对注塑成型产品的表面造成挤压损伤，影响了注塑成型产品的生产质量；

（3）本发明通过冷却降温装置的设置，实现了对汽车密封条注塑和热定型过程中高效冷却的功能，保证了冷却效果，从而有效加快了汽车密封条注塑和热定型的速度，提高了汽车密封条的生产效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的高温保温层结构示意图。

图中标号：

1-机械工作台；2-可升降注塑装置；3-冷却降温装置；4-TPV硫化制备装置；5-旋转支撑柱；6-耐高温反应器；7-可控温加热机构；8-原料搅拌轴；9-搅拌桨叶；10-耐高温送料管；11-液压升降杆；12-缓冲弹簧；13-半导体制冷片；14-高温保温层；15-硅酸铝纤维棉；16-聚氨酯发泡层；17-支撑底座；

201-注塑上模；202-注塑型腔；203-注塑下模；204-固定板；

301-冷水箱；302-冷却通道；303-伸缩冷水管；

701-加热器；702-温度传感器；703-支撑架。

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做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。

如图1和图2所示，本发明提供了一种汽车密封条注塑和热定型的方法，包括如下步骤：

S100、采用耐高温反应器生产出EPDM/PP-TPV注塑原料；

S200、将步骤S100中产出的EPDM/PP-TPV注塑原料加进注塑型腔内，并在冷却降温装置作用下，实现注塑型腔内产品快速注塑成型；

S300、通过机械手将步骤S200中注塑成型的产品从注塑型腔内取出。

所述步骤S100中，还包括：

S101、向耐高温反应器内部加入硅烷偶联剂、EPDM、PP和润滑剂，混合均匀，得到预混料，其中，硅烷偶联剂采用的是辛基三甲氧基硅烷；润滑剂采用的是硬脂酸季戊四醇酯；

S102、向步骤S101所得预混料中加入交联剂、助交联剂和抗氧化剂，混合均匀，得到EPDM/PP-TPV注塑原料，其中，交联剂采用的是过氧化二异丙苯；助交联剂采用的是三烯丙基异氰尿酸酯；抗氧化剂采用的是硫代二丙酸双酯类抗氧剂。

作为优选的实施方式，所述步骤S101中，向耐高温反应器内还加入了复合无卤阻燃剂，由于动态硫化生产的EPDM/PP-TPV的阻燃性能较差，安全性能不够，在使用过程中受到一定的限制，传统方式采用在该TPV材料生产过程中加入含溴阻燃剂，虽然氧指数最高可达32，但对环境不友好，本发明中通过以聚三嗪、聚磷酸铵和有机纳米二氧化硅为复合阻燃剂，不仅阻燃效率高，仅需较低的添加量就可以达到UL94-V0阻燃级别，且在耐高温反应器中分散相容性好。

一种汽车密封条注塑和热定型的装置，包括机械工作台1，所述机械工作台1下方四角的位置均设置有支撑底座17，机械工作台1的上方设置有可升降注塑装置2、冷却降温装置3以及用于产出注塑原料的TPV硫化制备装置4，所述可升降注塑装置2一端与TPV硫化制备装置4连接，另一端与冷却降温装置3连接，所述TPV硫化制备装置4与机械工作台1之间设置有旋转支撑柱5，旋转支撑柱5的设置，可使得TPV硫化制备装置4在生产TPV注塑原料时发生旋转转动，从而保证TPV注塑原料生产过程中的充分搅拌，提高TPV注塑原料的生产效率。

通过可升降注塑装置2的设置，大大增强了该用于汽车密封条注塑和热定型装置的实用性能，在可升降注塑装置2内完成汽车密封条的注塑生产后，通过其升降功能，将其运送到机械手所在位置，然后通过机械手实现对注塑成型产品的夹持取下操作，省去了人工手动取出注塑成型产品的麻烦，有效避免了烫伤现象的发生；而且，机械手能够准确控制夹持力度，从而有效避免由于夹持力度不够，造成注塑成型产品掉落至地面，损坏注塑成型产品；或者是夹持力度过度，对注塑成型产品的表面造成挤压损伤，影响了注塑成型产品的生产质量。

通过冷却降温装置3的设置，实现了对汽车密封条注塑和热定型过程中高效冷却的功能，保证了冷却效果，从而有效加快了汽车密封条注塑和热定型的速度，提高了汽车密封条的生产效率。

通过TPV硫化制备装置4的设置，可产出EPDM/PP-TPV注塑原料，从而在可升降注塑装置2的作用下，加工出EPDM/PP-TPV材料的汽车密封条，EPDM指三元乙丙橡胶，是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异；PP指的是聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，由EPDM和PP通过动态硫化方法生产出的TPV材料，既具有弹性体的优良物理力学性能，又具有塑料的优良加工特性，易于成型加工，又可回收重复利用，节约资源的同时，可达到清洁环保的效果。

进一步解释的是，动态硫化法制备TPV，就是在一定温度下，使EPDM和PP熔融共混时使EPDM相发生硫化的过程。

其中，硫化又称交联、熟化，是指通过在EPDM中加入硫化剂和促进剂等交联助剂，使其在一定的温度、压力条件下，使线型大分子转变为三维网状结构的过程，硫化的更科学的意义是交联，交联是指线型或支型高分子链间以共价键连接成网状或体型高分子的过程，分为化学交联和物理交联，化学交联一般通过缩聚反应和加聚反应来实现，如橡胶的硫化、不饱和聚酯树脂的固化等；物理交联利用光、热等辐射使线型聚合物交联，本发明中采用化学交联方式，使EPDM中二烯烃上的残留双键被引发打开，形成具有反应活性的EPDM分子链自由基，这些EPDM分子链自由基通过共混剪切作用不断更换相互位置，形成交联EPDM，交联EPDM在强大的剪切作用下被拉断并分散，形成具有一定粒径的交联EPDM颗粒分散在连续PP相中，制得TPV材料。

所述TPV硫化制备装置4包括耐高温反应器6，所述旋转支撑柱5的顶端与耐高温反应器6下端连接，底端与机械工作台1上表面连接，所述耐高温反应器6的内部设置有可控温加热机构7和原料搅拌轴8，所述原料搅拌轴8上设置有搅拌桨叶9，耐高温反应器6通过耐高温送料管10与可升降注塑装置2连接，通过可控温加热机构7的设置，能够对耐高温反应器6内的加热温度进行控制，从而有效保证了TPV材料生产的质量以及性能；原料搅拌轴8和搅拌桨叶9的设置，一方面，实现了对加入耐高温反应器6内的生产原料进行充分搅拌的功能，提高了TPV材料生产的效率；另一方面，对耐高温反应器6内的EPDM起到了强大的剪切作用，使其与PP相有效融合，保证了TPV材料的性能。

补充说明的是，旋转支撑柱5的转动方向与原料搅拌轴8的转动方向相反，即旋转支撑柱5正转，原料搅拌轴8反转；或者是旋转支撑柱5反转，原料搅拌轴8正转，这样，在生产TPV注塑原料的过程中，可使得耐高温反应器6内的生产原料受到两个相反方向上的作用力，一个是旋转支撑柱5产生的离心力，另一个是原料搅拌轴8上的搅拌桨叶9产生的搅拌作用力，可加快EPDM的交联，保证TPV注塑原料的生产质量。

所述可控温加热机构7包括加热器701、温度传感器702和用于安装加热器701的支撑架703，所述加热器701一端与温度传感器702连接，通过温度传感器702检测温度数据，并将其传递给控制器，控制器经过处理、分析后，再反馈给加热器701，从而实现对加热器701的加热温度的控制功能。

所述可升降注塑装置2包括注塑上模201、内部设有注塑型腔202的注塑下模203以及用于安装注塑下模203的固定板204，所述耐高温送料管10一端与注塑型腔202连接，所述注塑上模201设置在注塑下模203的上方，所述注塑下模203通过螺丝安装在固定板204上，通过螺丝安装的注塑下模203，便于注塑下模203的安装和拆卸操作，可根据汽车密封条的生产需求，安装不同类型的注塑下模，从而生产出不同种类的汽车密封条，满足汽车不同部位所需的不同密封条的需求，大大增强了该可升降注塑装置2的通用性，所述固定板204与机械工作台1之间设置有液压升降杆11，所述液压升降杆11的外侧设置有缓冲弹簧12，在液压升降杆11的作用下，实现该可升降注塑装置2的升降功能，操作简单、精度高；通过缓冲弹簧12的设置，对液压升降杆11的升降过程起到了缓冲减震的作用，避免瞬时的升降作用力，使得注塑下模203发生晃动，影响了注塑产品的质量。

所述冷却降温装置3包括冷水箱301、冷却通道302和两个伸缩冷水管303，所述冷却通道302设置在可升降注塑装置2的内部，具体为设置在注塑下模203的内部，所述冷水箱301设置在机械工作台1的上表面，冷水箱301的内部设置有若干半导体制冷片13，由于经过冷却通道302重新回流至冷水箱301内的冷水温度会升高，半导体制冷片13可实现对冷水箱301内的水冷却降温的功能，从而使得冷水箱301内的水可循环利用，节约了水资源，避免了浪费，两个所述伸缩冷水管303的一端分别与冷却通道302的进水口、出水口连接，另一端分别与冷水箱301的左右两端连接。

所述冷却通道302呈方波状，也可呈正弦波状、余弦波状，可使冷水在注塑下模203内的滞留时间加长，从而实现更好地冷却降温效果，加快注塑产品冷却成型速度，同时，有效避免了长期温度过高对固定板204造成的破坏。

所述耐高温反应器6和耐高温送料管10的外表面均设置有高温保温层14，通过高温保温层14的设置，可有效保证耐高温反应器6以及耐高温送料管10内的温度，避免了熔融的TPV注塑原料经耐高温反应器6，沿着耐高温送料管10送至注塑型腔202内的过程中，由于温度降低，导致TPV注塑原料部分凝固，从而对注塑原料的送料过程起到了阻碍作用，对汽车密封条的生产过程产生不利影响，所述高温保温层14包括硅酸铝纤维棉15和聚氨酯发泡层16，且所述硅酸铝纤维棉15设置在耐高温反应器6外表面与聚氨酯发泡层16之间、耐高温送料管10外表面与聚氨酯发泡层16之间，硅酸铝纤维是一种具有低导热率、优良的热稳定性及化学稳定性、不含粘结剂和腐蚀性的物质；聚氨酯发泡采用的是聚氨酯硬泡体，聚氨酯硬泡体是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，仅0.022～0.033W/（m*Κ），相当于挤塑板的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的，通过硅酸铝纤维棉15和聚氨酯发泡层16的设置，实现了良好的保温功能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种汽车密封条注塑和热定型的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S100、采用耐高温反应器生产出EPDM/PP-TPV注塑原料；

S200、将步骤S100中产出的EPDM/PP-TPV注塑原料加进注塑型腔内，并在冷却降温装置作用下，实现注塑型腔内产品快速注塑成型；

S300、通过机械手将步骤S200中注塑成型的产品从注塑型腔内取出。

2.根据权利要求1所述的一种汽车密封条注塑和热定型的方法，其特征在于：所述步骤S100中，还包括：

S101、向耐高温反应器内部加入硅烷偶联剂、EPDM、PP和润滑剂，混合均匀，得到预混料；

S102、向步骤S101所得预混料中加入交联剂、助交联剂和抗氧化剂，混合均匀，得到EPDM/PP-TPV注塑原料。

3.根据权利要求2所述的一种汽车密封条注塑和热定型的装置，其特征在于：所述步骤S101中，向耐高温反应器内还加入了复合无卤阻燃剂。

4.一种汽车密封条注塑和热定型的装置，包括机械工作台（1），所述机械工作台（1）下方四角的位置均设置有支撑底座（17），其特征在于：机械工作台（1）的上方设置有可升降注塑装置（2）、冷却降温装置（3）以及用于产出注塑原料的TPV硫化制备装置（4），所述可升降注塑装置（2）一端与TPV硫化制备装置（4）连接，另一端与冷却降温装置（3）连接，所述TPV硫化制备装置（4）与机械工作台（1）之间设置有旋转支撑柱（5）。

5.根据权利要求4所述的一种汽车密封条注塑和热定型的装置，其特征在于：所述TPV硫化制备装置（4）包括耐高温反应器（6），所述旋转支撑柱（5）的顶端与耐高温反应器（6）下端连接，底端与机械工作台（1）上表面连接，所述耐高温反应器（6）的内部设置有可控温加热机构（7）和原料搅拌轴（8），所述原料搅拌轴（8）上设置有搅拌桨叶（9），耐高温反应器（6）通过耐高温送料管（10）与可升降注塑装置（2）连接。

6.根据权利要求5所述的一种汽车密封条注塑和热定型的装置，其特征在于：所述可控温加热机构（7）包括加热器（701）、温度传感器（702）和用于安装加热器（701）的支撑架（703），所述加热器（701）一端与温度传感器（702）连接。

7.根据权利要求5所述的一种汽车密封条注塑和热定型的装置，其特征在于：所述可升降注塑装置（2）包括注塑上模（201）、内部设有注塑型腔（202）的注塑下模（203）以及用于安装注塑下模（203）的固定板（204），所述耐高温送料管（10）一端与注塑型腔（202）连接，所述注塑上模（201）设置在注塑下模（203）的上方，所述注塑下模（203）通过螺丝安装在固定板（204）上，所述固定板（204）与机械工作台（1）之间设置有液压升降杆（11），所述液压升降杆（11）的外侧设置有缓冲弹簧（12）。

8.根据权利要求4所述的一种汽车密封条注塑和热定型的装置，其特征在于：所述冷却降温装置（3）包括冷水箱（301）、冷却通道（302）和两个伸缩冷水管（303），所述冷却通道（302）设置在可升降注塑装置（2）的内部，所述冷水箱（301）设置在机械工作台（1）的上表面，冷水箱（301）的内部设置有若干半导体制冷片（13），两个所述伸缩冷水管（303）的一端分别与冷却通道（302）的进水口、出水口连接，另一端分别与冷水箱（301）的左右两端连接。

9.根据权利要求8所述的一种汽车密封条注塑和热定型的装置，其特征在于：所述冷却通道（302）呈方波状，也可呈正弦波状、余弦波状。

10.根据权利要求5所述的一种汽车密封条注塑和热定型的装置，其特征在于：所述耐高温反应器（6）和耐高温送料管（10）的外表面均设置有高温保温层（14），所述高温保温层（14）包括硅酸铝纤维棉（15）和聚氨酯发泡层（16），且所述硅酸铝纤维棉（15）设置在耐高温反应器（6）外表面与聚氨酯发泡层（16）之间、耐高温送料管（10）外表面与聚氨酯发泡层（16）之间。