CN110281444A - 一种高钢性pps板材及其成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高钢性PPS板材及其成型工艺。所述成型工艺包括如下步骤：(1)将PPS颗粒进行烘干，再与玻璃纤维混合，得原料共混物；(2)将步骤(1)所得原料共混物通过机筒，并采用螺杆进行挤出至高温料筒，形成无气泡初胚；(3)将步骤(2)所得无气泡初胚投入模具，经模压机压制成型，得初制板材；(4)将步骤(3)所得初制板材进行退火，得高钢性PPS板材。所述成型工艺，有效克服了同时挤出玻璃纤维与PPS颗粒成型困难的问题，同时消除了板材内应力，提升板材密度及钢性、表面硬度；另外，制品内部气孔问题得到完全消除，结构及密度优于普通PPS板材。

Description

一种高钢性PPS板材及其成型工艺
技术领域
本发明属于板材领域，具体涉及一种高钢性PPS板材及其成型工艺。
背景技术
聚苯硫醚(PPS)塑料是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，其突出的特点是耐高温、耐腐蚀和良好的机械性能。
然而目前市场PPS型材基本都是以单一挤出成型工艺为主，但是这样做出来的型材的物理特性如表面硬度、钢性强度等相对比较弱，在“以塑代钢”的应用领域受限，所以需要制作出钢性更加接近金属材质的塑料产品。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种高钢性PPS板材及其成型工艺。所述成型工艺使得得到的PPS板材表面硬度、钢性强度得到提升，物理特性增强。
本发明的方案是，提供一种高钢性PPS板材的成型工艺，包括如下步骤：
(1)将PPS颗粒进行烘干，再与玻璃纤维混合，得原料共混物；
(2)将步骤(1)所得原料共混物通过机筒，并采用螺杆进行挤出至高温料筒，形成无气泡初胚；
(3)将步骤(2)所得无气泡初胚投入模具，经模压机压制成型，得初制板材；
(4)将步骤(3)所得初制板材进行退火，得高钢性PPS板材。
优选地，步骤(1)中，所述烘干在140～150℃的烤箱内进行2～3h，然后再投入挤出机料筒，采用80～120℃循环热风继续干燥至PPS颗粒水分含量低于0.3％。
优选地，步骤(1)中，所述PPS颗粒的重量百分比为50～40％，玻璃纤维的重量百分比为50～60％。
优选地，步骤(2)中，所述机筒沿原料共混物进入至挤出方向设置三段温度进行热处理：第一段温度为280～285℃，第二段温度为300～305℃，第三段温度为320～325℃。
优选地，步骤(2)中，螺杆的挤出速度为20～50r/min，挤出接头的温度为330℃。
优选地，步骤(2)中，高温料筒的温度为300～320℃。
优选地，步骤(3)中，模具的温度为230～250℃；模压机的上模温度为230℃，中模温度为235℃，下模温度为235℃；模压机压力为150～180kg/cm2。
优选地，步骤(3)中，所述压制成型后，模压机先继续维持压力2～3min，再于5～10min内释放模压机压力，再自然冷却放置3～5h。
优选地，步骤(4)中，所述退火于160～180℃条件下烘烤2～4h。
基于相同的技术构思，本发明还提供一种由上述成型工艺制备得到的高钢性PPS。
本发明的有益效果为：
本发明所述的高钢性PPS板材的成型工艺，有效克服了同时挤出玻璃纤维与PPS颗粒成型困难的问题，同时消除了板材内应力，提升板材密度、钢性、表面硬度；另外，制品内部气孔问题得到完全消除，结构及密度优于普通PPS板材。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本发明提供一种高钢性PPS板材的成型工艺，包括如下步骤：
(1)将PPS颗粒在140℃的烤箱中烘干3h，然后再投入挤出机料筒内并采用80℃的循环热风继续干燥至PPS颗粒水分含量为0.2％，完成后再与玻璃纤维混合，所述PPS颗粒的重量百分比为40％，玻璃纤维的重量百分比为60％，得原料共混物；
(2)将步骤(1)所得原料共混物引入机筒，并将机筒沿原料共混物挤出方向设置三段温度，第一段温度为280℃，第二段温度为305℃，第三段温度为320℃，再用螺杆以20r/min的速度进行挤出，使得具有流动性的熔体经过330℃的挤出接头，流动至300℃的高温料筒，形成密实的无气泡初胚；
(3)将步骤(2)所得无气泡初胚投入230℃的模具中，并将模压机的上模温度调为230℃，中模温度调为235℃，下模温度调为235℃，然后模压机以180kg/cm2的压力进行压制成型，压制完毕后，模压机先继续维持压力2min，使得胚料外部进行出结晶，再于10min释放模压机压力，结晶完成后取出，再自然冷却放置3h，得初制板材；
(4)将步骤(3)所得初制板材在160℃烤箱内烘烤4h进行退火，待完全释放内应力，完成后得高钢性PPS板材。
实施例2
本发明提供一种高钢性PPS板材的成型工艺，包括如下步骤：
(1)将PPS颗粒在150℃的烤箱中烘干2h，然后再投入挤出机料筒内并采用120℃的循环热风继续干燥至PPS颗粒水分含量为0.25％，完成后再与玻璃纤维混合，所述PPS颗粒的重量百分比为50％，玻璃纤维的重量百分比为50％，得原料共混物；
(2)将步骤(1)所得原料共混物引入机筒，并将机筒沿原料共混物挤出方向设置三段温度，第一段温度为285℃，第二段温度为300℃，第三段温度为325℃，再用螺杆以50r/min的速度进行挤出，使得具有流动性的熔体经过330℃的挤出接头，流动至320℃的高温料筒，形成密实的无气泡初胚；
(3)将步骤(2)所得无气泡初胚投入250℃的模具中，并将模压机的上模温度调为230℃，中模温度调为235℃，下模温度调为235℃，然后模压机以150kg/cm2的压力进行压制成型，压制完毕后，模压机先继续维持压力3min，使得胚料外部进行出结晶，再于5min释放模压机压力，结晶完成后取出，再自然冷却放置5h，得初制板材；
(4)将步骤(3)所得初制板材在180℃烤箱内烘烤2h进行退火，待完全释放内应力，完成后得高钢性PPS板材。
实施例3
本发明提供一种高钢性PPS板材的成型工艺，包括如下步骤：
(1)将PPS颗粒在140℃的烤箱中烘干2h，然后再投入挤出机料筒内并采用80℃的循环热风继续干燥至PPS颗粒水分含量为0.25％，完成后再与玻璃纤维混合，所述PPS颗粒的重量百分比为50％，玻璃纤维的重量百分比为50％，得原料共混物；
(2)将步骤(1)所得原料共混物引入机筒，并将机筒沿原料共混物挤出方向设置三段温度，第一段温度为280℃，第二段温度为300℃，第三段温度为320℃，再用螺杆以20r/min的速度进行挤出，使得具有流动性的熔体经过330℃的挤出接头，流动至300℃的高温料筒，形成密实的无气泡初胚；
(3)将步骤(2)所得无气泡初胚投入230℃的模具中，并将模压机的上模温度调为230℃，中模温度调为235℃，下模温度调为235℃，然后模压机以150kg/cm2的压力进行压制成型，压制完毕后，模压机先继续维持压力2min，使得胚料外部进行出结晶，再于5min释放模压机压力，结晶完成后取出，再自然冷却放置3h，得初制板材；
(4)将步骤(3)所得初制板材在160℃烤箱内烘烤2h进行退火，待完全释放内应力，完成后得高钢性PPS板材。
实施例4
本发明提供一种高钢性PPS板材的成型工艺，包括如下步骤：
(1)将PPS颗粒在150℃的烤箱中烘干3h，然后再投入挤出机料筒内并采用120℃的循环热风继续干燥至PPS颗粒水分含量为0.2％，完成后再与玻璃纤维混合，所述PPS颗粒的重量百分比为40％，玻璃纤维的重量百分比为60％，得原料共混物；
(2)将步骤(1)所得原料共混物引入机筒，并将机筒沿原料共混物挤出方向设置三段温度，第一段温度为285℃，第二段温度为305℃，第三段温度为325℃，再用螺杆以50r/min的速度进行挤出，使得具有流动性的熔体经过330℃的挤出接头，流动至320℃的高温料筒，形成密实的无气泡初胚；
(3)将步骤(2)所得无气泡初胚投入250℃的模具中，并将模压机的上模温度调为230℃，中模温度调为235℃，下模温度调为235℃，然后模压机以180kg/cm2的压力进行压制成型，压制完毕后，模压机先继续维持压力3min，使得胚料外部进行出结晶，再于10min释放模压机压力，结晶完成后取出，再自然冷却放置5h，得初制板材；
(4)将步骤(3)所得初制板材在180℃烤箱内烘烤4h进行退火，待完全释放内应力，完成后得高钢性PPS板材。
实施例5
本发明提供一种高钢性PPS板材的成型工艺，包括如下步骤：
(1)将PPS颗粒在145℃的烤箱中烘干2.5h，然后再投入挤出机料筒内并采用100℃的循环热风继续干燥至PPS颗粒水分含量为0.2％，完成后再与玻璃纤维混合，所述PPS颗粒的重量百分比为50％，玻璃纤维的重量百分比为50％，得原料共混物；
(2)将步骤(1)所得原料共混物引入机筒，并将机筒沿原料共混物挤出方向设置三段温度，第一段温度为282℃，第二段温度为302℃，第三段温度为322℃，再用螺杆以35r/min的速度进行挤出，使得具有流动性的熔体经过330℃的挤出接头，流动至310℃的高温料筒，形成密实的无气泡初胚；
(3)将步骤(2)所得无气泡初胚投入240℃的模具中，并将模压机的上模温度调为230℃，中模温度调为235℃，下模温度调为235℃，然后模压机以165kg/cm2的压力进行压制成型，压制完毕后，模压机先继续维持压力2.5min，使得胚料外部进行出结晶，再于7min释放模压机压力，结晶完成后取出，再自然冷却放置4h，得初制板材；
(4)将步骤(3)所得初制板材在170℃烤箱内烘烤3h进行退火，待完全释放内应力，完成后得高钢性PPS板材。
选取实施例5所得高钢性PPS板材与现有市售PPS板材进行维氏硬度测试对比，经第三方检测机构检验，结果如表1所示。
其中测试方法参照GB/T 4340.1-2009，测试设备采用数显显微维氏硬度计。
表1检测结果
由检测结果可知，实施例5所得高钢性PPS板材维氏硬度明显高于市售PPS板材，达到了优异的性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高钢性PPS板材的成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将PPS颗粒进行烘干，再与玻璃纤维混合，得原料共混物；
(2)将步骤(1)所得原料共混物通过机筒，并采用螺杆进行挤出至高温料筒，形成无气泡初胚；
(3)将步骤(2)所得无气泡初胚投入模具，经模压机压制成型，得初制板材；
(4)将步骤(3)所得初制板材进行退火，得高钢性PPS板材。
2.根据权利要求1所述的高钢性PPS板材的成型工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述烘干在140～150℃的烤箱内进行2～3h，然后再投入挤出机料筒，采用80～120℃循环热风继续干燥至PPS颗粒水分含量低于0.3％。
3.根据权利要求1所述的高钢性PPS板材的成型工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述PPS颗粒的重量百分比为50～40％，玻璃纤维的重量百分比为50～60％。
4.根据权利要求1所述的高钢性PPS板材的成型工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述机筒沿原料共混物进入至挤出方向设置三段温度进行热处理：第一段温度为280～285℃，第二段温度为300～305℃，第三段温度为320～325℃。
5.根据权利要求1所述的高钢性PPS板材的成型工艺，其特征在于，步骤(2)中，螺杆的挤出速度为20～50r/min，挤出接头的温度为330℃。
6.根据权利要求1所述的高钢性PPS板材的成型工艺，其特征在于，步骤(2)中，高温料筒的温度为300～320℃。
7.根据权利要求1所述的高钢性PPS板材的成型工艺，其特征在于，步骤(3)中，模具的温度为230～250℃；模压机的上模温度为230℃，中模温度为235℃，下模温度为235℃；模压机压力为150～180kg/cm2。
8.根据权利要求1所述的高钢性PPS板材的成型工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述压制成型后，模压机先继续维持压力2～3min，再于5～10min内释放模压机压力，再自然冷却放置3～5h。
9.根据权利要求1所述的高钢性PPS板材的成型工艺，其特征在于，步骤(4)中，所述退火于160～180℃条件下烘烤2～4h。
10.权利要求1～9任一所述的成型工艺制备得到的高钢性PPS。
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