CN110884024A - 一种高效的合成材料注塑成型方法 - Google Patents

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刘浩
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吴道新
李高涛
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Abstract

本发明公开了一种高效的合成材料注塑成型方法，该方法包括以下步骤：步骤一：制备纳米二氧化硅/PVC改性树脂；步骤二：制备改性树脂乳胶；步骤三：将改性树脂乳胶注射成型得到初产品；步骤四：将步骤三中获得的初产品依次热处理、调湿处理和后处理，即得注塑制件。本发明通过采用纳米二氧化硅/PVC改性树脂为原料，降低了注塑生产过程中温度、注射速率等参数的变化对注塑制品性能造成的影响，节约了调控成本，减少调试注塑参数的时间，提高了生产效率。

Description

一种高效的合成材料注塑成型方法
技术领域
本发明涉及注塑成型技术领域，尤其是一种高效的合成材料注塑成型方法。
背景技术
注塑成型又称注射模塑成型，它是一种注射兼模塑的成型方法。注塑成型方法的优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能成形状复杂的制件，注塑成型适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域。
在一定温度下，通过螺杆搅拌完全熔融的塑料材料，用高压射入模腔，经冷却固化后，得到成型品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。现有的注塑成型过程中需要不断的调试注塑参数，注塑参数中的温度、注射速率等影响注塑成型的生产过程，因此，需要提供一种高效的合成材料注塑成型方法。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，提供一种高效的合成材料注塑成型方法。
本发明通过下述方案实现：
一种高效的合成材料注塑成型方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：以质量份计，将50-100份PVC树脂、1-10份改性纳米二氧化硅、80-160份无离子水、1-2份分散剂、1-2份引发剂投入到45～70℃反应釜中，将所述反应后得到的混合物离心、干燥，即得纳米二氧化硅/PVC改性树脂；
步骤二：以质量份计，将50-100份纳米二氧化硅/PVC改性树脂、2-5份增塑剂、1-2份着色剂充分搅拌0.5-1h；将搅拌均匀的混合物干燥处理1-2h，获得改性树脂乳胶；
步骤三：将改性树脂乳胶注射成型得到初产品；
步骤四：将步骤三中获得的初产品依次热处理、调湿处理和后处理，即得注塑制件。
所述增塑剂为脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类和聚酯类中的一种或数种。
所述步骤三包括以下步骤：
(1)加料，将所述步骤二中改性树脂乳胶的置于注塑机进料斗；
(2)塑化，在所述注塑机料筒内原料树脂在265～290℃下熔融处理，使得原料树脂熔化，获得树脂乳胶；
(3)射胶，将注塑机的模温机进行加热使模具的温度维持在150-165℃，再把所述树脂乳胶以注射速率为30～55mm/s注入模具内；
(4)冷却，将所述模具充分冷却，所述冷却方式为分级冷却；
(5)脱模，将脱去所述模具，即得初产品。
所述改性纳米二氧化硅为异氰酸酯基改性二氧化硅。
本发明的有益效果为：
本发明一种高效的合成材料注塑成型方法通过采用纳米二氧化硅/PVC改性树脂为原料，降低了注塑生产过程中温度、注射速率等参数的变化对注塑制品性能造成的影响，在生产实际中采用本申请的注塑成型方法，可以在较宽的温度范围及注射速率进行生产，不需要对上述生产参数进行严格的调控，节约了调控成本，减少调试注塑参数的时间，提高了生产效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明：
一种高效的合成材料注塑成型方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：以质量份计，将50-100份PVC树脂、1-10份改性纳米二氧化硅、80-160份无离子水、1-2份分散剂、1-2份引发剂投入到45～70℃反应釜中，将所述反应后得到的混合物离心、干燥，即得纳米二氧化硅/PVC改性树脂；
步骤二：以质量份计，将50-100份纳米二氧化硅/PVC改性树脂、2-5份增塑剂、1-2份着色剂充分搅拌0.5-1h；将搅拌均匀的混合物干燥处理1-2h，获得改性树脂乳胶；
步骤三：将改性树脂乳胶注射成型得到初产品；
步骤四：将步骤三中获得的初产品依次热处理、调湿处理和后处理，即得注塑制件。
所述增塑剂为脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类和聚酯类中的一种或数种。
所述步骤三包括以下步骤：
(1)加料，将所述步骤二中改性树脂乳胶的置于注塑机进料斗；
(2)塑化，在所述注塑机料筒内原料树脂在265～290℃下熔融处理，使得原料树脂熔化，获得树脂乳胶；
(3)射胶，将注塑机的模温机进行加热使模具的温度维持在150-165℃，再把所述树脂乳胶以注射速率为30～55mm/s注入模具内；
(4)冷却，将所述模具充分冷却，所述冷却方式为分级冷却；
(5)脱模，将脱去所述模具，即得初产品。
所述改性纳米二氧化硅为异氰酸酯基改性二氧化硅。
纳米二氧化硅呈三维网状结构，表面有大量的不饱和键和不同状态的羟基，这使得纳米二氧化硅表面能高，处于热力学非稳定状态，具有很高的化学活性。将纳米二氧化硅颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中，可全面改善树脂基材料性能。包括：A提高强度和延伸率；B提高耐磨性和改善材料表面的光洁度；C抗老化性能。
同时利用这一特殊性质，采用原位表面修饰技术对其进行化学修饰，引入不同有机官能团到纳米二氧化硅颗粒表面，与PVC树脂的聚合反应具有良好相容性，或表面带有能与单体反应的活性官能团的纳米微粒。本发明中的异氰酸酯基改性二氧化硅具有硅羟基含量极少，表面带有高活性的异氰酸酯基的优点，与PVC树脂具有极好的相容性，能够均匀分散，使得其注塑制件在拉伸强度、弯曲模量、耐热指数和冲击强度等力学性能上取得显著的效果。
下面结合具体实施例对本申请做进一步阐述。
对比例
步骤一：以质量份计，将80份PVC树脂、5份纳米二氧化硅、120份无离子水、1份分散剂、1份引发剂投入到55℃反应釜中，将所述反应后得到的混合物离心、干燥，即得纳米二氧化硅/PVC改性树脂；
步骤二：以质量份计，将80份纳米二氧化硅/PVC改性树脂、3份增塑剂、1份着色剂充分搅拌0.65h；将搅拌均匀的混合物干燥处理1.5h，获得改性树脂乳胶；
步骤三：将改性树脂乳胶注射成型得到初产品，包括(1)加料，将所述步骤一中改性树脂乳胶的置于注塑机进料斗；
(2)塑化，在所述注塑机料筒内原料树脂在285℃下熔融处理，使得原料树脂熔化，获得树脂乳胶；
(3)射胶，将注塑机的模温机进行加热使模具的温度维持在155℃，再把所述树脂乳胶以注射速率为38mm/s注入模具内；
(4)冷却，将所述模具充分冷却，所述冷却方式为分级冷却；
(5)脱模，将脱去所述模具，即得初产品。
步骤四：将步骤二中获得的初产品依次热处理、调湿处理和后处理，即得注塑制件。
实施例1
本实施例一与对比例存在诸多相同之处，其相同之处不再赘述，将不同之处简述如下：
步骤一：以质量份计，将80份PVC树脂、5份改性纳米二氧化硅、120份无离子水、1份分散剂、1份引发剂投入到55℃反应釜中，将所述反应后得到的混合物离心、干燥，即得纳米二氧化硅/PVC改性树脂；
步骤三中(2)塑化，在所述注塑机料筒内原料树脂在285℃下熔融处理，使得原料树脂熔化，获得树脂乳胶；
(3)射胶，将注塑机的模温机进行加热使模具的温度维持在155℃，再把所述树脂乳胶以注射速率为38mm/s注入模具内。
实施例2
本实施例二与对比例存在诸多相同之处，其相同之处不再赘述，将不同之处简述如下：
步骤一：以质量份计，将80份PVC树脂、7份改性纳米二氧化硅、120份无离子水、1份分散剂、1份引发剂投入到55℃反应釜中，将所述反应后得到的混合物离心、干燥，即得纳米二氧化硅/PVC改性树脂；
步骤三中(2)塑化，在所述注塑机料筒内原料树脂在278℃下熔融处理，使得原料树脂熔化，获得树脂乳胶；
(3)射胶，将注塑机的模温机进行加热使模具的温度维持在160℃，再把所述树脂乳胶以注射速率为45mm/s注入模具内。
实施例3
本实施例三与对比例存在诸多相同之处，其相同之处不再赘述，将不同之处简述如下：
步骤一：以质量份计，将80份PVC树脂、9份改性纳米二氧化硅、120份无离子水、1份分散剂、1份引发剂投入到55℃反应釜中，将所述反应后得到的混合物离心、干燥，即得纳米二氧化硅/PVC改性树脂；
步骤三中(2)塑化，在所述注塑机料筒内原料树脂在282℃下熔融处理，使得原料树脂熔化，获得树脂乳胶；
(3)射胶，将注塑机的模温机进行加热使模具的温度维持在162℃，再把所述树脂乳胶以注射速率为49mm/s注入模具内。
实施例4
本实施例四与对比例存在诸多相同之处，其相同之处不再赘述，将不同之处简述如下：
步骤一：以质量份计，将80份PVC树脂、10份改性纳米二氧化硅、120份无离子水、1份分散剂、1份引发剂投入到55℃反应釜中，将所述反应后得到的混合物离心、干燥，即得纳米二氧化硅/PVC改性树脂；
步骤三中(2)塑化，在所述注塑机料筒内原料树脂在288℃下熔融处理，使得原料树脂熔化，获得树脂乳胶；
(3)射胶，将注塑机的模温机进行加热使模具的温度维持在165℃，再把所述树脂乳胶以注射速率为55mm/s注入模具内。
将按照本发明的注塑成型方法制备的对比例、实施例1、实施例2、实施例3和实施例4，分别对其拉伸强度、弯曲模量、耐热指数和冲击强度进行测试，测试数据如表1。
表1 不同情况下注塑制件的力学性能
样品编号 拉伸强度MPa 弯曲模量MPa 冲击强度MPa 耐热指数
对比例 11.2 655 16.8 123
实施例1 13.8 713 17.6 147
实施例2 14.2 728 18.3 153
实施例3 15.0 736 18.9 162
实施例4 14.8 757 18.4 161
从上述试验数据显示，随着合成材料中改性纳米二氧化硅质量分数的变化，采用本发明得到的注塑制件的拉伸强度、弯曲模量、耐热指数和冲击强度增强。在注塑参数中的温度、注射速率变化的情况下，采用本发明得到的注塑制件的拉伸强度、弯曲模量、耐热指数和冲击强度基本保持不变。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种高效的合成材料注塑成型方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：以质量份计，将50-100份PVC树脂、1-10份改性纳米二氧化硅、80-160份无离子水、1-2份分散剂、1-2份引发剂投入到45～70℃反应釜中，将所述反应后得到的混合物离心、干燥，即得纳米二氧化硅/PVC改性树脂；
步骤二：以质量份计，将50-100份纳米二氧化硅/PVC改性树脂、2-5份增塑剂、1-2份着色剂充分搅拌0.5-1h；将搅拌均匀的混合物干燥处理1-2h，获得改性树脂乳胶；
步骤三：将改性树脂乳胶注射成型得到初产品；
步骤四：将步骤三中获得的初产品依次热处理、调湿处理和后处理，即得注塑制件。
2.根据权利要求1所述的一种高效的合成材料注塑成型方法，其特征在于：所述增塑剂为脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类和聚酯类中的一种或数种。
3.根据权利要求1所述的一种高效的合成材料注塑成型方法，其特征在于：所述步骤三包括以下步骤：
(1)加料，将所述步骤二中改性树脂乳胶的置于注塑机进料斗；
(2)塑化，在所述注塑机料筒内原料树脂在265～290℃下熔融处理，使得原料树脂熔化，获得树脂乳胶；
(3)射胶，将注塑机的模温机进行加热使模具的温度维持在150-165℃，再把所述树脂乳胶以注射速率为30～55mm/s注入模具内；
(4)冷却，将所述模具充分冷却，所述冷却方式为分级冷却；
(5)脱模，将脱去所述模具，即得初产品。
4.根据权利要求1所述的一种高效的合成材料注塑成型方法，其特征在于：所述改性纳米二氧化硅为异氰酸酯基改性二氧化硅。
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