CN111113851A - 一种高光泽塑料制品的制备方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料产品加工技术领域，涉及一种高光泽塑料制品制备方法和装置，塑料按重量份重量计如下：树脂：98‑99.9份；珠光树脂：0.1～2.0份，制备过程中珠光树脂从靠近注塑机计量段的珠光树脂进料装置加入，不仅使珠光树脂在注塑制备过程中尺寸的完整性能得到较大的保留，还使相当部分珠光树脂选择性的分散在塑料的表层，提高了产品表层珠光树脂的含量，从而大大的提高了塑料产品的光泽度，同时也减少了珠光树脂总的用量，降低了复合材料成本，相对于传统方法制备的同等高光泽材料，冲击韧性和断裂伸长率得到了改善。

Description

一种高光泽塑料制品的制备方法和装置
技术领域
本发明属于塑料制品加工技术领域，涉及一种高光泽塑料制品的制备方法和装置。
背景技术
随着社会发展，人们对美的要求越来越高，高光泽塑料制品的应用越来越多，越来越广。传统高光泽的塑料制品是通过先喷底漆，再喷高光面漆或电镀等来实现，由于底漆为热固性材料，难以再次熔融，喷漆后的塑料制品回收性能差，会影响再次使用；且喷涂工艺繁琐，废品率较高；底漆含有大量有毒有害的有机溶剂，易产生有毒有害气体、粉尘，严重危害人体健康，同时也造成环境污染和能源浪费等问题。
在过去的几十年中，有相当多的研究者在环保高光化方面做了很多的工作，目前常采用的方法是树脂与高光的树脂、增亮剂、珠光树脂中的一种或几种复合，挤出制备高光泽环保材料，然后通过注塑成型，制得高光泽塑料产品，但目前效果有限。而作为提高树脂光泽度的常用材料—珠光树脂，本身的高泽度相当高，但由于在材料的混料过程、挤出加工过程和注塑过程中，受温度、剪切等的影响，珠光树脂的尺寸受到大幅度破坏，同时，传统的挤出和注塑喂料方式是通过螺杆的推挤输送，也会对珠光树脂造成一定的损伤。从而严重影响复合材料的光泽度。由于传统的挤出和注塑加工方法，珠光树脂和基体树脂的作用时间长，珠光树脂虽然能实现较均匀的分散在树脂中，但难以实现选择性分散，因此分散在表层的珠光树脂含量相对较少。因此利用该种材料和方法所制得的高光泽塑料效果不理想。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决传统通过螺杆推挤输送和剪切挤出加工的方式制备高光泽塑料制品，会对珠光树脂尺寸完整性造成严重损伤且影响复合材料光泽度，以及在塑料制品材料制备过程中，传统的喂料导致珠光树脂由于无法实现均匀分散，造成难以稳定下料的问题，提供一种高光泽塑料制品的制备方法和装置。
为达到上述目的，本发明提供一种高光泽塑料制品的制备方法，包括如下步骤：
A、按重量份配制原料，即基体树脂：98.0～99.9份，珠光树脂：0.1～2.0份；
B、将基体树脂通过料斗加入挤出机，通过螺杆使基体树脂首先经过挤出机机筒的进料段，然后进入机筒的压缩段进行加热、剪切熔融，在压缩段的末端，珠光树脂通过珠光树脂进料装置加入；
C、基体树脂充分熔融后进入计量段促进熔融物料的混合以及增压，再通过喷嘴和浇口进入模具，最后经过冷却保压成型，制得高光塑料制品。
进一步，机筒进料段的温度低于基体树脂熔点10～30℃，压缩段温度高于基体树脂熔点10～20℃，计量段温度高于压缩段末端温度5～20℃，机筒各段的温度沿螺杆旋进方向递增，喷嘴端温度比计量段末端温度低5～10℃。
进一步，基体树脂为热塑性树脂(塑料原材料或改性树脂)；珠光树脂为玻璃珠光粉或人工合成珠光粉的一种。
一种制备高光泽塑料制品的装置，依次包括相互连接的马达、油缸、机筒和模具，机筒内安装有与机筒配合工作的螺杆，机筒由进料段、压缩段和计量段组成；进料段前端设置便于基体树脂进料的料斗，压缩段末端设置便于珠光树脂进料的珠光树脂进料装置，计量段末端安装有喷嘴，喷嘴与模具上的浇口相通。
进一步，珠光树脂进料装置包括失重称和底部安装有闸阀的储料仓，闸阀与失重称信号连接，储料仓的底部连接有称料仓，称料仓两侧安装有与失重称信号连接的传感器，称料仓的底部连接有振动喂料机构，失重称与振动喂料机构之间安装有电磁激振器和驱动槽体，电磁激振器与驱动槽体相连接。
进一步，振动喂料机构包括与称料仓连通的振动料仓、安装在振动料仓底部的振动滑道以及安装在振动料仓上与电磁激振器信号连接的振动器。
进一步，机筒外缠绕有加热圈。
进一步，料斗下部可拆卸，安装有加料抽屉。
本发明的有益效果在于：
本发明所公开的一种高光泽塑料制品的制备方法相对于传统注塑机采用螺杆推挤输送和剪切挤出加工的方法，有以下优点：
(1)本发明所公开的一种高光泽塑料制品的制备过程中珠光树脂从靠近计量段的珠光树脂进料装置加入，其作用原理和目的与传统方法的原理和目的完全不同，甚至说是相悖，传统的剪切挤出加工原理是利用螺杆的加温熔融和剪切混合，目的是使材料的各组分尽可能得到较均匀的分散。而珠光树脂从靠近计量段的珠光树脂进料装置加入到熔融的塑料熔体中的方法其原理是利用该段螺杆剪切能力较弱，能起到混合作用，而且相互作用时间较短(省掉了高光泽塑料材料制备的挤出造粒过程，缩短了注塑加工过程)，尺寸的完整性能得到较大的保留，尺寸保持率从传统的挤出加工的30％左右提高到70％以上。由于相互作用时间较短，珠光树脂来不及向塑料熔体的里层迁移，加之密度(0.15-0.45g/cm3)比塑料溶体(0.9-1.4g/cm3)小，因此相当部分珠光树脂分散(浮)在塑料溶体的表层，最终大都固化在塑料制品的表层，实现了选择性的分散，提高表层珠光树脂的含量，根据珠光树脂越多，尺寸越大，光泽度越高的原理，所制备的塑料制品的光泽度能得到大幅度的提升。
(2)通过本发明制备一种高光泽塑料制品的装置，解决了传统低含量(0.1％-2.0％)材料或助剂只能通过与高含量材料混合后加料的方式，实现了在线高精度单独进料，大大提高了在材料中含量精度和进料的稳定性；同时减少了在混合料的过程中对尺寸完整性的破坏。
(3)本发明制备一种高光泽塑料制品的装置中设置振动喂料机构，不仅解决了传统螺杆推挤喂料的不均匀，还大大减轻了传统螺杆转动喂料过程中对对珠光树脂完整性的破坏。实现了珠光树脂在塑料中能得到稳定的分布，尺寸的完整性能得到进一步提高，从而光泽度能得到大的提升。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明高光泽塑料制品的制备装置结构示意图；
图2为本发明珠光树脂进料装置的结构示意图；
图3为本发明珠光树脂进料装置的原理图。
附图标记：马达1、油缸2、料斗3、加料抽屉4、加热圈5、珠光树脂进料装置6、螺杆7、喷嘴8、浇口9、定模10、动模11。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明实施例中使用的玻璃珠光粉粒径为100-200um。
一种制备高光泽塑料制品的装置，包括相互连接的马达1、油缸2、机筒和模具，机筒内安装有与机筒配合工作的螺杆7，机筒外缠绕有便于机筒内物料加热熔融的加热圈5，机筒由进料段、压缩段和计量段组成；进料段前端设置便于基体树脂进料的料斗3，料斗3下部可拆卸，安装有便于物料加料步骤开启关闭的加料抽屉4，压缩段末端设置便于珠光树脂进料的珠光树脂进料装置6，计量段末端安装有喷嘴8相连，喷嘴8与模具上的浇口9相通，模具包括配合使用的定模10和动模11，喷嘴8通过浇口9依次与定模10和动模11连接。
珠光树脂进料装置6包括失重称和底部安装有闸阀的储料仓，闸阀与失重称信号连接，储料仓的底部连接有称料仓，称料仓两侧安装有与失重称信号连接的传感器，称料仓的底部连接有振动喂料机构，失重称与振动喂料机构之间安装有电磁激振器和驱动槽体，电磁激振器与驱动槽体相连接。振动喂料机构包括与称料仓连通的振动料仓、安装在振动料仓底部的振动滑道以及安装在振动料仓上与电磁激振器信号连接的振动器。振动喂料机构利用电磁振动的原理，把物料水平向前输送。电磁激振器通过驱动槽体驱动振动喂料机构上的振动料仓振动下料。
当称料仓两侧的传感器检测到料低于预设的下限，将打开闸阀从储料仓进行补料；当称料仓两侧的传感器检测到料高于预设的上限，将关闭闸阀停止补料。当物料流量大于设定值时，称料仓的传感器发出信号，降低电磁激振器的震动频率，从而带动振动喂料机构上降低喂料量，当物料流量小于设定值时，称料仓的传感器发出信号，提高电磁激振器的震动频率，从而带动振动喂料机构上提高喂料量，直至平衡位置。电磁激振器根据物料的流量调节振动料仓上振动器的振动速度，减轻了传统螺杆7转动喂料过程中对珠光树脂完整性的破坏，实现了珠光树脂在塑料中能得到稳定的分布，尺寸的完整性能得到大幅度提高，从而光泽度能得到大的提升。
实施例1
如图1所示一种高光泽ABS制品的制备方法，包括如下步骤：
A、按重量份配制原料，即ABS基体树脂：99.9份，玻璃珠光树脂：0.1份。
B、将ABS基体树脂通过料斗加入挤出机，通过螺杆使基体树脂首先经过机筒的进料段，机筒进料段的温度为190～210℃；然后进入机筒的压缩段(融化段)段进行加热、剪切熔融，压缩段温度为210～220℃，在压缩段的末端，玻璃珠光树脂通过如图2所示的珠光树脂进料装置进入；玻璃珠光树脂加入的速度通过如图3所示的控制系统设定。
C、ABS基体树脂充分熔融后与玻璃珠光树脂一起进入计量段促进熔融物料的混合以及增压，计量段温度为220～235℃，再通过喷嘴和浇口进入模具，最后经过冷却保压成型，制得高光泽ABS制品，喷嘴端温度为230℃。
实施例2
一种高光泽ABS制品的制备方法，包括如下步骤：
A、按重量份配制原料，即ABS基体树脂：99.85份，玻璃珠光树脂：0.15份。
B、将ABS基体树脂通过料斗加入挤出机，通过螺杆使基体树脂首先经过机筒的进料段，机筒进料段的温度为190～210℃；然后进入机筒的压缩段(融化段)段进行加热、剪切熔融，压缩段温度为210～220℃，在压缩段的末端，玻璃珠光树脂通过珠光树脂进料装置进入；玻璃珠光树脂加入的速度通过控制系统设定。
C、ABS基体树脂充分熔融后与玻璃珠光树脂一起进入计量段促进熔融物料的混合以及增压，计量段温度为220～235℃，再通过喷嘴和浇口进入模具，最后经过冷却保压成型，制得高光泽ABS制品，喷嘴端温度为230℃。
实施例3
一种高光泽ABS制品的制备方法，包括如下步骤：
A、按重量份配制原料，即ABS基体树脂：99.8份，玻璃珠光树脂：0.2份。
B、将ABS基体树脂通过料斗加入挤出机，通过螺杆使基体树脂首先经过机筒的进料段，机筒进料段的温度为190～210℃；然后进入机筒的压缩段(融化段)段进行加热、剪切熔融，压缩段温度为210～220℃，在压缩段的末端，玻璃珠光树脂通过珠光树脂进料装置进入；玻璃珠光树脂加入的速度通过控制系统设定。
C、ABS基体树脂充分熔融后与玻璃珠光树脂一起进入计量段促进熔融物料的混合以及增压，计量段温度为220～235℃，再通过喷嘴和浇口进入模具，最后经过冷却保压成型，制得高光泽ABS制品，喷嘴端温度为230℃。
对比例
一种高光泽ABS制品的制备方法，包括如下步骤：
A、将高光泽ABS树脂通过料斗加入，其中珠光树脂含量为0.2％，通过螺杆使树脂首先经过注塑机机筒的进料段，然后进入机筒的压缩段(融化段)段进行加热、剪切熔融，充分熔融后进入计量段促进熔融物料的混合以及增压，再通过喷嘴和浇口进入模具，最后经过冷却保压成型，制得高光泽ABS制品。
B、机筒进料段的温度为190～210左右；压缩段温度为210～220℃，计量段温度为220～235℃，，喷嘴端温度为230℃。
为了考察本发明制备的耐候ABS材料的性能，将所得的复合材料置于注塑机中，按常规的注塑工艺条件注塑成为标准测试样条进行下列性能测试。具体如表1所示：
表1实施例和对比例中ABS塑料制品性能表
Figure BDA0002337008500000061
从表1的对比可以发现，实施例1～3相对于对比例1的光泽度得到了很大提高。冲击韧性、断裂伸长率得到了改善。其主要原因是本发明高光泽塑料制品制备过程中采用将珠光树脂从靠近注塑机计量段的珠光树脂进料装置加入，不仅使珠光树脂在制备过程中尺寸的完整性能得到较大的保留，还使相当部分珠光树脂选择性分散在塑料的表层，提高了表层珠光树脂的含量，从而大大的提高了ABS制品的光泽度；由于采用该方法，珠光树脂总体加入量较少，复合材料的冲击韧性、断裂伸长率较传统方法有改善。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种高光泽塑料制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、按重量份配制原料，即基体树脂：98.0～99.9份，珠光树脂：0.1～2.0份；
B、将基体树脂通过料斗加入挤出机，通过螺杆使基体树脂首先经过挤出机机筒的进料段，然后进入机筒的压缩段进行加热、剪切熔融，在压缩段的末端，珠光树脂通过珠光树脂进料装置加入；
C、基体树脂充分熔融后进入计量段促进熔融物料的混合以及增压，再通过喷嘴和浇口进入模具，最后经过冷却保压成型，制得高光塑料制品。
2.如权利要求1所述高光泽塑料制品的制备方法，其特征在于，机筒进料段的温度低于基体树脂熔点10～30℃，压缩段温度高于基体树脂熔点10～20℃，计量段温度高于压缩段末端温度5～20℃，机筒各段的温度沿螺杆旋进方向递增，喷嘴端温度比计量段末端温度低5～10℃。
3.如权利要求1所述高光泽塑料制品的制备方法，其特征在于，基体树脂为热塑性树脂(塑料原材料或改性树脂)；珠光树脂为玻璃珠光粉或人工合成珠光粉的一种。
4.一种制备高光泽塑料制品的装置，其特征在于，依次包括相互连接的马达、油缸、机筒和模具，机筒内安装有与机筒配合工作的螺杆，机筒由进料段、压缩段和计量段组成；进料段前端设置便于基体树脂进料的料斗，压缩段末端设置便于珠光树脂进料的珠光树脂进料装置，计量段末端安装有喷嘴，喷嘴与模具上的浇口相通。
5.如权利要求4所述制备高光泽塑料制品的装置，其特征在于，所述珠光树脂进料装置包括失重称和底部安装有闸阀的储料仓，闸阀与失重称信号连接，储料仓的底部连接有称料仓，称料仓两侧安装有与失重称信号连接的传感器，称料仓的底部连接有振动喂料机构，失重称与振动喂料机构之间安装有电磁激振器和驱动槽体，电磁激振器与驱动槽体相连接。
6.如权利要求5所述制备高光泽塑料制品的装置，其特征在于，所述振动喂料机构包括与称料仓连通的振动料仓、安装在振动料仓底部的振动滑道以及安装在振动料仓上与电磁激振器信号连接的振动器。
7.如权利要求4所述制备高光泽塑料制品的装置，其特征在于，所述机筒外缠绕有加热圈。
8.如权利要求4所述制备高光泽塑料制品的装置，其特征在于，所述料斗下部可拆卸，安装有加料抽屉。
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