CN112223623A - 一种铝片嵌入eva发泡体的成型装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置与方法，整个成型装置包括EVA粒子料斗、螺杆挤出机、复合挤出口模、冷却水槽、牵引组件与冲裁组件，其中，所述螺杆挤出组件的进料口处连接所述EVA粒子料斗，螺杆挤出组件的出料口连接复合挤出口模的进料口，所述复合挤出口模的进料口还连接提供铝片的铝卷，所述复合挤出口模的出料口还依次连接所述冷却水槽、牵引组件与冲裁组件。与现有技术相比，本发明通过采用成型装置将铝片嵌入EVA发泡体中并一体成型，得到的成品零件结构强度大大提高，产品形变小，发泡后不易卷曲，成型方法简单，易于连续生产。

Description

一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置与方法
技术领域
本发明属于挤出成型制造技术领域，涉及一种铝片嵌入EVA发泡体的挤出成型装置与方法。
背景技术
汽车隔音产品是汽车零部件的一个重要组成部分，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对汽车的静音性能提出了更高的要求。挤出型的膨胀胶条作为重要的汽车隔音降噪产品应用于车身空腔的密封也已多年，具有成型周期快、成本低、效益高的特点，然而传统的挤出成型膨胀条也存在以下缺点：EVA挤出产品在成型后由于内应力影响容易产生变形，不利于包装摆放和物流运输；传统的EVA膨胀条在车身中发泡后容易卷曲，无法密封钣金空腔，从而达不到隔音降噪的效果。因此，亟需提供一种发泡后结构强度大、且不易卷曲形变的成品零件及其制备方法。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有克服目前常规EVA挤出成型中产品结构强度不够、产品形变严重、发泡后卷曲等一系列不足而提供一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置与方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明的技术方案之一在于提供了一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置，包括EVA粒子料斗、螺杆挤出机、复合挤出口模、冷却水槽、牵引组件与冲裁组件，其中，所述螺杆挤出组件的进料口处连接所述EVA粒子料斗，螺杆挤出组件的出料口连接复合挤出口模的进料口，所述复合挤出口模的进料口还连接提供铝片的铝卷，所述复合挤出口模的出料口还依次连接所述冷却水槽、牵引组件与冲裁组件。
进一步的，所述的EVA粒子料斗的进料口处还依次连接储料桶与鼓风机。
进一步的，所述EVA粒子料斗内还设有烘料用的加热器。
进一步的，所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机。
进一步的，所述复合挤出口模包括复合进料口、若干组成型辊筒，以及位于成型辊筒上方的导向辊筒，其中，所述成型辊筒沿从上到下方向依次布置，且相邻两组成型辊筒之间形成挤压铝片和EVA片材的成型间隙，所述复合进料口的进口位置正对所述螺杆挤出机，出口位置则正对位于最下方的成型辊筒之间的成型间隙。
更进一步的，所述的复合进料口的尺寸大于EVA片材与铝片的整体尺寸。
更进一步的，所述的复合进料口呈喇叭口形状，且沿进料方向，宽度与高度逐渐减小。
更进一步的，所述的成型辊筒设有三组，分别为从下到上依次布置的第一辊筒、第二辊筒和第三辊筒。
进一步的，所述牵引组件为牵引机。
进一步的，所述冲裁组件为冲压机床。
进一步的，从EVA粒子料斗中送入螺杆挤出机中的EVA发泡原料包括基料与辅料，其中，基料为乙烯-醋酸乙烯共聚物，辅料包括OBSH粒子发泡剂、AC发泡剂、稳定剂、交联剂、白油、色母与填充剂。
更进一步的，EVA发泡原料中，各组分的重量配比为：乙烯-醋酸乙烯共聚物3-17份，OBSH粒子发泡剂3-5份，AC发泡剂1-2份，稳定剂0.5-1份，白油3-4份，色母0.2-0.6份，填充剂4-5份，交联剂1-2份。
更进一步优选的，所述稳定剂为硬脂酸盐类抗氧化剂和热稳定剂，用以避免EVA塑料在成型、储存、使用过程中受外界作用引起的性能变化。具体的，交联剂可以为DCP，如购自法国阿科玛的F-flakes等，而稳定剂可以为硬脂酸锌。
所述填充剂为有机填料，可以减少树脂用量，降低塑料成本，可以采用再生纤维等。
进一步的，具体挤出过程中，EVA发泡原料先在螺杆挤出机中熔融挤出，并形成EVA片材送至复合挤出口模中，与此同时，铝卷在牵引组件的作用下也进入复合挤出口模，与EVA片材一起导入复合挤出口模的第一辊筒与第二辊筒之间间隙，随着第一辊筒和第二辊筒的转动，EVA片材与铝片被初步滚压成型，随后，初步复合的EVA片材与铝片进入与第一辊筒转向相反的第二辊筒，并在第二辊筒和第三辊筒之间被继续滚压复合，最后，完全复合的型材经第三辊筒与后续的导向辊筒送出至冷却水槽。此处，复合型材的厚度可以由辊筒之间的间隙与合适的转速实现。此外，由于调整了原料黏性，成型片材对于辊筒、铝片粘度增强，为了使得EVA片材仅粘结铝片，需要在对辊筒进行安装冷却结构进行冷却处理，各辊筒内部可以通冷却水，以根据需要调剂合适的复合挤出温度。
本发明的技术方案之二在于提供了一种铝片嵌入EVA发泡体的成型方法，其基于如上任一所述的成型装置实现，包括以下步骤：
(1)先将EVA粒子料斗中的EVA发泡原料送入螺杆挤出机中，熔融、塑化、挤出，得到EVA熔融流体；
(2)接着，将EVA熔融流体与铝片一起送入复合挤出口模中粘合，所得复合材料在牵引组件的作用下经冷却水槽冷却定型后，再送入冲裁组件裁切得到成品零件。
进一步的，螺杆挤出机中的温度为80-95℃。
进一步的，复合挤出口模内的粘合温度为120±5℃。
进一步的，冷却水槽中的温度为28℃。
螺杆挤出机中各段温度的变化对发泡体的性能有很直接的影响，如果某段温度偏低或偏高，均会使发泡剂分解不够或分解过快，无法得到理想的成型零件。
进一步的，所述EVA发泡原料包括基料与辅料，其中，基料为乙烯-醋酸乙烯共聚物，辅料包括OBSH粒子发泡剂、AC发泡剂、稳定剂、白油、色母与填充剂等。本发明的EVA发泡原料相比于传统EVA膨胀条所用发泡原料而言，为了提高EVA挤出成型后与铝片的粘结性，在原料配方中增加了交联剂、稳定剂的配比，使得在没有粘结结构情况下EVA发泡体也能很好的与铝片粘结，并在发泡后保持完整的性能。
更进一步的，EVA发泡原料中，各组分的重量配比为：乙烯-醋酸乙烯共聚物3-17份，OBSH粒子发泡剂3-5份，AC发泡剂1-2份，稳定剂0.5-1份，白油3-4份，色母0.2-0.6份，填充剂4-5份，交联剂1-2份。
具体的，交联剂可以为DCP，如购自法国阿科玛的F-flakes等，而稳定剂可以为硬脂酸锌。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过采用成型装置将铝片嵌入EVA发泡体中并一体成型，得到的成品零件结构强度大大提高，产品形变小，发泡后不易卷曲。
(2)新型零件结构应用较广泛，因结构比较简单，可以适用于狭长车身空腔。
(3)成型周期较短，材料用量较少，模具成本较低，因此与类似零件比较制造成本更加低廉。
附图说明
图1为成型装置的结构示意图；
图2为复合挤出口模的主视结构示意图；
图3为复合挤出口模的侧视结构示意图；
图4为复合挤出口模部分的内部示意图；
图5为复合进料口部分的示意图；
图中标记说明：
1-鼓风机，2-储料桶，3-EVA粒子料斗，4-双螺杆挤出机，5-铝卷辊筒，6-复合挤出口模，61-复合进料口，62-第一辊筒，63-第二辊筒，64-第三辊筒，65-导向辊筒，7-冷却水槽，8-牵引机，9-冲压机床。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
本实施例提供了一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置，其结构参见图1所示，包括EVA粒子料斗3、螺杆挤出机、复合挤出口模6、冷却水槽7、牵引组件与冲裁组件，其中，螺杆挤出组件的进料口处连接EVA粒子料斗3，螺杆挤出组件的出料口连接复合挤出口模6的进料口，复合挤出口模6的进料口还连接提供铝片的铝卷，复合挤出口模6的出料口还依次连接冷却水槽7、牵引组件与冲裁组件。EVA粒子料斗3的进料口处还依次连接储料桶2与鼓风机1，EVA粒子料斗3内还可以设有烘料用的加热器。螺杆挤出机为双螺杆挤出机4，牵引组件即为本领域常用的牵引机8，冲裁组件即为本领域常用的冲压机床9。
参见图2、图3和图4所示，复合挤出口模6包括复合进料口61、第一辊筒62、第二辊筒63、第三辊筒64和导向辊筒65等，复合进料口61的尺寸大于EVA片材与铝片的整体尺寸，其形状可参见图5所示，即沿进料方向，宽度与高度呈光滑逐渐减小的形状，类似于喇叭口的形状，为了提高进料初步导向成型的效果，复合进料口61从其前端至后端的变化尽量加工成光滑过渡的形式，这样，在EVA片材与铝片通过复合进料口的过程中，EVA片材的两侧即会逐渐往中间位置卷绕覆盖，从而将铝片包裹在EVA片材中。复合挤出过程具体如下：EVA发泡原料先在螺杆挤出机中熔融挤出，并形成EVA片材送至复合挤出口模6中，与此同时，铝卷辊筒5上的铝卷在牵引组件的作用下也进入复合挤出口模6，与EVA片材一起经复合进料口61导入复合挤出口模6的第一辊筒62与第二辊筒63之间间隙，随着第一辊筒62和第二辊筒63的转动，EVA片材与铝片被初步滚压成型，随后，初步复合的EVA片材与铝片进入与第一辊筒62转向相反的第二辊筒63，并在第二辊筒63和第三辊筒64之间被继续滚压复合，最后，完全复合的型材经第三辊筒64与后续的导向辊筒65送出至冷却水槽7。此处，复合型材的厚度可以由辊筒之间的间隙与合适的转速实现。此外，由于调整了原料黏性，成型片材对于辊筒、铝片粘度增强，为了使得EVA片材仅粘结铝片，需要在对辊筒进行安装冷却结构进行冷却处理，各辊筒内部可以通冷却水，以根据需要调剂合适的复合挤出温度。
实施例2
本实施例提供了一种铝片嵌入EVA发泡体的成型方法，其基于实施例1中的成型装置实现，包括以下步骤：
(1)先将EVA粒子料斗3中的EVA发泡原料送入螺杆挤出机中，熔融、塑化、挤出，得到EVA熔融流体；
(2)接着，将EVA熔融流体挤出得到EVA片材，此时EVA片材仍具有一定的黏流态特性，可以方便二次加工成型，再与铝片一起送入复合挤出口模6中粘合，所得复合材料在牵引组件的作用下经冷却水槽7冷却定型后，再送入冲裁组件裁切得到成品零件。
本实施例中，螺杆挤出机中的温度为80-95℃，复合挤出口模6内的粘合温度为120℃，冷却水槽7中的温度为28℃。
本实施例中，经螺杆挤出机挤出的EVA片材至复合挤出口模6部分的时间不宜过长，避免EVA片材冷却固化，影响后续压制。
该实例所制备得到的产品已经很好的应用于汽车中，产品功能完全等同于类似零件，并在某些方面较传统零件更加优异，符合一汽大众发泡件QPM050标准要求。
(1)发泡倍率试验：较传统零件，新型零件能应用于狭长车身空腔，在高温膨胀后能满足空腔填充，膨胀倍率在10-15倍。
(2)热稳定试验：尺寸变化率在0.5％内，零件发泡比较平整，无明显形变、翘曲、拉丝现象，而同样配方制成的不加铝片的EVA零件的尺寸变化率一般超过1-2％，同时零件发泡后明显卷曲，无法完全填充钣金空腔。
(3)粘结性试验：零件发泡后与车身钣金、铝片等完整黏结，断面由细小泡孔组成，无缝隙或大的泡孔。
以上各实施例中，从EVA粒子料斗中送入螺杆挤出机中的EVA发泡原料包括基料与辅料，其中，基料为乙烯-醋酸乙烯共聚物，辅料包括OBSH粒子发泡剂、AC发泡剂、稳定剂、交联剂、白油、色母与填充剂，具体的，EVA发泡原料中，各组分的重量配比为：乙烯-醋酸乙烯共聚物15份，OBSH粒子发泡剂4份，AC发泡剂1.5份，稳定剂0.5份，白油3份，色母0.3份，填充剂4份，交联剂1份，具体的，交联剂为DCP，具体为购自法国阿科玛的F-flakes等，而稳定剂为硬脂酸锌，填充剂采用常规市售有机填料，也可以替换为发泡常用的无机填料。
以上实施例中，如无特别说明的原料产品，则表明其均为本领域的常规市售产品。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置，其特征在于，包括EVA粒子料斗、螺杆挤出机、复合挤出口模、冷却水槽、牵引组件与冲裁组件，其中，所述螺杆挤出组件的进料口处连接所述EVA粒子料斗，螺杆挤出组件的出料口连接复合挤出口模的进料口，所述复合挤出口模的进料口还连接提供铝片的铝卷，所述复合挤出口模的出料口还依次连接所述冷却水槽、牵引组件与冲裁组件。
2.根据权利要求1所述的一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置，其特征在于，所述的EVA粒子料斗的进料口处还依次连接储料桶与鼓风机。
3.根据权利要求1所述的一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置，其特征在于，所述EVA粒子料斗内还设有烘料用的加热器。
4.根据权利要求1所述的一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置，其特征在于，所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机。
5.根据权利要求1所述的一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置，其特征在于，所述复合挤出口模包括复合进料口、若干组成型辊筒，以及位于成型辊筒上方的导向辊筒，其中，所述成型辊筒沿从上到下方向依次布置，且相邻两组成型辊筒之间形成挤压铝片和EVA片材的成型间隙，所述复合进料口的进口位置正对所述螺杆挤出机，出口位置则正对位于最下方的成型辊筒之间的成型间隙。
6.根据权利要求5所述的一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置，其特征在于，所述的复合进料口的尺寸大于EVA片材与铝片的整体尺寸。
7.根据权利要求5所述的一种铝片嵌入EVA发泡体的成型装置，其特征在于，所述的复合进料口呈喇叭口形状，且沿进料方向，宽度与高度逐渐减小。
8.一种铝片嵌入EVA发泡体的成型方法，其基于如权利要求1-7任一所述的成型装置实现，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将EVA粒子料斗中的EVA发泡原料送入螺杆挤出机中，熔融、塑化、挤出，得到EVA熔融流体；
(2)接着，将EVA熔融流体与铝片一起送入复合挤出口模中粘合，所得复合材料在牵引组件的作用下经冷却水槽冷却定型后，再送入冲裁组件裁切得到成品零件。
9.根据权利要求8所述的铝片嵌入EVA发泡体的成型方法，其特征在于，螺杆挤出机中的温度为80-95℃。
10.根据权利要求8所述的铝片嵌入EVA发泡体的成型方法，其特征在于，复合挤出口模内的粘合温度为120℃；冷却水槽中的温度为28℃。
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