CN112759835A - 一种玩具用高分子材料及其制备设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料制备技术领域，且公开了一种玩具用高分子材料及其制备设备，其中玩具用高分子材料的制备设备包括开炼机本体以及安装于开炼机本体上的旋拧机构，所述旋拧机构包括：固定环，所述固定环固定安装于所述开炼机本体的顶部，所述固定环的环内可转动的套设有安装法兰；转动齿环，所述转动齿环与所述安装法兰相固定，所述转动齿环的内部可转动的安装有第一转轴和第二转轴。该玩具用高分子材料的制备设备，通过转动齿环的转动，使得位于第一旋拧辊和第二旋拧辊之间的熔融混合料能够旋拧揉捻在一起，便于混合料的均匀混合，该过程操作方便，并降低了人工的用工成本。

Description

一种玩具用高分子材料及其制备设备
技术领域
本发明涉及高分子材料制备技术领域，具体为一种玩具用高分子材料及其制备设备。
背景技术
PP材料和PE材料是我们所常见的用于制造玩具用的高分子材料，根据所制造玩具的不同，制作这些玩具所使用的材料性质也略有差异，人们通常采用开放式炼胶机将不同的高分子材料重新熔炼到一起，是的经过熔炼后的新材料能够同时具备多种材料的特性，开放式炼胶机又名开炼机，开炼机能够把混合均匀的原料进行混炼、塑化从而将混合料最终形成均匀的熔融料以用于玩具的加工。
现有的开炼机对混合料进行开练时，首先需要加热开炼机的碾压辊，之后把多种混合料倒入两碾压辊之间，为了多种混合料能够均匀的混合在一起，开炼机在碾压这些混合料时，需要工人不断的将碾压成片状的熔融状态的材料重新糅合到一起，并再次碾压，如此多次即可将多种混合料均匀混合，现有的开炼机在使用时，会消耗大量的人力，提高了用工成本。
发明内容
本发明提供了一种玩具用高分子材料及其制备设备，开炼机通过旋拧机构能够自动的对片状的混合料重新揉捻到一起，便于混合料的均匀混合，并降低了用工成本，解决了上述背景技术中所提到现有的开炼机对混合料进行开练时，首先需要加热开炼机的碾压辊，之后把多种混合料倒入两碾压辊之间，为了多种混合料能够均匀的混合在一起，开炼机在碾压这些混合料时，需要工人不断的将碾压成片状的熔融状态的材料重新糅合到一起，并再次碾压，如此多次即可将多种混合料均匀混合，现有的开炼机在使用时，会消耗大量的人力，提高了用工成本的问题。
本发明提供如下技术方案：一种玩具用高分子材料，由包含以下重量份的组分制成：
聚乙烯树脂40份；聚丙烯树脂85份；玻璃纤维15份；硅藻土5份；偶氮二异丁腈2份；阻燃剂0.8份；聚环氧琥珀酸0.5份；抗氧剂0.05份；
所述阻燃剂为三聚磷酸钠、氧化铝、异氰尿酸三缩水甘油酯的混合物，所述三聚磷酸钠、氧化铝、异氰尿酸三缩水甘油酯的质量比为1：1：2；
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]戊四醇酯；
所述的玩具用高分子材料通过下述的制备方法制备得到:
S1、称取聚乙烯树脂40份、聚丙烯树脂85份、玻璃纤维15份、硅藻土5份、偶氮二异丁腈2份、阻燃剂0.8份、聚环氧琥珀酸0.5份和抗氧剂0.05 份；
S2、将上述物料放入高速泥合机中混合；
S3、将上述混合均匀的物料和40份聚乙烯树脂一同放置在多辊开炼机中混炼10分钟，混炼温度为170℃；
S4、将混炼后的物料加入双螺杆挤出机的加料口，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒,制备得到玩具用高分子材料。
作为本发明所述玩具用高分子材料的制备设备的一种可选方案，其中：于：所述多辊开炼机包括开炼机本体以及安装于开炼机本体上的旋拧机构，所述旋拧机构包括：固定环，所述固定环固定安装于所述开炼机本体的顶部，所述固定环的环内可转动的套设有安装法兰；转动齿环，所述转动齿环与所述安装法兰相固定，所述转动齿环的内部可转动的安装有第一转轴和第二转轴，所述第一转轴上固定连接有第一旋拧辊，所述第二转轴上固定连接有第二旋拧辊，第一旋拧辊与第二旋拧辊相互平行。
作为本发明所述玩具用高分子材料的制备设备的一种可选方案，其中：所述转动齿环的内部固定有第一安装架和第二安装架，所述第一转轴的两端分别与第一安装架和第二安装架可转动连接，所述第二转轴的两端分别与第一安装架和第二安装架可转动连接，所述第一转轴的一端固定有第一从动齿轮，所述第二转轴的一端固定有第二从动齿轮；所述转动齿环内可转动的安装有第三转轴，所述第三转轴的一端固定有第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮分别与第一从动齿轮和第二从动齿轮相啮合，所述第三转轴的另一端固定连接第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮与固定环上开设的环形齿槽相啮合。
作为本发明所述玩具用高分子材料的制备设备的一种可选方案，其中：所述第一旋拧辊上安装有第一旋拧绞龙，所述第二旋拧辊上安装有第二旋拧绞龙，所述第一旋拧绞龙与所述第二旋拧绞龙的螺旋方向相反。
作为本发明所述玩具用高分子材料的制备设备的一种可选方案，其中：所述第一安装架上开设有第一滑动槽，所述第一滑动槽内可滑动的安装有第一滑动块，所述第一滑动块的顶部通过第一复位弹簧与所述第一滑动槽的顶部形成抵触；所述第二安装架上开设有第二滑动槽，所述第二滑动槽内可滑动的安装有第二滑动块，所述第二滑动块的顶部通过第二复位弹簧与所述第二滑动槽的顶部形成抵触；所述第一转轴的一端贯穿所述第一滑动块，所述第一转轴的另一端贯穿所述第二滑动块，所述第一转轴上的第一从动齿轮为椭圆形齿轮。
作为本发明所述玩具用高分子材料的制备设备的一种可选方案，其中：所述第一转轴远离第一从动齿轮的一端固定有椭圆形的圆盘，所述圆盘的长轴与所述第一从动齿轮的长轴平行且长度相同；所述第一安装架上还固定有抵触板，与所述圆盘相接触，所述抵触板距圆盘中心的距离等于圆盘长轴的一半。
作为本发明所述玩具用高分子材料的制备设备的一种可选方案，其中：所述固定环与所述安装法兰通过滚珠相连接，所述固定环上开设有与所述滚珠相适配的外环槽，所述安装法兰上开设有与所述滚珠相适配的内环槽，所述内环槽与所述外环槽形成用于放置滚珠的容纳空间。
作为本发明所述玩具用高分子材料的制备设备的一种可选方案，其中：所述固定环上安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴上固定有动力齿轮，所述动力齿轮与所述转动齿环相啮合。
本发明具备以下有益效果：
1、该玩具用高分子材料的制备设备，通过转动齿环的转动，使得位于第一旋拧辊和第二旋拧辊之间的熔融混合料能够旋拧揉捻在一起，便于混合料的均匀混合，该过程操作方便，并降低了人工的用工成本。
2、该玩具用高分子材料的制备设备，当转动齿环转动时，第二驱动齿轮会在环形齿槽内滚动，第二驱动齿轮环形齿槽内的齿牙啮合，从而第三转轴相对于转动齿环转动，继而，第三转轴通过第一驱动齿轮驱动第一从动齿轮和第二从动齿轮，进而第一旋拧辊和第二旋拧辊以相同的转动方向转动，又第一旋拧绞龙和第二旋拧绞龙的螺旋方向不同，因此当第一旋拧辊和第二旋拧辊以相同方向转动时，假设第一旋拧辊上的第一旋拧绞龙对熔融混合料的上半部形成向右的推动力，则，第二旋拧辊上的第二旋拧绞龙对熔融混合料的下半部形成向左的推动力，从而使得混合料能够进一步的揉捻，更加有利于混合料的充分混合。
3、该玩具用高分子材料的制备设备，由于熔融料具有一定的回弹性，揉捻在一起的熔融料离开第一旋拧绞龙和第二旋拧绞龙的揉捻作用时，容易重新恢复到原先没揉捻的状态下，具体参照图，当第一驱动齿轮驱动第一从动齿轮时，第一从动齿轮的短轴呈竖直状态时，此时第一旋拧辊与第二旋拧辊之间的距离最近，当第一从动齿轮的短轴呈水平状态时，也即图中的状态，此时第一旋拧辊与第二旋拧辊之间的距离最近，因此，当转动齿环转动时，不仅第一旋拧辊绕第一转轴的轴线转动，第二旋拧辊绕第二转轴的轴线转动，第一旋拧辊与第二旋拧辊之间的距离也会发生相互远离之后并相互靠近的往复运动，当第一旋拧辊与第二旋拧辊相互靠近时，两者之间的熔融混合料会受挤压，使得混合料在该挤压的作用下能够稳定保持揉捻后的状态。
附图说明
图1为本发明开炼机本体与旋拧机构的连接结构示意图。
图2为本发明旋拧机构的部分结构示意图。
图3为本发明旋拧机构的局部剖切结构示意图。
图4为本发明图3中第一从动齿轮以及第二从动齿轮分别与第一驱动齿轮的啮合结构示意图。
图5为本发明图2中B-B出的剖切结构示意图。
图中：1、开炼机本体，2、固定环，21、环形齿槽，22、外环槽，23、齿牙，3、安装法兰，31、内环槽，4、转动齿环，5、第一转轴，51、第一旋拧辊，52、第一从动齿轮，53、第一旋拧绞龙，54、圆盘，6、第二转轴，61、第二旋拧辊，62、第二从动齿轮，63、第二旋拧绞龙，7、第一安装架，71、第一滑动槽，72、第一滑动块，73、第一复位弹簧，74、抵触板，8、第二安装架，81、第二滑动槽，82、第二滑动块，83、第二复位弹簧，9、第三转轴， 91、第一驱动齿轮，92、第二驱动齿轮，10、滚珠，11、驱动电机，12、动力齿轮。
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。
实施例
一种玩具用高分子材料，由包含以下重量份的组分制成：
聚乙烯树脂40份；聚丙烯树脂85份；玻璃纤维15份；硅藻土5份；偶氮二异丁腈2份；阻燃剂0.8份；聚环氧琥珀酸0.5份；抗氧剂0.05份；
所述阻燃剂为三聚磷酸钠、氧化铝、异氰尿酸三缩水甘油酯的混合物，所述三聚磷酸钠、氧化铝、异氰尿酸三缩水甘油酯的质量比为1：1：2；
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]戊四醇酯；
所述的玩具用高分子材料通过下述的制备方法制备得到:
S1、称取聚乙烯树脂40份、聚丙烯树脂85份、玻璃纤维15份、硅藻土 5份、偶氮二异丁腈2份、阻燃剂0.8份、聚环氧琥珀酸0.5份和抗氧剂0.05 份；
S2、将上述物料放入高速泥合机中混合；
S3、将上述混合均匀的物料和40份聚乙烯树脂一同放置在多辊开炼机中混炼10分钟，混炼温度为170℃；
S4、将混炼后的物料加入双螺杆挤出机的加料口，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒,制备得到玩具用高分子材料。
所制成的材料同时具备聚乙烯树脂材料的性质和聚丙烯树脂材料的性质，并且该材料具备良好的阻燃性。
具体参阅图1-5，所述多辊开炼机包括开炼机本体1以及安装于开炼机本体1上的旋拧机构，所述旋拧机构包括：固定环2，所述固定环2固定安装于所述开炼机本体1的顶部，所述固定环2的环内可转动的套设有安装法兰3；转动齿环4，所述转动齿环4与所述安装法兰3相固定，所述转动齿环4的内部可转动的安装有第一转轴5和第二转轴6，所述第一转轴5上固定连接有第一旋拧辊51，所述第二转轴6上固定连接有第二旋拧辊61，第一旋拧辊51与第二旋拧辊61相互平行。
转动齿环4能够相对于固定环2转动，工作时，将开炼机本体1的碾压辊温度升温至170℃，之后将混合料倒入开炼机本体1上的两个碾压辊之间，混合料碾压后形成熔融状态的片状结构，类似与面团，该片状结构上各混合料并没有完全均匀的融合在一起，为了便于其融合在一起，将片状混合料的一端由第一旋拧辊51和第二旋拧辊61之间穿过，并再次投入到两个碾压辊之间，随着碾压辊对混合料的碾压，此时混合料会形成一个通过第一旋拧辊 51和第二旋拧辊61之间以及两个碾压辊之间的环状结构，此时驱动转动齿环 4，使得转动齿环4在图1的顺时针方向转动，此时位于转动齿环4内的第一旋拧辊51和第二旋拧辊61即可将两者之间的片状熔融料旋拧揉捻在一起，以便于熔融料能够混合在一起并随着碾压辊的驱动再次进入两碾压辊进行碾压，经过多次碾压后，混合料各组分即可均匀的混合在一起，这种混合方式除前期需要人工辅助放料之外，其他过程可完全无需人工参与，节省了用工成本。
所述转动齿环4的内部固定有第一安装架7和第二安装架8，所述第一转轴5的两端分别与第一安装架7和第二安装架8可转动连接，所述第二转轴6 的两端分别与第一安装架7和第二安装架8可转动连接，所述第一转轴5的一端固定有第一从动齿轮52，所述第二转轴6的一端固定有第二从动齿轮62；所述转动齿环4内可转动的安装有第三转轴9，所述第三转轴9的一端固定有第一驱动齿轮91，所述第一驱动齿轮91分别与第一从动齿轮52和第二从动齿轮62相啮合，所述第三转轴9的另一端固定连接第二驱动齿轮92，所述第二驱动齿轮92与固定环2上开设的环形齿槽21相啮合；所述第一旋拧辊51 上安装有第一旋拧绞龙53，所述第二旋拧辊61上安装有第二旋拧绞龙63，所述第一旋拧绞龙53与所述第二旋拧绞龙63的螺旋方向相反。
具体参照图3，当转动齿环4转动时，第二驱动齿轮92会在环形齿槽21 内滚动，第二驱动齿轮92环形齿槽21内的齿牙23啮合，从而第三转轴9相对于转动齿环4转动，继而，第三转轴9通过第一驱动齿轮91驱动第一从动齿轮52和第二从动齿轮62，进而第一旋拧辊51和第二旋拧辊61以相同的转动方向转动，又第一旋拧绞龙53和第二旋拧绞龙63的螺旋方向不同，因此当第一旋拧辊51和第二旋拧辊61以相同方向转动时，假设第一旋拧辊51上的第一旋拧绞龙53对熔融混合料的上半部形成向右的推动力，则，第二旋拧辊61上的第二旋拧绞龙63对熔融混合料的下半部形成向左的推动力，从而使得混合料能够进一步的揉捻，更加有利于混合料的充分混合，需要说明的是，该揉捻方向与环形齿槽21转动时对混合料的揉捻方向一致。
所述第一安装架7上开设有第一滑动槽71，所述第一滑动槽71内可滑动的安装有第一滑动块72，所述第一滑动块72的顶部通过第一复位弹簧73与所述第一滑动槽71的顶部形成抵触；所述第二安装架8上开设有第二滑动槽 81，所述第二滑动槽81内可滑动的安装有第二滑动块82，所述第二滑动块 82的顶部通过第二复位弹簧83与所述第二滑动槽81的顶部形成抵触；所述第一转轴5的一端贯穿所述第一滑动块72，所述第一转轴5的另一端贯穿所述第二滑动块82，所述第一转轴5上的第一从动齿轮52为椭圆形齿轮，第一复位弹簧73与第二复位弹簧83用于促使第一旋拧辊51向第二旋拧辊61运动。
由于熔融料具有一定的回弹性，揉捻在一起的熔融料离开第一旋拧绞龙 53和第二旋拧绞龙63的揉捻作用时，容易重新恢复到原先没揉捻的状态下，具体参照图4，当第一驱动齿轮91驱动第一从动齿轮52时，第一从动齿轮 52的短轴呈竖直状态时，此时第一旋拧辊51与第二旋拧辊61之间的距离最近，当第一从动齿轮52的短轴呈水平状态时，也即图4中的状态，此时第一旋拧辊51与第二旋拧辊61之间的距离最近，因此，当转动齿环4转动时，不仅第一旋拧辊51绕第一转轴5的轴线转动，第二旋拧辊61绕第二转轴6 的轴线转动，第一旋拧辊51与第二旋拧辊61之间的距离也会发生相互远离之后并相互靠近的往复运动，当第一旋拧辊51与第二旋拧辊61相互靠近时，两者之间的熔融混合料会受挤压，使得混合料在该挤压的作用下能够稳定保持揉捻后的状态。
所述第一转轴5远离第一从动齿轮52的一端固定有椭圆形的圆盘54，所述圆盘54的长轴与所述第一从动齿轮52的长轴平行且长度相同；所述第一安装架7上还固定有抵触板74，与所述圆盘54相接触，所述抵触板74距圆盘54中心的距离等于圆盘54长轴的一半，避免当第一驱动齿轮91驱动第一转轴5转动时，第一转轴5仅仅受到第一从动齿轮52向上抬升的作用，使得第一转轴5能够在保持其本身与第二转轴6平行的状态在竖直方向上往复运动。
所述固定环2与所述安装法兰3通过滚珠10相连接，所述固定环2上开设有与所述滚珠10相适配的外环槽22，所述安装法兰3上开设有与所述滚珠 10相适配的内环槽31，所述内环槽31与所述外环槽22形成用于放置滚珠10 的容纳空间。
所述固定环2上安装有驱动电机11，所述驱动电机11的驱动轴上固定有动力齿轮12，所述动力齿轮12与所述转动齿环4相啮合，驱动电机11用于驱动转动齿环4。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种玩具用高分子材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：
聚乙烯树脂40份；聚丙烯树脂85份；玻璃纤维15份；硅藻土5份；偶氮二异丁腈2份；阻燃剂0.8份；聚环氧琥珀酸0.5份；抗氧剂0.05份；
所述阻燃剂为三聚磷酸钠、氧化铝、异氰尿酸三缩水甘油酯的混合物，所述三聚磷酸钠、氧化铝、异氰尿酸三缩水甘油酯的质量比为1：1：2；
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]戊四醇酯；
所述的玩具用高分子材料通过下述的制备方法制备得到:
S1、称取聚乙烯树脂40份、聚丙烯树脂85份、玻璃纤维15份、硅藻土5份、偶氮二异丁腈2份、阻燃剂0.8份、聚环氧琥珀酸0.5份和抗氧剂0.05份；
S2、将S1中的物料放入高速泥合机中混合；
S3、将S2中混合均匀的物料和40份聚乙烯树脂一同放置在多辊开炼机中混炼10分钟，混炼温度为170℃；
S4、将混炼后的物料加入双螺杆挤出机的加料口，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒,制备得到玩具用高分子材料。
2.一种制备权利要求1所述的玩具用高分子材料的制备设备，其特征在于：所述多辊开炼机包括开炼机本体(1)以及安装于开炼机本体(1)上的旋拧机构，所述旋拧机构包括：
固定环(2)，所述固定环(2)固定安装于所述开炼机本体(1)的顶部，所述固定环(2)的环内可转动的套设有安装法兰(3)；
转动齿环(4)，所述转动齿环(4)与所述安装法兰(3)相固定，所述转动齿环(4)的内部可转动的安装有第一转轴(5)和第二转轴(6)，所述第一转轴(5)上固定连接有第一旋拧辊(51)，所述第二转轴(6)上固定连接有第二旋拧辊(61)，第一旋拧辊(51)与第二旋拧辊(61)相互平行。
3.根据权利要求2所述的玩具用高分子材料的制备设备，其特征在于：所述转动齿环(4)的内部固定有第一安装架(7)和第二安装架(8)，所述第一转轴(5)的两端分别与第一安装架(7)和第二安装架(8)可转动连接，所述第二转轴(6)的两端分别与第一安装架(7)和第二安装架(8)可转动连接，所述第一转轴(5)的一端固定有第一从动齿轮(52)，所述第二转轴(6)的一端固定有第二从动齿轮(62)；
所述转动齿环(4)内可转动的安装有第三转轴(9)，所述第三转轴(9)的一端固定有第一驱动齿轮(91)，所述第一驱动齿轮(91)分别与第一从动齿轮(52)和第二从动齿轮(62)相啮合，所述第三转轴(9)的另一端固定连接第二驱动齿轮(92)，所述第二驱动齿轮(92)与固定环(2)上开设的环形齿槽(21)相啮合。
4.根据权利要求3所述的玩具用高分子材料的制备设备，其特征在于：所述第一旋拧辊(51)上安装有第一旋拧绞龙(53)，所述第二旋拧辊(61)上安装有第二旋拧绞龙(63)，所述第一旋拧绞龙(53)与所述第二旋拧绞龙(63)的螺旋方向相反。
5.根据权利要求4所述的玩具用高分子材料的制备设备，其特征在于：所述第一安装架(7)上开设有第一滑动槽(71)，所述第一滑动槽(71)内可滑动的安装有第一滑动块(72)，所述第一滑动块(72)的顶部通过第一复位弹簧(73)与所述第一滑动槽(71)的顶部形成抵触；
所述第二安装架(8)上开设有第二滑动槽(81)，所述第二滑动槽(81)内可滑动的安装有第二滑动块(82)，所述第二滑动块(82)的顶部通过第二复位弹簧(83)与所述第二滑动槽(81)的顶部形成抵触；
所述第一转轴(5)的一端贯穿所述第一滑动块(72)，所述第一转轴(5)的另一端贯穿所述第二滑动块(82)，所述第一转轴(5)上的第一从动齿轮(52)为椭圆形齿轮。
6.根据权利要求5所述的玩具用高分子材料的制备设备，其特征在于：所述第一转轴(5)远离第一从动齿轮(52)的一端固定有椭圆形的圆盘(54)，所述圆盘(54)的长轴与所述第一从动齿轮(52)的长轴平行且长度相同；
所述第一安装架(7)上还固定有抵触板(74)，与所述圆盘(54)相接触，所述抵触板(74)距圆盘(54)中心的距离等于圆盘(54)长轴的一半。
7.根据权利要求6所述的玩具用高分子材料的制备设备，其特征在于：所述固定环(2)与所述安装法兰(3)通过滚珠(10)相连接，所述固定环(2)上开设有与所述滚珠(10)相适配的外环槽(22)，所述安装法兰(3)上开设有与所述滚珠(10)相适配的内环槽(31)，所述内环槽(31)与所述外环槽(22)形成用于放置滚珠(10)的容纳空间。
8.根据权利要求2-6任一所述的玩具用高分子材料的制备设备，其特征在于：所述固定环(2)上安装有驱动电机(11)，所述驱动电机(11)的驱动轴上固定有动力齿轮(12)，所述动力齿轮(12)与所述转动齿环(4)相啮合。
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