CN115678182B - 一种高抗冲击耐候路锥及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高抗冲击耐候路锥及其制造方法，原料包括60.8‑70.2％的PVC树脂、9‑14.5％的SRC、8.2‑13％的AAS、3‑5.5％的热稳定剂、3‑4.8％的增塑剂、2.8‑4.4％的润滑剂、0.3‑0.5％的抗紫外线吸收剂、0.3‑0.6％的抗氧化剂，余量为色母粒。通过各组分间优良的相容性进行合理优化配置，有效解决了PVC路锥冲击强度低、易破裂、耐候性差的问题，延长了路锥的使用寿命。

Description

一种高抗冲击耐候路锥及其制造方法

技术领域

本发明涉及路锥技术领域，特别是涉及一种高抗冲击耐候路锥及其制造方法。

背景技术

路锥作为一种交通警示工具，在公路养护、路政执法、道路施工、交通事故现场等场合使用较广，起到交通警示、防护、引导车流的作用。目前常用的路锥多采用硬质PVC塑料，通过一体注塑成型。然而由于PVC热稳定性欠佳，硬而脆，抗冲击强度低，耐老化、耐寒性不好，导致其所制造的路锥在受到较强冲击时易发生开裂，并且在经历一段时间的使用后，尤其是在经历-5℃以下低温环境、高温暴晒环境及雨雪天气时，也十分容易出现脆裂、老化等现象，限制了PVC路锥的长期使用，增加了使用成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高抗冲击耐候路锥及其制造方法，有效解决了PVC路锥冲击强度低、易破裂、耐候性差的问题，延长了路锥的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高抗冲击耐候路锥，按质量百分含量计，包括以下原料组分：60.8-70.2％的PVC树脂、9-14.5％的SRC、8.2-13％的AAS、3-5.5％的热稳定剂、3-4.8％的增塑剂、2.8-4.4％的润滑剂、0.3-0.5％的抗紫外线吸收剂、0.3-0.6％的抗氧化剂，余量为色母粒。SRC是以乙烯-氯乙烯-醋酸乙酯类共聚物为主的多种材料复合而成的增韧、抗冲击改性剂，采购自中塑联新材料科技(湖北)有限公司；AAS(苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸脂三元嵌段共聚物)具有良好的耐冲击、耐气候和耐老化性能，尤其耐候性是ABS的10倍。PVC与SRC、AAS间均具有很好的相容性，通过SRC、AAS改性PVC可以发发挥SRC、AAS的协同增效作用，进一步改善PVC产品的加工性能、抗冲性能和耐候性。

所述热稳定剂为由蓖麻油酸镧、己二酸季戊四醇酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙按质量比2:1:1.3:1:1.5混合制成。热稳定剂为稀土复合稳定剂，不仅可以改善热稳定性能，还可发挥协同增效作用，进一步提高抗冲性能。

所述增塑剂为由TOTM增塑剂与己二酸二辛酯按质量比2:3混合制成。己二酸二辛酯(DOA)为聚氯乙烯的一种优良耐寒增塑剂，可赋予制品优良的低温柔顺性，并具有一定的光、热稳定性和耐水性。TOTM增塑剂耐热、耐迁移等综合性能好，与PVC具有很好的相容性。

所述润滑剂为聚乙烯蜡、乙二醇单硬脂酸酯中的一种或多种。

述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂TBS、紫外线吸收剂UV-P中的一种。

所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂168中的一种。

一种高抗冲击耐候路锥的制造方法，包括以下步骤：

(a)将PVC树脂、SRC、热稳定剂、增塑剂、润滑剂、抗紫外线吸收剂、抗氧化剂、色母粒按比例投入热混机中，于100-120℃高速搅拌混合均匀，再加入AAS继续搅拌混合均匀；之后将热混后的物料投入冷混机内降温至40-50℃，形成干混料；

(b)将干混料输送至挤出机，通过挤出机熔融挤出并将熔体注入成型冷却装置中进行成型、冷却，最终得到成品路锥。

步骤(b)中，挤出机料筒温度控制在185-220℃，模头温度为175-180℃。

本发明的有益效果是：通过SRC改善PVC的抗冲性能，通过AAS改善PVC的耐候性及抗冲击性能，同时利用SRC、AAS的协同增效作用进一步提升抗冲击性；以蓖麻油酸镧与其他热稳定剂的协同增效作用，改善PVC的加工性能，并进一步改善抗冲击等力学性能；通过各组分间优良的相容性进行合理优化配置，有效解决了PVC路锥冲击强度低、易破裂、耐候性差的问题，延长了路锥的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的成型冷却装置结构图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图1中B-B向的剖面图；

图4为图1中C-C向的剖面图；

图5为图4中D处的放大图；

图6为图4中E处的放大图；

图7为本发明成型冷却装置中前A模的立体图；

图8为本发明成型冷却装置中前B模的立体图；

图9为本发明成型冷却装置中后A模的立体图；

图10为本发明成型冷却装置中后B模的立体图。

图中：转轴1、进液流道11、出液流道12、连接盘13、分度盘2、前模3、前A模31、前内腔311、前B模32、前模锥筒部321、前模侧连部322、前模拼合部323、前冷却流道33、第一前流道331、第二前流道332、第一导管34、第二导管35、注塑嘴36、后模4、后A模41、后模锥筒部411、连接部412、抵接部413、后B模42、圆锥部421、后模侧连部422、后模拼合部423、后冷却流道43、第一后流道431、第二后流道432、第三后流道433、第一软管44、第二软管45、螺接件46、路锥模腔5、模腔A51、模腔B52、第一支架6、第一旋转接头61、电机62、A齿轮63、B齿轮64、第二支架7、第二旋转接头71、丝杆8、卡槽81、导杆82、驱动件9、气缸91、旋转电机92、滑轨件93。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

实施例1

一种高抗冲击耐候路锥，按质量百分含量计，包括以下原料组分：64.4％的PVC树脂、11.6％的SRC、10.2％的AAS、5％的热稳定剂、4.3％的增塑剂、3.3％的润滑剂、0.4％的抗紫外线吸收剂、0.5％的抗氧化剂，余量为色母粒。

所述热稳定剂为由蓖麻油酸镧、己二酸季戊四醇酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙按质量比2:1:1.3:1:1.5混合制成；所述增塑剂为由TOTM增塑剂与己二酸二辛酯按质量比2:3混合制成；所述润滑剂为聚乙烯蜡；所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531；所述抗氧化剂为抗氧化剂168。

一种高抗冲击耐候路锥的制造方法，包括以下步骤：

(a)将PVC树脂、SRC、热稳定剂、增塑剂、润滑剂、抗紫外线吸收剂、抗氧化剂、色母粒按比例投入热混机中，于100-120℃高速搅拌混合均匀，再加入AAS继续搅拌混合均匀；之后将热混后的物料投入冷混机内降温至40-50℃，形成干混料；

(b)将干混料输送至挤出机，通过挤出机熔融挤出并将熔体注入成型冷却装置中进行成型、冷却，最终得到成品路锥。挤出机料筒温度控制在185-220℃，模头温度为175-180℃。

实施例2-7

按实施例1的方法及表1所示配方制备PVC路锥。

表1

在现有的路锥生产过程中，通常是把模具卧式设置在模制机上，每次注塑一只路锥，待注塑件完全冷却定型后取出即可。由于这种模制机是逐只生产的模式，需等注塑件完全冷却定型、取出后才能进行下一个的生产，注塑周期相对较长，不利于生产效率的提升。为提高生产效率，也有生产企业会相对缩短路锥的固化冷却时间，然而时间缩短后，路锥取出时易受重力影响而发生成品变形，影响良品率。

如图1～图10所示，本发明实施例所采用的所述成型冷却装置包括可按一定角度逐步转动的横向转轴1、固装在转轴1前段的分度盘2、圆周分布在分度盘2上的横向成型模具。成型模具与挤出机配合对接，熔体注入成型模具的方向设为“前”。

所述转轴1内设有前后设置的出液流道12和进液流道11，所述出液流道12和进液流道11互不连通。所述成型冷却装置还包括前后间隔设置的第二支架7和第一支架6，所述第一支架6上固装有第一旋转接头61，所述转轴1后端转动穿过第一支架6并与第一旋转接头61相连，所述第一支架6上固装有电机62，所述电机62通过齿轮传动结构带动转轴1转动；所述第二支架7上固装有第二旋转接头71，所述转轴1前端转动穿过第二支架7并与第二旋转接头71相连。

转轴1转动安装在第二支架7和第一支架6之间，转轴1两端分别连接第一旋转接头61和第二旋转接头71，第一旋转接头61外端连接进冷却水管道，第二旋转接头71外端连接出冷却水管道，齿轮传动结构包括固装在转轴1后端的A齿轮63、固装在电机62轴上的B齿轮64，A齿轮63与B齿轮64相互啮合，A齿轮63安装在第一旋转接头61的内侧，电机62驱动B齿轮64转动，通过A齿轮63带动转轴1转动，进而带动分度盘2转动，并且在转轴1转动的同时保证冷却水的顺畅进、出。

每个所述成型模具均包括固定装入分度盘2的前模3、可前后移动的后模4，所述前模3与后模4前后配合合模形成路锥模腔5，所述前模3内设有前冷却流道33，所述后模4内设有后冷却流道43，所述进液流道11分别与各个前冷却流道33的进口端、各个后冷却流道43的进口端连通，所述出液流道12分别与各个前冷却流道33的出口端、各个后冷却流道43的出口端连通。

具体的，所述前模3包括前小后大的圆锥形中空前模锥筒部321，前模锥筒部321两端开口设置，所述后模4包括后A模41，后A模41包括前小后大的圆锥形中空后模锥筒部411、由后模锥筒部411后端向外弯折延伸形成的圆环状连接部412、由连接部412外端向前弯折形成的环形抵接部413，后模锥筒部411前端封闭设置；当前模3与后模4合模时，所述后模锥筒部411伸入前模锥筒部321内腔，且后模锥筒部411外壁与前模锥筒部321内壁间隔形成模腔A51，所述抵接部413抵接至前模3后端面，且连接部412与前模3后端面间隔形成模腔B52，模腔A51与模腔B52连通构成路锥模腔5。模腔A51内成型的部分为路锥的锥筒部，模腔B52内成型的部分为路锥的底座部。

所述前冷却流道33包括位于模腔A51外圈的圆锥筒形第二前流道332、位于模腔B52前侧的圆环形第一前流道331、与第二前流道332前端连通的第三前流道333，所述第一前流道331通过第一导管34与进液流道11连通，所述第三前流道333通过第二导管35与出液流道12连通；

所述后冷却流道43包括位于模腔A51内圈的圆锥筒形第二后流道432、位于模腔B52后侧的圆环形第三后流道433、开设于后模4中心并由后向前连通至第二前流道332前端的第一后流道431，所述第一后流道431通过第一软管44与进液流道11连通，所述第三后流道433通过第二软管45与出液流道12连通。第一软管44、第二软管45需采用可变形的软性管，保证在后模4开模时冷却水通道的连通。第一导管34与第一前流道331的连接处位于后模4内侧，第一导管34与第一前流道331的连接处、第二软管45与第三后流道433的连接处、第一软管44与第一后流道431的连接处为由内向外一直线分布，第一导管34与第一前流道331的连接处位于转轴1与前模3中心连线上。第一导管34、第二导管35、第一软管44、第二软管45上均安装有阀门，用于控制前冷却流道33、后冷却流道43内冷却水的进出。

所述前模3包括前后拼接固连的前A模31和前B模32，前A模31通过紧固件固装在分度盘2内，前A模31和前B模32通过紧固件固定，前A模31和前B模32间的间隙通过密封圈密封；前A模31和前B模32也可通过焊接固连。所述前A模31后端面凹陷形成前小后大的圆锥形前内腔311，前A模31与前B模32前端安装有注塑嘴36，注塑嘴36与路锥模腔5连通；所述前B模32包括前模锥筒部321、由前模锥筒部321后端向外弯折延伸形成的圆环状前模侧连部322、由前模侧连部322外端向前弯折形成的环形前模拼合部323，前模锥筒部321为两端开口设置；当前A模31与前B模32拼接时，所述前模锥筒部321伸入前内腔311内，前模锥筒部321外壁与前内腔311内壁间隔形成第二前流道332，所述前模拼合部323抵接至前A模31后端面，且前模侧连部322与前A模31后端面间隔形成第一前流道331。

所述后模4还包括与后A模41前后拼接固连的后B模42，后B模42与后A模41间通过紧固件连接且两者间隙通过密封圈密封，后B模42与后A模41也可通过焊接连接；所述后B模42包括前小后大的圆锥部421、由圆锥部421后端向外弯折延伸形成的圆环状后模侧连部422、由后模侧连部422外端向前弯折形成的环形后模拼合部423，圆锥部421内设置沿其长度方向贯穿的第一后流道431；当后A模41与后B模42拼合时，所述圆锥部421伸入后模锥筒部411内腔，圆锥部421外壁与后模锥筒部411内壁间隔形成第二后流道432，所述后模拼合部423抵接至后A模41后端面，且后模侧连部422与后A模41后端面间隔形成第三后流道433。

所述转轴1后段固连有连接盘13，连接盘13位于第一支架6与分度盘2之间，所述连接盘13与分度盘2之间转动连接有圆周分布的丝杆8，多个所述后模4与多个丝杆8一一对应螺接设置，丝杆8后端穿过连接盘13；所述第一支架6下部装有可前后移动并可周向转动的驱动件9，当后模4转动至底端时，驱动件9前移至伸入丝杆8后端并带动丝杆8转动。

所述连接盘13与分度盘2之间还固连有圆周分布的导杆82，多个所述后模4与多个导杆82一一对应滑动连接。导杆82与丝杆8数量相同，导杆82与丝杆8一一构成一组并对称设置在后模4两侧，后模4通过螺接件46与丝杆8螺接；当后模4随分度盘2转动至底端或顶端时，一组丝杆8、导杆82处于水平面上；第一导管34与第一前流道331的连接处、第二软管45与第三后流道433的连接处、第一软管44与第一后流道431的连接处为由内向外一直线分布，且三个连接处的连线L与一组丝杆8、导杆82的连线M相垂直。通过上述设置，当后模4随分度盘2转动至底端开模时，一组丝杆8与导杆82、第一导管34对后模4的前后移动不存在干扰，通过机械手取出路锥时也可避免干扰。

驱动件9为多边形柱状结构，第一支架6外侧装有气缸91，气缸91的气缸轴穿过第一支架6，气缸轴的轴端连接旋转电机92，驱动件9固装在旋转电机92的轴端，第一支架6上固装有横向滑轨件93，旋转电机92滑动安装在滑轨件93上。丝杆8尾端设有多边形卡槽81，所述驱动件9前移至伸入卡槽81并与卡槽81周向限位卡合。

采用本发明成型冷却装置进行成型冷却时，挤出机将熔体注入位于顶端的成型模具中，之后挤出机的出料头退出成型模具，于此同时，电机62通过转轴1驱动分度盘2转动一定角度，并向已注塑的成型模具中通入循环冷却水；已注塑的成型模具转动时后一个成型模具转动至顶端，通过挤出机进行注塑，电机62继续驱动分度盘2再转动一定角度，同时向后一个已注塑的成型模具中通入循环冷却水；通过上述方法，每驱动一个成型模具转动至顶端，均进行注塑，注塑完后均转出注塑处并通冷却水冷却成型，随着分度盘2的逐步转动，已注塑的成型模具转动至底端，在顶端至底端的转动过程中，路锥已充分冷却定型，在底端处，气缸91驱动旋转电机92与驱动件9一并前移，使驱动件9卡入卡槽81，旋转电机92驱动驱动件9转动而带动丝杆8转动，后模4后移开模，通过机械手取出路锥后，旋转电机92带动驱动件9转动进而使后模4前移而合模，气缸91驱动旋转电机92与驱动件9一并后移使驱动件9脱离丝杆8；之后随着分度盘2的继续逐步转动，在已取出路锥的成型模具由底端转动至顶端过程中，排空模具内的冷却水，以待后续注塑。本发明成型冷却装置利用竖直分度盘的设置，在注塑件由顶端转至底端的过程进行冷却定型，并在前几个注塑件的冷却过程中完成后几个注塑件的注塑，实现了在分度盘逐步旋转过程中边注塑、边冷却定型及开模取料的批量生产，缩短了批量注塑生产周期，在确保良品率的前提下提高生产效率。

对比例1

按实施例7的方法制备路锥，不同之处在于，不加SRC。

对比例2

按实施例7的方法制备路锥，不同之处在于，不加AAS。

对比例3

按实施例7的方法制备路锥，不同之处在于，不加蓖麻油酸镧。

对实施例1-7的路锥制品进行性能测试，结果如表2所示：

按实施例1的方法但采用现有注塑方法进行生产。与现有技术相比，本发明批量生产路锥良品率保持在99.1％，生产相同数量产品生产周期缩短15.7％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高抗冲击耐候路锥的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将PVC树脂、SRC、热稳定剂、增塑剂、润滑剂、抗紫外线吸收剂、抗氧化剂、色母粒按比例投入热混机中，于100-120℃高速搅拌混合均匀，再加入AAS继续搅拌混合均匀；之后将热混后的物料投入冷混机内降温至40-50℃，形成干混料；

(b)将干混料输送至挤出机，通过挤出机熔融挤出并将熔体注入成型冷却装置中进行成型、冷却，最终得到成品路锥；

所述成型冷却装置包括可按一定角度逐步转动的横向转轴(1)、固装在转轴(1)前段的分度盘(2)、圆周分布在分度盘(2)上的横向成型模具；所述转轴(1)内设有前后设置的出液流道(12)和进液流道(11)，所述出液流道(12)和进液流道(11)互不连通；每个所述成型模具均包括固定装入分度盘(2)的前模(3)、可前后移动的后模(4)，所述前模(3)与后模(4)前后配合合模形成路锥模腔(5)，所述前模(3)内设有前冷却流道(33)，所述后模(4)内设有后冷却流道(43)，所述进液流道(11)分别与各个前冷却流道(33)的进口端、各个后冷却流道(43)的进口端连通，所述出液流道(12)分别与各个前冷却流道(33)的出口端、各个后冷却流道(43)的出口端连通；

按质量百分含量计，高抗冲击耐候路锥包括以下原料组分：60.8-70.2％的PVC树脂、9-14.5％的SRC、8.2-13％的AAS、3-5.5％的热稳定剂、3-4.8％的增塑剂、2.8-4.4％的润滑剂、0.3-0.5％的抗紫外线吸收剂、0.3-0.6％的抗氧化剂，余量为色母粒。

2.如权利要求1所述一种高抗冲击耐候路锥的制造方法，其特征在于，所述热稳定剂为由蓖麻油酸镧、己二酸季戊四醇酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙按质量比2:1:1.3:1:1.5混合制成。

3.如权利要求1所述一种高抗冲击耐候路锥的制造方法，其特征在于，所述增塑剂为由TOTM增塑剂与己二酸二辛酯按质量比2:3混合制成。

4.如权利要求1所述一种高抗冲击耐候路锥的制造方法，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、乙二醇单硬脂酸酯中的一种或多种。

5.如权利要求1所述一种高抗冲击耐候路锥的制造方法，其特征在于，所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂TBS、紫外线吸收剂UV-P中的一种。

6.如权利要求1所述一种高抗冲击耐候路锥的制造方法，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂168中的一种。

7.如权利要求1所述一种高抗冲击耐候路锥的制造方法，其特征在于，步骤(b)中，挤出机料筒温度控制在185-220℃，模头温度为175-180℃。

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