专利名称：一种微发泡注射成型螺杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种注射成型螺杆，特别是涉及一种适用于微发泡注射成型的螺杆。
背景技术：
微发泡注塑成型技术是20世纪80年代发展起来的一项新型绿色注塑技术，通过在熔体中引入超临界气体发泡剂，得到的微孔发泡塑料疲劳寿命可以延长5倍，断裂韧性可提高近4倍，冲击强度可提高6 7倍。这种新型的加工技术大幅改善了制品的使用性能，是非常具有发展前景的绿色塑料成型加工技术。在成型加工过程中，螺杆的主要功能是将固体原料熔融塑化，并稳定地向前输送熔体。微发泡注射成型在熔体中充入超临界气体发泡剂，超临界气体必须均勻分散在聚合物熔体内，形成聚合物/超临界气体均相体系，从而在发泡时得到泡孔均勻致密的微孔结构。均相体系的形成是发泡过程的关键，直接影响泡孔的成核和长大定型，因此螺杆混合均化能力直接影响着均相体系的形成和质量。传统的注射成型螺杆结构简单，无法高效地混合均化超临界气体，快速形成均勻稳定的均相体系，影响了微发泡注射成型制品的成型质量和使用性能。
发明内容
本发明的目的在于提出一种微发泡注射成型螺杆，该螺杆能够克服传统螺杆混合均化能力不足的缺点，大幅提高螺杆的混合均化效果，使超临界气体快速均勻分布在聚合物熔体中，形成稳定的聚合物/超临界气体均相体系；同时由于在螺杆进气位置增加止逆结构，可以有效地防止熔体回流堵塞进气通道，保证微发泡注射过程的连续稳定；这种微发泡注射螺杆可以广泛地应用于各种类型的微发泡注射机。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种微发泡注射成型螺杆，主要由后螺杆、后定位环、后止逆环、后混炼段、前混炼段、前螺杆、前定位环、前止逆环和螺杆头组成；后螺杆的尾部带有键槽，通过键槽和键安装在注射机上；后螺杆的尾部带有键槽，通过键槽和键安装在注射机上；后止逆环和后定位环套在后混炼段后阶梯轴上，后阶梯轴末端用螺纹同后螺杆头部相连，前混炼段通过键套在后混炼段前阶梯轴上，前阶梯轴前端用螺纹同前螺杆尾部相连，前止逆环和前定位环套在螺杆头阶梯轴上，螺杆头阶梯轴用螺纹同前螺杆头部相连；前止逆环和后止逆环在阶梯轴上可以轴向移动，后混炼段和前混炼段采用斜槽屏障结构，后混炼段和前混炼段的前后两端交替开出进、出料槽，进出斜槽之间的凸棱高度小于混炼段螺棱高度，这是熔体进出斜槽的通道；斜槽角度大于后螺杆螺纹的输送角，斜槽宽度和后螺杆螺槽宽度相同，斜槽深度同前螺杆螺槽深度一致；后混炼段采用同螺杆旋向相同的正向斜槽，前混炼段采用反向斜槽。本发明一种微发泡注射成型螺杆的后混炼段和前混炼段斜槽，斜槽深度可以根据加工材料特性改变，为保持聚合物熔体压力密度稳定，斜槽深度应同前螺杆螺槽深度相同。本发明一种微发泡注射成型螺杆的后混炼段和前混炼段斜槽，斜槽截面可以是圆柱形、圆锥形，或者前端是圆柱形后端是圆锥形。本发明一种微发泡注射成型螺杆的后混炼段和前混炼段斜槽，进出斜槽之间的凸棱表面可以是水平面，或者带有一定斜度的锥面，也可以是带有一定弧度曲面，还可以是高度逐渐变化的阶梯形面。本发明一种微发泡注射成型螺杆的前混炼段，还可以采用半圆键、花键、销钉和嵌件连接在后混炼段的前阶梯轴上。本发明一种微发泡注射成型螺杆的后混炼段和前混炼段，两者的排列顺序可以相反，即均相体系先经过反向斜槽后再经过正向斜槽，优选正向排列。本发明一种微发泡注射成型螺杆的后混炼段和前混炼段，后混炼段的长度应大于或者等于前混炼段的长度，混炼段的长度可以根据加工需要选择。由以上技术方案可知，本发明与现有技术相比，螺杆进气处增加止逆环，可以有效地避免熔体逆流堵塞气道，前混炼段和后混炼段采用方向相反的斜槽，增加了螺杆的混合均化能力；超临界气体进入机筒后在螺杆的剪切挤压作用下迅速分散到熔体中，超临界气体/熔体混合体系被分成若干股进入后混炼段的入料槽，随着螺杆的转动，超临界气体/熔体混合体系越过凸棱进入出料槽，在超临界气体/熔体混合体系翻越凸棱的过程中不断发生空间位置的变化，均化分散了熔体内的超临界气体；前混炼段采用反向斜槽，超临界气体 /熔体混合体系进入到前混炼段入料槽时改变了原来的运动方向，同时还要不断翻越凸棱流入出料槽，这两次运动方向的改变使超临界气体/熔体混合体系不断地产生速度和空间位置的变换，进一步的提高了超临界气体在熔体内的分散性，获得混合均勻的超临界气体/ 熔体均相体系；前螺杆使混合体系的压力速度逐渐稳定，保证了注射成型过程中超临界气体/熔体混合体系的定量定压。
图1是本发明一种微发泡注射成型专用螺杆的示意图。图2是图1所示本发明一种微发泡注射成型专用螺杆的A-A剖视图。图3是本发明一种微发泡注射成型专用螺杆的前混炼段示意图。图中，1-后螺杆，2-后定位环，3-后止逆环，4-后混炼段，5-前混炼段，6_前螺杆， 7-前定位环，8-前止逆环，9-螺杆头，11-后阶梯轴，12-后阶梯轴螺纹，13-平键，14-前阶梯轴，15-前阶梯轴螺纹，20-斜槽，21-进料槽，22-凸棱，23-出料槽。
具体实施例方式如图1所示，一种微发泡注射成型螺杆，主要由后螺杆1、后定位环2、后止逆环3、 后混炼段4、前混炼段5、前螺杆6、前定位环7、前止逆环8和螺杆头9组成；后螺杆1的尾部带有键槽，通过键槽和键安装在注射机上；后螺杆1的头部带有螺纹孔，后混炼段4的尾部带有后阶梯轴11，后阶梯轴11的端部带有后阶梯轴螺纹12，后定位环2和后止逆环3依次套在后混炼段4的后阶梯轴11上，后混炼段4通过后阶梯轴11连接在后螺杆1上；后混炼段4的头部带有前阶梯轴14，前阶梯轴14的端部带有前阶梯轴螺纹15，前螺杆6的尾部带有螺纹孔，前混炼段5通过平键13套在后混炼段4的前阶梯轴14上，后混炼段4通过前阶梯轴螺纹15连接在前螺杆6上，如图2所示；前螺杆6的头部带有螺纹孔，螺杆头9的尾部带有阶梯轴，轴的端部带有螺纹，前定位环7和前止逆环8依次套在螺杆头9阶梯轴上， 螺杆头9通过阶梯轴连接在前螺杆6上；后混炼段4和前混炼段5采用斜槽屏障，如图3所示，后混炼段4和前混炼段5的左右两端交替开出四个进料槽21和出料槽23，进料槽21和出料槽23之间的凸棱22小于混炼段直径；斜槽20角度大于前螺杆6和后螺杆1的螺纹输送角，斜槽20宽度和前螺杆6和后螺杆1的螺槽宽度相同，斜槽20深度同前螺杆6和后螺杆1 一致；后混炼段4同后螺杆1旋向相同，前混炼段5旋向相反。本发明的后混炼段4和前混炼段5斜槽20，斜槽20深度可以根据加工材料特性改变，为保持聚合物熔体压力密度稳定，斜槽20深度应同前螺杆6螺槽深度相同。本发明的后混炼段4和前混炼段5斜槽20，斜槽20可以使圆柱形、圆锥形，或者将两者配合使用，前端是圆柱形后端是圆锥形。本发明的前混炼段4，还可以采用半圆键、花键、销钉和嵌件连接在后混炼段4的前阶梯轴14上。本发明的后混炼段4和前混炼段5的斜槽20，进出斜槽20之间的凸棱22表面可以是水平面，或者带有一定斜度的锥面，也可以是带有一定弧度曲面，还可以是高度逐渐变化的阶梯形面。本发明的后混炼段4和前混炼段5，斜槽20方向可以互换，即来自后螺杆1的熔体先经过反向斜槽后经过正向斜槽。本发明的后混炼段4和前混炼段5，后混炼段4的长度应大于或者等于前混炼段5 的长度，混炼段的长度可以根据加工需要选择。工作时，聚合物固体颗粒在机筒加热和后螺杆1的剪切作用下熔融塑化，并稳定的向前输送，在后定位环2处通入超临界气体，由于气体的压力作用，后止逆环3向后运动封闭螺杆的输送通道，从而在后止逆环3前端形成密闭高压空间由于气体的压力作用，超临界气体/熔体混合体系进入后混炼段4后被分成若干股进入后混炼段4的入料槽21，如图3所示，随着螺杆的转动，超临界气体/熔体混合体系越过凸棱22进入出料槽23，前混炼段5采用反向斜槽，超临界气体/熔体混合体系进入到前混炼段5入料槽21时改变了原来的运动方向，同时不断还要翻越凸棱22进入出料槽23 ；前螺杆6使超临界气体/熔体混合体系的压力速度逐渐稳定，最后通过前定位环7、前止逆环8和螺杆头9，在注射机压力作用下注入模具中。
权利要求
1.一种微发泡注射成型螺杆，其特征在于主要由后螺杆、后定位环、后止逆环、后混炼段、前混炼段、前螺杆、前定位环、前止逆环和螺杆头组成；后螺杆的尾部带有键槽，后螺杆、后定位环、后止逆环、后混炼段、前混炼段、前螺杆、前定位环、前止逆环和螺杆头通过阶梯轴和螺纹依次连接；后混炼段和前混炼段采用斜槽屏障，后混炼段和前混炼段的左右两端交替开出四个进、出料槽，料槽之间的凸棱小于混炼段直径；后混炼段和前混炼段斜槽角度大于后螺杆螺纹的升角，斜槽宽度和同前螺杆螺槽宽度相同；其中后混炼段采用同螺杆旋向相同的正向斜槽，前混炼段采用反向斜槽。
2.根据权利要求1所述的一种微发泡注射成型螺杆，其特征在于所述的后混炼段和前混炼段斜槽，斜槽深度应同前螺杆螺槽深度相同。
3.根据权利要求1所述的一种微发泡注射成型螺杆，其特征在于所述的后混炼段和前混炼段斜槽，斜槽截面可以是圆柱形、圆锥形，或者前端是圆柱形后端是圆锥形。
4.根据权利要求1所述的一种微发泡注射成型螺杆，其特征在于所述的前混炼段，还可以采用半圆键、花键、销钉和嵌件连接在后混炼段的前阶梯轴上。
5.根据权利要求1所述的一种微发泡注射成型螺杆，其特征在于所述的后混炼段和前混炼段斜槽，进出斜槽之间的凸棱表面可以是水平面，或者带有一定斜度的锥面，也可以是带有一定弧度曲面，还可以是高度逐渐变化的阶梯形面。
6.根据权利要求1所述的一种微发泡注射成型螺杆，其特征在于所述的后混炼段和前混炼段斜槽，两者的排列顺序可以相反，即均相体系先经过反向斜槽后经过正向斜槽，优选正向排列。
7.根据权利要求1所述的一种微发泡注射成型螺杆，其特征在于所述的后混炼段和前混炼段斜槽，后混炼段的长度应大于或者等于前混炼段的长度，混炼段的长度可以根据加工需要选择。
全文摘要
本发明公开了一种微发泡注射成型螺杆，该螺杆主要由后螺杆、后定位环、后止逆环、后混炼段、前混炼段、前螺杆、前定位环、前止逆环和螺杆头组成；后混炼段和前混炼段采用斜槽屏障，混炼段的左右两端交替开出四个进、出料槽，进出斜槽之间的凸棱小于混炼段直径，其中后混炼段采用同螺杆旋向相同的正向斜槽，前混炼段采用反向斜槽。该螺杆能够大幅提高螺杆的混合均化效果，使超临界气体快速均匀分布在聚合物熔体中，形成稳定的聚合物熔体/超临界气体均相体系；同时由于在进气位置采用止逆，可以有效地防止熔体回流堵塞进气通道；这种新型的微发泡注射螺杆可以的广泛的应用于各种类型的微发泡注射机。
文档编号B29C45/60GK102205609SQ20111009728
公开日2011年10月5日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者丁玉梅, 杨卫民, 谢鹏程, 边智 申请人:北京化工大学