一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，包括：(1)将编织袋或薄膜或薄膜破碎后得丝状或膜状破碎料,用混合浸渍装置将增强用纤维和破碎料进行混合；(2)将混合料热压熔融、或挤出熔融物料模压、冷却得模压制品。本发明利用回收废料，原料环保且成本低，不产生二次污染，模压制品质量轻、强度高，可再次循环回收利用，在工业上有广泛用途，具有很高的经济和社会价值。
【专利说明】一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及编织袋或薄膜废料制备领域，特别是涉及一种编织袋或薄膜模压制品 的制备方法。
【背景技术】
[0002] 在热塑性复合材料的制造工艺中，无论是熔融浸渍法（干法）还是浆液浸渍法 (湿法）都是需要先将纤维开松成单纤维，再进入下一道工序，无论是玻璃纤维、还是化纤 或棉麻纤维都是束状的，一束纤维里面有成百上千根单纤维，这种束状纤维成束的原因有 天然的比如棉麻、有人为制造的比如化纤和玻璃纤维，无论哪种纤维，单纤维与单纤维之间 结合是紧而不死，有外力作用就可以打开。
[0003] 现在常用的混合机只有下边或两侧的转刀对束状纤维进行打散，由于转刀数量较 少，使每一束纤维束接触到转刀的几率相对也少，而且转刀运动方向单独是一种垂直与料 筒壁，对于平行于料筒壁的纤维束起到的作用很小，不能有效对纤维束进行打散，所以需要 效果更好的混合机来代替。
[0004] 目前还没有发现有实用价值和工业应用前景的混合浸渍装置在热塑性复合材料 的制造工艺中使用，并且整个工艺简单，成本低，可生产高强度的模压制品。
【发明内容】
[0005] 本发明的一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，利用回收废料，原料环保且成 本低，不产生二次污染，模压制品质量轻、强度高，可再次循环回收利用，在工业上有广泛用 途，具有很高的经济和社会价值。
[0006] 本发明的一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，包括：
[0007] (1)将编织袋或薄膜破碎后得破碎料，破碎料成膜状或丝状；然后用混合浸渍装 置将增强用纤维和破碎料进行混合，得到混合料，混合后堆积密度为20-70公斤/立方；
[0008] (2)将混合好的混合料按制品重量称重后平铺在加热熔融模压模具中，再将模具 放入加热熔融多层模压装置中加热至热塑性树脂的熔点温度；然后将加热好的熔融物料投 入压机模具中模压成型、得到模压制品；
[0009] 或者将上述破碎料投入挤出螺杆中挤出熔融物料；然后将熔融物料通过挤出口模 后，直接成型或投入压机模具中模压成型，得到模压制品。
[0010] 所述步骤（1)中的编织袋或薄膜为PP、PE、PVC、PET、PA等。
[0011] 所述步骤（1)中的混合浸渍装置的结构为：包括外筒、飞刀组件和搅拌轴，所述的 外筒的中部横向布置有搅拌轴，所述的搅拌轴上均匀布置有若干个桨叶组，每个桨叶组由 沿着搅拌轴圆周面均匀布置的伸出桨叶组成，每个伸出桨叶与外筒的内侧壁紧贴，所述的 外筒的内侧面上与其垂直均匀布置有飞刀组件。
[0012] 作为所述的浸渍装置的一种补充，所述的飞刀组件的转轴上均匀排列有若干组沿 着转轴圆周面均匀布置的飞刀，每组飞刀的数量为4-6个，不同组的飞刀的长度不一致，为 了能够充分在不同的位置对纤维进行打击。
[0013] 作为所述的浸渍装置的一种优选，所述的伸出桨叶与搅拌轴的中心线垂直或者呈 45°夹角布置，为的是使伸出桨叶的搅拌范围更大，更容易将纤维翻起。
[0014] 作为所述的浸渍装置的另一种优选，所述的飞刀组件上的每组飞刀组成的圆周切 割面与转轴垂直或者呈45°夹角布置，同理，也是为了使飞刀组件的转动增大，打击到纤维 的机率更加高。
[0015] 作为所述的浸渍装置的一种补充，所述的飞刀组件的高度小于伸出桨叶一端的桨 叶的高度，这种结构使伸出桨叶翻起的纤维始终在飞刀组件的转动范围内，有利于打击分 散。
[0016] 所述的飞刀组件通过安装在外筒外侧的电机驱动，电机可以是伺服电机，便于对 飞刀组件的转速进行控制。
[0017] 所述的外筒的上端布置有圆弧阀门，该圆弧阀门为手动开启或者气动开启，该圆 弧阀门嵌入外筒并与外筒内壁齐平，防止外筒内的纤维飞散外。
[0018] 多角度多位置的飞刀布置增加了飞刀的数量，加大了飞刀与纤维束接触的几率。
[0019] 本发明充分利用对流混合原理，即利用物料在混合装置内的上抛运动形成流动 层，产生瞬间失重，使之达到最佳混合状态。在流动层领域中，物料以一定圆周速度克服离 心力，物料在特定的重叠叶片作用下，进行轴向移动，实现在全方位范围内进行混合，形成 随机的最佳运动状态。在具有一定圆周速度的混合室内形成流动层，层内的物料在对流混 合原理的作用下进行混合，并在瞬间处于失重状态，因而得到均匀混合物。
[0020] 纤维分散的原理是2个以上不同方向的力量作用在纤维束上，使纤维束松动并打 开成单纤维，这种力量或可称为剪切力，这些剪切力量的速度越快、力量越大，同样速度的 话，距离越远、力量越大，不断重复剪切力作用到纤维束，纤维束就被剪切为单纤维了。
[0021] 在桨叶的设置和选择方面，浆叶的角度决定翻动方向，必须满足1个条件，就是要 把物料往飞刀上抛。常用的有桨叶结构优选平板式，因为平板式桨叶翻动物料往两边抛撒， 物料抛撒到飞刀的距离适中，二种物体接近速度也比较快，击打所产生的剪切力足够大，纤 维分散效果比较好。
[0022] 另外，浆叶尺寸大小决定抛撒物料的多少，浆叶宽度设计尽可能覆盖筒壁，这样漏 翻的物料少、混合也均匀，浆叶高度要高于飞刀组的高度，这样设计是给飞刀创造一个飞速 击打物料的空间，不让物料停留在飞刀附近，因为离飞刀越近，分散效果越差。
[0023] 所述呈一定角度的浆叶旋转使纤维和粉体在筒体内呈径向、轴向、环向复合循环 流动的翻转和抛撒，同时安装四周的高速旋转的飞刀使纤维和粉体一次次快速地击打而产 生剪切力将纤维束分散，而纤维与粉体因材料极性不同又产生相互吸引的正负电荷并彼此 粘附在一起，实现聚合物基体粉末与纤维的充分混合。
[0024] 所述步骤（2)中的加热熔融模压模具的结构为：包括金属定型框和脱模布，所述 的金属定型框放置在下支撑板的上端，所述的金属定型框与下支撑板之间夹放有下脱模 布，所述的金属定型框的内框区域放置有热塑性复合材料坯料，该热塑性复合材料坯料的 上端覆盖有上脱模布，所述的下脱模布和上脱模布的面积大于金属定型框围成的区域面 积。
[0025] 所述金属定型框的厚度在4mm-20mm之间，这个尺寸的高度使热塑性复合材料述 料不会从上脱模布与金属定型框之间的间隙被挤出，也保证了热塑性复合材料坯料能充分 受到模压机的压力和均匀受热。
[0026] 所述下支撑板为长方形金属薄板，其沿着长边安装有拉手，拉手是工人不用直接 接触高温的金属定型框和下支撑板就可以将热塑性复合材料坯料轻松从模压机中取出。
[0027] 所述上脱模布和下脱模布是不粘热料的特氟龙布，使脱模的时候热塑性复合材料 坯料不会粘在上脱模布和下脱模布上。
[0028] 所述步骤（2)中的加热熔融多层模压装置的结构为：包括加热压机，所述的加热 压机包括机架和升降加工平台，所述机架成"门"字形，所述机架"门"字形结构内装有若干 平行布置的加热板，所述机架上对应每块加热板布置有上下调节控制装置，所述加热板内 设置有加热装置，所述机架的前后两侧均布置有升降加工平台，该所述加热板之间放置有 模压模具。
[0029] 所述的升降加工平台的上端均匀安装有与加热板的长边平行的滚辊。
[0030] 所述的滚辊的两端布置有供人员站立的站立架。
[0031] 所述金属定型框的厚度在4mm-20mm之间，这个尺寸的高度使热塑性复合材料述 料不会从上脱模布与金属定型框之间的间隙被挤出，也保证了热塑性复合材料坯料能充分 受到模压机的压力和均匀受热。
[0032] 所述下支撑板为长方形金属薄板，其沿着长边安装有拉手，拉手是工人不用直接 接触高温的金属定型框和下支撑板就可以将热塑性复合材料坯料轻松从模压机中取出。
[0033] 所述机架内至少装有3块平行布置的加热板。
[0034] 所述的加热板中相邻的两块之间打开时的最大行程是250mm。
[0035] 所述上下调节控制装置独立控制对应的加热板的打开和闭合。每一层独立控制开 闭是为了将物料加热到熔融状态的那一层单独开启以便取出物料和投入坯料，而没到开启 时间的其他热压层保持热压状态。
[0036] 所述步骤（2)中的折叠具体为将加热好的熔融物料四周往里折叠成比产品模具 小的尺寸。由于加热时四周物料相对于中部物料温度低，为加热均匀需要将四周的物料折 叠至中部再模压才能得到性能良好的产品。
[0037] 所述挤出螺杆，在加料段、挤出行程段和排气段上设置有螺棱，所述的加料段与挤 出行程段相连，所述的排气段布置在挤出行程段中部，所述的加料段和挤出行程段上的螺 棱宽度与螺槽宽度的比值的变化范围为〇. 24-0. 62,整根螺杆的螺槽宽度之和是螺槽深度 之和的1. 2倍以上，所述的加料段的最大螺槽的体积和其他段最小螺槽体积之比为1. 8:1， 所述的挤出行程段中布置有塑化混炼段，该塑化混炼段的长度少于整根螺杆长度的10%。
[0038] 传统的异向锥形双螺杆主要用于型材和管材等制品的挤出，因其需要将物料在稳 定的高压力条件下挤出，所以螺杆的导程通常设计得较小，同时螺纹数量多，剪切强，但是 极大地限制了螺杆的有效容积，进而限制挤出产量。对于GMT材料而言，螺纹多意味着螺槽 的容积受到限制，进而影响到产量的提升，同时螺槽容积过小带来的压力过大、剪切过强将 影响到纤维的长度，降低制品性能，所以将加料段和挤出行程段上的螺棱宽度与螺槽宽度 的比值的变化范围为〇. 24-0. 62,且螺槽宽度之和占整根螺杆长度的66%?75%，螺槽的 容积得到很大扩展，挤出压力适当降低，物料内部因压力带来的层流和剪切减小，纤维的长 度得到了保留。
[0039] 整根螺杆的螺槽宽度之和是螺槽深度之和的1. 2倍以上，使材料所受到的剪切 小，特别是加料段采用宽螺槽、深螺槽以便堆积密度在〇. 3吨/立方米以下的材料的喂入， 而传统锥形双螺杆则相反，一般是槽深之和大于槽宽之和、螺纹数量多，剪切强。
[0040] 在传统的锥形双螺杆的设计中，喂料段螺槽的容积是中间阻流段螺槽的最小容 积的3倍，压缩比例达到1:3左右，较大的压缩比有利于建立较高的挤出压力，但是料流内 部会带来强烈的层流，导致料流内部剪切很大，玻纤的长度遭到破坏，进而影响到制品的质 量。在本专利所述的螺杆的实际的生产使用中，主要依靠下游压机来保证制品的致密性，所 以在挤出机中，将加料段的最大螺槽的体积和其他段最小螺槽体积之比为1. 8:1，从而有效 控制料流内部的剪切，较小的压缩是减少了材料之间的内摩擦，以尽量保留纤维强度，达到 了尽量保留玻纤长度的目的，保证制品的力学性能。
[0041] 传统螺杆在加工过程中，物料塑化的能量来自于主电机的机械能转化和机筒传热 能量。这就需要在螺杆上设置限流段（如锥形双螺杆的小导程螺纹、平行双螺杆的反旋元 件、单螺杆的主/副螺纹段、屏障头和销钉混合段等），塑化混炼的组件都具有较强的剪切 功能，在塑化混炼的同时会加大料流内部的压力，增强物料内部的层流，剪断玻纤。在由本 专利申请的螺杆组成的锥形双螺杆中，起限流作用的小导程螺纹由传统螺纹的10个导程 缩小到2 - 3个导程，在本专利申请的挤出单螺杆中，所述的挤出行程段中布置的塑化混炼 段的长度少于整根螺杆长度的10 %，并且该塑化混炼段是分散的分布在挤出行程段中或者 是集中分布在挤出行程段上的任何位置。
[0042] 所述的挤出螺杆为平螺杆或者锥形螺杆，两根并排布置且螺纹方向相反的螺杆就 可以组成平行双螺杆或者锥形双螺杆，增强挤出效果。
[0043] 所述的挤出行程段上靠近排气段的位置上的若干个螺棱导程中均沿着圆周布置 有一圈销钉，物料在流经销钉段的时候，会被分成很多股，而接下来在流经第二个销钉段的 时候，又会经历一次被分开的情况，从而造成多次的分流与混合，这样有利于加大已经熔融 的物料与未熔融的颗粒的接触面积，改善传热，改善物料的均匀性。同时适当匹配螺杆转 速，控制物料的停留时间，保证物料的熔融。
[0044] 进一步的，所述的螺棱导程中的销钉围成的圈与螺杆的横截面平行布置或者与螺 棱平行布置，两种布置方式都可以，根据实际需要进行选择。
[0045] 所述的排气段的直径小于挤出行程段的直径，增加与物料接触的表面积，考虑到 原料来源较复杂，原料内部水分含量较多，因此辅以真空排气，抽除原料中水分，该排气段 上布置有双头螺纹，其目的是扩大物料的表面积，增加材料内部气体排出的可能。该段基本 不影响塑化效果，剪切力也更弱。材料中的水分大部分在这里排出。
[0046] 有益效果
[0047] 本发明工艺简便，节能环保，其制备的模压制品在工业上有广泛用途。
[0048] (1)本发明制备的砖机托板，具有质量轻、强度高，耐磨，使用寿命长等特点。与密 度1800kg/立方米的高分子PVC托板相比，砖机托板的密度为1200kg/立方米，减轻重量约 35%。同样尺寸如850mm*680mm*18mm的托板，PVC托板为18kg/张，而本发明托板为12kg/ 张。本托板耐候性好：在零下20度时，托板强度变化小，而PVC托板在零度以下时变脆，容 易断裂，损耗大。本发明托板无缺口冲击强度大于25MJ/m 2，PVC托板的冲击强度约为20MJ/ m2。所以本发明托板的使用寿命较PVC托板增加三分之一以上。
[0049] (2)本发明制备的建筑模板，具有质量轻、强度高、耐磨、使用寿命长等特点，一般 周转使用次数在30次以上，而胶合板建筑模板只能周转5-6次，发泡PVC建筑模板只能周 转10次左右。平整光洁，模板拼接严密平整，脱模后混凝土结构表面度、光洁度均超过现有 清水模板的技术要求，不须二次抹灰，省工省料。轻便易装。重量轻，工艺适应性强，可以 锯、刨、钻、钉，可随意组成任何几何形状，满足各种形状建筑支模需要。脱模简便。混凝土 不沾板面，无需脱模剂，轻松脱模，容易清灰。稳定耐候。机械强度高，在-20°C至60°C气温 条件下，不收缩，不湿胀、不开裂、不变形、尺寸稳定、耐碱防腐、阻燃防水，拒鼠防虫，利于养 护。模板不吸水，不用特殊养护或保管。可变性强。种类、形状、规格可根据建筑工程要求 定制。低成本。周转次数多，平面模不低于30次，柱梁模不低于40次，节能环保。边角料 和废旧模板全部可以回收再造。
[0050] (3)本发明制备的漏粪板，强度可以和BMC玻璃钢相当，具有抗腐蚀，抗老化，冬暖 夏凉，导热系数低；利于猪生长发育，外表美观等优点。平整光滑，抗酸碱度。不伤脚、不伤 奶头、重量轻、安装方便。自清洁功能，即不粘粪便，易清洗，长期使用过程中不会有细菌产 生。可回收再利用。
[0051] (4)本发明还可以生产很多种类的模压产品，如沟盖板、托盘、垫仓板等模压制品。
【专利附图】
【附图说明】
[0052] 图1为本发明的工艺流程图；
[0053] 图2为本发明的混合浸渍装置的结构示意图；
[0054] 图3为本发明的加热熔融多层模压装置的结构示意图；
[0055] 图4为本发明的加热熔融多层模压装置未工作时的示意图；
[0056] 图5为本发明的模压模具的示意图；
[0057] 图6为本发明的金属定型框的结构示意图；
[0058] 图7为本发明的下支撑板的结构示意图；
[0059] 图8为本发明的挤出螺杆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0060] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0061] 实施例1
[0062] (1)将编织袋或薄膜破碎后得破碎料，破碎料成膜状或丝状；然后用混合浸渍装 置将增强用纤维和破碎料进行混合，得到混合料，混合后堆积密度为70公斤/立方；
[0063] (2)将混合好的物料称重17. 5公斤均匀地平铺在模压模具（下板：3_不锈钢板； 下脱模布：〇. 65mm厚特氟龙布；铁框：长度1900mm*宽度800*高度8mm ;上脱模布：0. 65mm 厚特氟龙布）中，如图3和4所示。
[0064] (3)再将模具放入加热熔融多层模压装置（如图3所示）中加热约10分钟，使物 料温度达到220°C，开启加热压机，揭开上下脱模布、移开模具、将加热熔融的物料四周往里 折叠至小于模具尺寸，然后将物料投入850*850*20mm的模具中、闭合模压机模压成型、冷 却定型。
[0065]
【权利要求】
1. 一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，包括： (1) 将编织袋或薄膜破碎后得丝状或膜状破碎料，然后用混合浸渍装置将破碎料和增 强用纤维进行混合，得到混合料； (2) 将混合好的混合料按制品重量称重后平铺在加热熔融模压模具中，再将模具放入 加热熔融多层模压装置中加热至热塑性树脂的熔点温度；然后将加热好的熔融物料投入压 机模具中模压成型、得到模压制品； 或者将上述破碎料投入挤出螺杆中挤出熔融物料；然后将熔融物料通过挤出口模后， 直接成型或投入压机模具中模压成型，得到模压制品。
2. 根据权利要求1所述的一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，其特征在于：所述 步骤（1)中的编织袋或薄膜为热塑性树脂PP、PE、PVC、PET或PA。
3. 根据权利要求1所述的一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，其特征在于：所述 步骤（1)中的增强用纤维为玻璃纤维、植物纤维、化纤。
4. 根据权利要求1所述的一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，其特征在于：所述 步骤（1)中的纤维混合浸渍装置的结构为：包括外筒（1)、飞刀组件（2)和搅拌轴（3)，所述 的外筒（1)的中部横向布置有搅拌轴（3)，所述的搅拌轴（3)上均匀布置有若干个桨叶组 (5)，每个桨叶组（5)由沿着搅拌轴（3)圆周面均匀布置的伸出桨叶（4)组成，每个伸出桨 叶（4)与外筒（1)的内侧壁紧贴，所述的外筒（1)的内侧面上与其垂直均匀布置有飞刀组 件⑵。
5. 根据权利要求1所述的一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，其特征在于：所述 步骤（2)中的加热熔融模压模具的结构为：包括金属定型框（3)和脱模布，所述的金属定型 框（3)放置在下支撑板（2)的上端，所述的金属定型框（3)与下支撑板（2)之间夹放有下 脱模布（4)，所述的金属定型框（3)的内框区域放置有热塑性复合材料坯料（6)，该热塑性 复合材料坯料（6)的上端覆盖有上脱模布（1)，所述的下脱模布（4)和上脱模布（1)的面积 大于金属定型框（3)围成的区域面积。
6. 根据权利要求1所述的一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，其特征在于：所述 步骤（2)中的加热熔融多层模压装置的结构为：包括加热压机，所述的加热压机包括机架 (1)和升降加工平台（2)，所述机架（1)成"门"字形，所述机架（1) "门"字形结构内装有若 干平行布置的加热板（3)，所述机架（1)上对应每块加热板（3)布置有上下调节控制装置， 所述加热板（3)内设置有加热装置，所述机架（1)的前后两侧均布置有升降加工平台（2)， 该所述加热板（3)之间放置有模压模具。
7. 根据权利要求1所述的一种编织袋或薄膜模压制品的制备方法，其特征在于：所述 步骤（2)中的挤出螺杆的结构为：在加料段（C)、挤出行程段（A)和排气段（B)上设置有螺 棱；所述的加料段（C)与挤出行程段（A)相连，所述的排气段（B)布置在挤出行程段（A) 中部，所述的加料段（C)和挤出行程段（A)上的螺棱宽度与螺槽宽度的比值的变化范围为 0.24-0. 62,整根螺杆的螺槽宽度之和是螺槽深度之和的1.2倍以上，所述的加料段（C)的 最大螺槽的体积和其他段最小螺槽体积之比为1.8:1，所述的挤出行程段（A)中布置有塑 化混炼段，该塑化混炼段的长度少于整根螺杆长度的10%。
【文档编号】B29B15/12GK104249425SQ201410386261
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】金一平, 陈子蛟, 程太品, 雷飞, 夏洪涛 申请人:宁波华业材料科技有限公司