一种用于注射薄塑料部件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及塑料注射技术领域，具体地用于制造用于机动车辆的光学器件的塑料 部件。
【背景技术】
[0002] 现有技术已知一种注射塑料制品的单元，其具有包括材料入口和出口的注射筒以 及容纳在该注射筒中的往复螺杆。这种螺杆为蜗杆类型的螺杆，用于混合塑料并用于从材 料入口向材料出口传送塑料，然后将塑料注射入模具。
[0003] 塑料以塑料料粒的形式加入注射单元。术语"料粒"的含义是尺寸大于约0. 5mm的 元件，优选地大于1mm，更优选地甚至等于约2mm。
[0004] 添加剂，例如染料、增塑剂等，也可加入该装置。
[0005] 然而，人们越来越多地力图降低用于生产给定部件的塑料的量，并由此以降低生 产成本和部件的重量，而保持部件良好的机械性能。
[0006] 然而，当期望降低部件的壁的厚度时，要求材料所注射入的模具的腔更薄。然而这 种更薄的腔对熔融塑料的流动形成更大的阻力。这需要更大的注射压力，导致需要更大功 率并通常更大的注射单元。
[0007] 为了避免增加给定注射单元的压力，可以降低所注射塑料的粘性。然而，注射期间 粘性的降低常常以一旦冷却后部件的机械性能损失为代价。
[0008] 可以想象采用多点注射将塑料注入模具，而不改变所注射塑料的粘性。然而，这种 方法将导致形成使部件变弱的线，被称为熔接线。此外，这些熔接线从美观角度常常不可接 受。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提出一种用于注射塑料部件的方法，能够生产壁厚降低并保持良 好机械性能的塑料部件。
[0010] 为此目的，本发明的一个主题是一种利用注射单元单元注射塑料部件的方法，注 射单元包括材料入口、朝向模具的材料出口和用于在材料入口和材料出口之间传送材料的 装置，所述方法包括下述步骤：
[0011] -产生混合物，混合物包括热塑性聚合物料粒和过氧化物料粒，混合物包括重量比 0.5% -10 %的过氧化物；
[0012] -将混合物加入塑料注射单元的入口；
[0013] -在注射单元内传送混合物，同时在混合物在注射单元内的移动期间渐渐提高混 合物的温度，温度增长使得在混合物离开注射单元之前至少重量比90%的过氧化物被分 解；
[0014] -通过注射单元的出口将混合物注射入模具。
[0015] 由于本发明的方法，以料粒形式加入到注射单元内的过氧化物和塑料相互反应。
[0016] 通过在混合物在注射单元内的移动期间使混合物的温度逐渐升高，在注射单元 内，该单元的入口和出口之间，形成温度梯度；这也被称作温度曲线或热曲线。在本实例中， 在注射单元的入口和出口之间，温度曲线是上升的。
[0017] 选定热曲线起点的温度使在注射单元内过氧化物和塑料的相互反应能够尽快开 始，以便在注射单元传送装置内尽快引起相互反应和分配不均匀的混合物的效应，例如蜗 杆的行程。
[0018] 然而，考虑混合物中过氧化物的量、料粒的尺寸和温度曲线，在注射单元中获得的 混合物在物理上是不均匀的，也就是说，不是所有的塑料都与过氧化物反应：只有在过氧化 物和塑料之间直接接触的区域进行两种复合物之间的反应。因此，在注射单元的出口，仍有 一部分塑料未与过氧化物接触。因此，与过氧化物反应的部分塑料和未与过氧化物接触的 部分塑料具有不同的物理特性。
[0019] 注射单元通常被分为三个连续的区域：与材料入口邻近的进料区、受压区和与材 料出口邻近的均化区。
[0020] 在进料区，更多的流体相被形成，小批量地出现在混合物中。这些更多的流体相主 要由塑料和已经在表面与塑料料粒通过破坏聚合物链而反应的过氧化物形成，例如通过聚 合物的中间，具体地通过β裂解反应来实现。该相比由还未与过氧化物反应的塑料形成的 相更加流体化。
[0021] 此后，沿着螺杆对混合物的传送（也称作运输）和混合导致更多的流体相的剪切 扩散以及还未与塑料反应的过氧化物的分布。这样，还未反应的过氧化物将与更多的塑料 接触，并与其反应，增加了更多的流体相的量。同时，这些更多的流体相趋于覆盖还未与过 氧化物接触的塑料。
[0022] 通过在塑料料粒之间形成粘性比塑料的粘性低的膜，过氧化物与部分塑料的反应 降低了混合物的粘性。该膜对应于更多的流体相。在将混合物注射入模具期间，该膜将在模 具内充当润滑剂。因此混合物可被注射入模具中，以形成厚度减小的部件，例如小于2_的 部件，而不必在将混合物注射入模具期间施加非常高的压力。而且，因为混合物更流体化， 因此可更容易地填入模具的腔内。
[0023] 然而，由于不是所有的塑料都与过氧化物反应，注射后的部件与那些没有添加过 氧化物的部件保持相似的机械性能，或者甚至相同的机械性能。
[0024] 实际上，由于混合物的不均匀性，冷却后的混合物的机械性能不像均匀混合物那 样与粘性降低成比例地降低。
[0025] 在注射之后，在塑料部件的冷却期间，分解的过氧化物继续与聚合物链反应，并在 链之间形成交联，这也使改进一旦冷却后的部件的机械性能成为可能。
[0026] 这样，通过与塑料注射领域通常的实践相反，也就是说寻找尽可能均匀的混合物 的实践，本发明的方法能够以标准的注射单元生产薄的塑料部件，其机械性能在注射并冷 却后不会明显降低或根本不降低，其具有均匀的表面外观。
[0027] 而且，注射方法可包括一个或更多个下面的单独的或组合的特征：
[0028] -塑料和过氧化物料粒的尺寸相近。这样发生在不同尺寸的料粒中的两种复合物 的分离现象可以被削弱。而且，混合物的分布得以保持，而没有由于重力或静电力产生的不 同性质的料粒之间的分离。
[0029] -料粒的尺寸大于0· 5mm，优选大于1mm，更优选等于约2mm。因此能够使用标准尺 寸的料粒进行塑料注射。由此，该方法不会产生与特殊尺寸的料粒相关的额外的花费。
[0030] -混合物包括重量比0. 5% -5%的过氧化物。混合物粘性的降低进一步是有利的， 获得了聚合物机械性能的保持。例如，为了生产机动车辆前照灯外壳，可以使用包含重量比 1% -1. 5%的过氧化物的混合物。
[0031] -用于在注射单元内传送混合物的装置包括蜗杆。这样使用包括简单并有效的传 送装置的标准的注射单元。用于传送混合物的这些装置也是用于在注射单元内混合混合物 的装置。
[0032] -在混合物离开注射单元之前，至少重量比95%的，优选至少重量比98%的过氧 化物被分解。这样改善了本方法的效率，并且过氧化物的量可有利地降低。由此，在注射单 元内过氧化物和塑料之间的相互反应完全被启动。
[0033] -注射单元包括至少两个用于加热容纳在注射单元内的混合物的加热带，在第一 加热带和塑料离开注射单元的出口之间，温度上升20°C-6(TC，其中第一加热带定位在接 近塑料进入注射单元的入口的位置。例如通过注射单元的加热带施加的温度曲线为范围从 200°C -225°C的上升的温度曲线。由于这种温度上升，在注射单元中获得不均匀的混合物。
[0034] -混合物进入和离开注射单元的时间间隔为小于15分钟，优选地小于10分钟。过 氧化物可以分解并与塑料反应，以降低注射单元内混合物的粘性。
[0035] -塑料选自聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯。这 些塑料是经常使用的，尤其是用于生产机动车辆的部件。
[0036] -过氧化物选自十小时半衰期温度大于或等于90°C，优选大于或等于IKTC的过 氧化物。根据所使用的塑料选择十小时半衰期温度。在具有半衰期温度大于90°C的过氧化 物之中，可以为叔烷基过氧化酯、二-(叔烷基）过氧缩酮和二-叔烷基过氧化酯。十小时 半衰期温度含义是在该温度下十小时后50%的过氧化物被分解。
[0037] -混合物还包括塑料增强物，例如滑石或玻璃纤维。增强物使得能够增强成形部件 的机械性能。
[0038] 本发明的另一个主题