一种热塑性塑料薄壁熔体连续直接模压成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种塑料成型加工的方法，具体提供一种热塑性塑料薄壁熔体连续直接模压成型的方法。
【背景技术】
[0002]薄壁塑料制品被广泛应用于包装、装饰、灯饰、广告、容器等领域，覆盖我们的生活、工作、家居的各个方面。薄壁塑料制品与传统的塑料制品一样，就其使用的原材料而言，可分为薄壁热塑性塑料制品和薄壁热固性塑料制品。但是，薄壁塑料制品的加工生产受材料、设备、工艺的影响，并不是现有的塑料加工生产方式都适合薄壁塑料制品的生产，目前能实现薄壁塑料制品生产的加工方式，就有注射成型、吹塑成型、吸塑成型、压制成型等几种方法，但以上的几种加工方式在实现薄壁塑料制品的生产都存在很大的局限性，下面我们逐一来进行分析。
[0003]注射成型又称注射模塑成型，它是一种注射兼模塑的成型方法。注射成型是指塑料原料经过加热和剪切熔融成为熔体，在注射机的压力作用下将塑料熔体注入模腔模具内并充满整个模腔，然后通过塑料熔体和模具的热交换将塑料熔体冷却定型而得到与设计模腔一样的制品。注射成型几乎适用于所有的热塑性塑料。注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，注射成型的成型周期短(几秒到几分钟)，成型制品质量可由几克到几十千克，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制品，注射成型加工操作还可实现自动化。因此，该方法适应性强，生产效率高。是塑料制品加工的重要加工方式之一。
[0004]但是，对于薄壁塑料制品的生产注射成型就有很大的局限性，从注射成型的工作原理我们知道，熔融的塑料熔体从浇口经模腔充满到模腔的每一个部分，如果制品的壁厚很薄，也就是模腔的间隙很小，因为阻力和冷却的原因，则塑料熔体很难到达并充满整个模腔，同时塑料熔体本身的流动性不好，也会产生很大的阻力也很难到达并充满模腔，还会造成塑料熔体过热出现烧料现象，因此，注射成型只有在塑料材料本身的流动性非常好，稳定性非常好，且模具加热的情况下才能实现不太薄壁塑料制品的生产。
[0005]吹塑加工也称中空吹塑，是一种发展迅速的塑料加工方法。是指热塑性塑料原料经过加热和剪切熔融成为熔体，经过管胚模具成型为管状的熔体管坯，把熔体管胚置于对开模中，闭模后立即在熔体管胚内通入压缩空气，使熔体管胚吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。近几年来吹塑技术得到了广泛应用和发展，中空容器的体积可达数千升，有的生产已采用了计算机控制。适用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等。与注射成型相比，吹塑加工设备造价较低，适应性较强，可成型性能好、薄壁复杂形状的制品。
[0006]虽然吹塑加工可以加工热塑性塑料薄壁复杂形状的制品，但是制品仅限于封闭形状的容器类制品，无法进行非封闭开口制品的成型，而且模具只有凹模没有凸模，是靠在封闭的熔体管胚内通入压缩空气使熔体管胚吹胀而紧贴在凹模内壁上成型，压缩空气由于形成压力的原理和空气介质的可压缩性原因，无法形成足够大的成型压力，因此复杂形状的制品在尺寸变化和形状变化的过渡处无法形成清晰的棱角，也无法进行尺寸变化大的拉伸成型，因此，对于薄壁塑料制品的生产吹塑加工也存在很大的局限性。
[0007]吸塑成型是一种塑料真空成型的方法，它是把热塑性塑料板或片材沿着凹模周边非模腔部分进行固定，然后用辐射加热的方法对板材或片材进行加热，当板材和片材被加热到塑料软化温度后，对塑料板材或片材在模具型腔的中心位置进行吹气，使之在模具型腔内形成一个中空的凹陷，再用真空栗通过抽真空的方法将板材和模具之间的空气抽掉，借助真空栗的负压使板材或片材紧贴在模具上而冷却成型，最后借助吹入压缩空气或顶出机构使薄壁制品板胚从模具模腔中脱出，再经过裁切得到薄壁形状的制品。
[0008]吸塑加工本身就是对热塑性塑料薄板和片材进行复杂形状的加工，但是和吹塑加工一样，模具只有凹模没有凸模，是靠在封闭的塑料软化板胚或片材与模腔之间，用真空栗抽去塑料软化板胚或片材与模腔之间的空气，负压使板材或片材紧贴在模具上而冷却成型，真空负压由于形成压力的原理和空气介质的可稀释性原因，无法形成足够大的成型负压，因此塑料软化板胚或片材在尺寸变化和形状变化的过渡处无法形成清晰的复杂形状。因此，吸塑加工难于实现薄壁塑料制品的造型加工。
[0009]压制成型是将塑料、填充、碎肩或纤维预浸料等按照配方比例混合好，然后把混合料按照设定的重量置于阴模型腔内，合上阳模，借助压力和热量作用，使混合料熔化并充满型腔，在经过预定时间的保压后使其固化，冷却后脱模形成与型腔相同的制品。压制成型工艺适用于热固性塑料，如酚醛、脲醛、环氧塑料、不饱和聚酯、氨基塑料、聚酰亚胺、有机硅等，以及某些热塑性塑料制品的加工生产。压制成型工艺的主要优点有产品尺寸精度高、表面光洁、无需二次修饰等，能一次成型结构复杂的制品。压制成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，生产加工时间长，效率低，还有受压力机限制，压制成型加工适合于批量生产中小型复合材料制品。
[0010]对于薄壁复杂形状的制品，压制成型加工受到了很大的限制。首先，压制成型加工使用的材料大都是热固性塑料，热固性塑料制品硬而脆，缺乏韧性，尤其是薄壁结构设计，轻微的碰撞就出现了断裂。其次，在压制成型加工过程中，塑料混合料在模腔内几乎没有熔融的流动，薄壁狭小的模腔往往无法充满，无法成型复杂的形状。
【发明内容】
[0011]为解决上述问题，本发明提供一种热塑性塑料薄壁熔体连续直接模压成型方法，本发明采用的材料是由热塑性塑料、木粉、填充料、导热材料和助剂等组成的复合材料，这种复合材料经过板材挤出机热传导和剪切形成熔体，熔体经过衣架式板材模具形成薄壁宽幅的熔体板胚，然后在薄壁宽幅的熔体板胚的基础上通过压力装置模压成型的。与注射成型相比，这种复合材料形成薄壁宽幅的熔体板胚，比这种复合材料的熔体从浇口经薄壁的模腔充满到模腔的每一个部分，要容易得多，也就是说这种新加工方法对材料的流动性、稳定性比注射成型要低，使得复合材料在薄壁宽幅复杂形状制品中实现了应用，复合材料的应用将大大降低薄壁宽幅制品的成本。
[0012]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种热塑性塑料薄壁熔体连续直接模压成型方法，包括连续不间断循环进行的以下步骤: a.将热塑性塑料50%、木粉15%、填充料15%、导热材料10%、助剂10%的重量组分，放入高速混合机中制成混合料；
b.将步骤a中的混合料放到造粒机制成颗粒；
c.将步骤b中的颗粒投放到板材挤出机经过热传导和剪切形成熔体；
d.将步骤c中的熔体经过板材模具形成熔体板胚；
e.将步骤d中熔融板坯经过压力装置上的模具压制成制品板胚；
f.将步骤e中的制品板坯通过板材牵引机牵引至裁切机裁切后分离，得到成品。
[0013]所述的新加工方法的材料配方中含有化学发泡剂，在热和剪切力的作用下，化学发泡剂会释放出大量的气体，气体因为熔体的弹性而形成了许多微小的闭孔气泡，这些闭孔的气泡形成了断面为蜂窝网状的结构，得到密度小、刚性好、强度大的轻质材料。
[0014]所述的新加工方法是薄壁熔体板胚在熔融状态下，由压力装置压力的作用成型，加上闭孔气泡向外膨胀与压力装置压力方向对冲，板胚在双重压力的作用下将充满模具的型腔，并迅速完成成型和冷却过程，把气泡封闭在熔体内，得到表面硬度高、尺寸精确、形状饱满、棱角分明的制品。
[0015]所述的新加工方法的薄壁熔体板胚以平板的方式覆盖模具的全部型腔，成型时熔体板胚只做小范围的流动和形状的校正，既得到制品所需的形状和尺寸，生产工艺流程简单，同时薄壁熔体板胚处于熔融状态，熔融状态下的熔体的拉伸比较大，又可以成型复杂形状的制品。
[0016]所述的新加工方法是材料在板材挤出机的剪切塑化作用下通过板材模具成型为薄壁熔体板胚，通过压力装置中冷却状态的模具直接成型，薄壁熔体板胚成型后能短时间完成热量转移，使得制品快速冷却定型下来，生产周期非常短，生产效率高。
[0017]新加工方法是薄壁熔体板胚在熔融状态下，由压力装置的压力直接作用于模压模具的凸模和凹模成型，薄壁熔融板胚将承受巨大的压力，再加上闭孔气泡向外膨胀与压力装置压力方向对冲，薄壁熔体板胚在双重压力的作