一种生产大尺寸木塑复合板材的模压装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，属于高分子材料成型加工技术领域，该模压装置包括模压机和模具，所述模压机包括动模板和静模板，静模板上固定有上模板底板，动模板上固定有下模板底板；所述模具包括上模板、下模板和顶出设备，上模板可拆卸连接在上模板底板下侧，下模板通过支撑板固定在下模板底板，下模板上部通过卡槽连接有凹槽板，顶出设备设置在下模板与下模板底板之间；上模板设有1~3个进料口，进料口的滑道内滑动嵌有滑块，滑块的外端连接有驱动设备。利用挤?注?压法将本实用新型提供的模压装置与挤出机、储料桶结合，在上模板上设置多个进料口，采用多台设备为模具供料，可以生产较大尺寸木塑板材。
【专利说明】
一种生产大尺寸木塑复合板材的模压装置
技术领域
[0001]本实用新型属于高分子材料成型加工技术领域，具体涉及一种生产大尺寸木塑复合板材的模压装置。
【背景技术】
[0002]木塑复合材料是以木质材料和热塑性塑料为主要原料制备的复合材料，具有使用寿命长、美观、造价低、防虫、防腐、可喷涂、可与木材一样进行加工、粘接和固定等优点，特别是在采用废旧塑料与木材加工剩余物或秸杆作为主要原料时，还具有资源循环利用和环境保护方面的突出优势。因此，木塑复合材料在许多领域都有着广泛的应用，例如门窗、地板、墙壁的建筑材料、舰船材料、栅栏材料、家具材料和汽车材料等。
[0003]目前，木塑复合材料制品普遍采用挤出成型和模压成型。挤出成型的加工周期短、工艺简单，但是挤出成型压力小，产品受压时间短，产品密实度低，产品容易出现回弹。模压成型是将木塑混合物料放入模具型腔中，然后闭模加热、加压，让物料在模具中熔融、冷却、定型，再经脱模得到制品。由于木粉或其他生物材料表面粗糙(摩擦力大)，与高分子基相容性差，同时木粉或其他生物材料流动性差，因此现有的模压成型技术不能生产大尺寸木塑制品，并且制得的木塑复合板材密度大、力学性能差、易翘曲变形，特别是用在建筑模板等高承载力条件下，更不能满足材料的使用要求。因此，急需研发出可以生产大尺寸木塑复合板材的设备来满足市场需求。同时，模压成型大尺寸板材时一次性需要熔融的木塑材料数量较多，目前的塑料加工设备还无法将十几公斤的木塑材料一次性快速熔融塑化，从而导致无法连续性生产大尺寸木塑复合板材。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种生产大尺寸木塑复合板材的模压装置。
[0005]基于上述目的，本实用新型采用以下技术方案:一种生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，包括模压机和模具，所述模压机包括动模板和静模板，静模板上固定有上模板底板，动模板上固定有下模板底板;所述模具包括上模板、下模板和顶出设备，所述上模板与下模板上设有油道，通过流经油道的导热油控制模具温度。上模板可拆卸连接在上模板底板底面，下模板通过支撑板固定在下模板底板顶面，下模板上部通过卡槽连接有凹槽板，顶出设备设置在下模板与下模板底板之间；上模板设有卜3个进料口，滑道整体为十字型，滑道的上半部分为阶梯设置，滑块为十字型，滑道与滑块配合能实现良好的导向和密封作用，滑块的一端嵌合在滑道内，另一端(外端)伸出上模板并连接有进料油缸，滑道与滑块配合能够有效实现进料口的闭合与开启。
[0006]进一步地，所述凹槽板上表面设有网格式凹槽，可以在木塑复合板材表面形成加强筋，所述顶出设备为顶杆式顶出设备，凹槽内设有与顶杆式顶出设备滑动配合的通孔。
[0007]进一步地，所述顶杆式顶出设备包括脱模油缸和固定在脱模油缸上部的顶板，顶板上方设有顶杆，顶杆上端与凹槽上的通孔滑动配合，顶杆均匀分布在板材上，能保证脱模时受力均匀，避免因顶出受力不均导致产品翘曲变形，脱模油缸的缸体固定在油缸固定板上，油缸固定螺栓依次穿过油缸固定板、顶板后固定在下模板底部，，油缸固定板和下模板与油缸固定螺栓螺纹连接，顶板可沿着油缸固定螺栓上下移动;顶板上设有阶梯状导向孔，导向螺栓穿过导向孔后与下模板螺纹连接。
[0008]进一步地，所述凹槽板上表面还可以设有呈蜂窝状排布的凸起;所述顶出设备为顶板式顶出设备。
[0009]进一步地，所述顶板式顶出设备包括顶板、固定在顶板下部的顶杆和脱模油缸，顶板设于下模板上方，顶板上设有通孔，通孔与凹槽板的凸起滑动配合，脱模时，蜂窝的凸起还起到导向顶板的作用。顶杆下端固定在顶杆固定板上，顶杆固定板设于下模板下方，脱模油缸顶部固定在顶杆固定板下方，脱模油缸通过螺栓固定在下模板底板上。
[0010]进一步地，上模板与下模板之间通过若干个导向柱导向活动连接。
[0011]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0012](I)本实用新型提供的模压设备通过驱动设备前后运动，推拉滑块控制进料口的开合，从而实现进料口的自动开闭，节约空间、时间，提高熔接痕强度；同时，滑道整体为十字型，滑道的上半部分为阶梯设置，滑块为十字型，滑道与滑块配合能实现良好的导向和密封作用。
[0013](2)本实用新型通过卡槽将凹槽板连接在下模板上，方便根据需要更换不同形状的模具，生产不同形状的木塑复合板材，采用网格式凹槽板，可以在木塑复合板材表面形成加强筋，在增强板材强度的同时减少原料用量;采用设有呈蜂窝状排布的凸起的凹槽板，可以生产半蜂窝状的木塑复合板材，在保证板材强度的前提下，减少原料用量。
[0014](3)生产时，按照一定配比将木粉、塑料和功能助剂等在混料机中进行混合，将木塑混合物料加入到挤出机中进行塑化，挤出机将塑化好的木塑混合物料挤出到储料桶中进行保温储存，待储料桶内木塑熔体体积达到所需要求，打开上模板进料口滑块，挤压油缸将储料桶定量的木塑熔体注入到下方模具型腔中。控制进料口驱动设备推动进料口滑块闭合，模压机启动闭合模具，在工艺要求压力和温度下冷却定型。开模后顶出装置启动取出板材，放入冷却定型装置继续进行冷却。利用挤-注-压法将本实用新型提供的模压装置与挤出机、储料桶结合，在上模板上设置多个(I个或2个或3个)进料口，采用多台设备为模具供料，可以生产较大尺寸木塑板材，本发明制备的木塑板材尺寸能达到1200*2400*15以上，常规方法因熔体流动性差，生产困难。
[0015]综上所述，利用本实用新型提供的模压设备生产的木塑复合板材具有抗冲击性高、吸水性低和收缩率小的特点，冲击强度达到4.2KJ/m2以上，在-4?60°C环境下收缩率仅为0.71%。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构不意图；
[0017]图2是上模板的俯视图；
[0018]图3是上模板的剖面图；
[0019]图4是滑道和滑块的结构示意图；
[0020]图5是实施例1的模具的结构示意图；
[0021]图6是图5中凹槽板的俯视图；
[0022]图7是实施例2的模具的结构示意图；
[0023]图8是图7中凹槽板的俯视图。
[0024]其中，进料口I，模压机2，上模板底板3，滑块4，进料油缸5，上模板6，滑道61，导向柱7，下模板8，支撑板11，下模板底板12;
[0025]实施例1中，顶杆式顶出设备A9，顶杆A91，顶板A92，油缸固定螺栓A93，油缸固定板A94，脱模油缸A95，导向螺栓A96，凹槽板Al O，通孔Al OI，凹槽Al 02;
[0026]实施例2中，顶板式顶出设备B9，顶杆B91，顶板B92，脱模油缸B95，顶杆固定板B97，，顶杆垫板B98，凹槽板BlO，凸起BlOl。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例对本实用新型进行详细说明。
[0028]实施例1
[0029]—种生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，其结构如图1-6所示，包括模压机2和模具，所述模压机2包括动模板和静模板，静模板上固定有上模板底板3，动模板上固定有下模板底板12。
[0030]所述模具包括上模板6、下模板8和顶杆式顶出设备A9，上模板6与下模板8之间通过若干个导向柱7导向活动连接;上模板6与下模板8上设有油道，通过流经油道的导热油控制模具温度。
[0031]上模板6可拆卸连接在上模板底板3下侧，上模板6设有I?3个进料口1(根据木塑熔体体积选择I个或2个或3个进料口 I，每个进料口 I连接一套供料设备)，滑道61整体为十字型，滑道61的上半部分为阶梯设置，滑块4为十字型，滑道61与滑块4配合能实现良好的导向和密封作用，滑块4的一端嵌合在滑道61内，另一端(外端)伸出上模板6并连接有进料油缸
5。模压设备通过进料油缸5前后运动，推拉滑块4控制进料口 I的开合，从而实现进料口 I的自动开闭，节约空间、时间，提高熔接痕强度。
[0032]下模板8通过支撑板11固定在下模板底板12，支撑板11同时具有导向顶板A92的作用，下模板8上部通过卡槽连接有凹槽板AlO，其结构如图6所示，凹槽板AlO上表面设有网格式凹槽A102，可以在木塑复合板材表面形成加强筋，凹槽A102内设有通孔AlOl。
[0033]下模板8与下模板底板12之间设有顶杆式顶出设备A9，顶出设备包括脱模油缸A95和固定在脱模油缸A95上部的顶板A92，顶板A92上方设有顶杆A91，顶杆A91上端与凹槽A102上的通孔AlOl滑动配合，顶杆A91均匀分布在板材上，能保证脱模时受力均匀，避免因顶出受力不均导致产品翘曲变形，脱模油缸A95的缸体固定在油缸固定板A94上，油缸固定螺栓A93依次穿过油缸固定板A94、顶板A92后固定在下模板8底部，油缸固定板A94和下模板8与油缸固定螺栓A93螺纹连接，顶板A92可沿着油缸固定螺栓A93上下移动;顶板A92上设有阶梯状导向孔，导向螺栓A96穿过导向孔后与下模板8螺纹连接。
[0034]采用本实用新型提供的模压装置(如图1-6所示)生产大尺寸带加强筋木塑复合板的过程为:
[0035]I)将干燥好的木粉与共聚聚丙烯、玻璃纤维、钛白粉、稳定剂、抗氧剂按照质量比45:45:5:1:2:2在高速混料机中混合5?I Omin。
[0036]2)将步骤I)中混合料加入到挤出机，在185?200°C下熔融共混得到木塑熔体。
[0037]3)挤出机将塑化过的木塑熔体挤入到储料桶中，温度保持在195?200°C之间。
[0038]4)待多个储存木塑熔体达到所需体积或达到位移传感器设定限值，储料桶出料口阀门和上模板6的进料口 I滑块4打开，启动输送设备，将储料桶内的木塑熔体通过多个进料口 I快速注入其下方模具型腔中，实现多台设备同时为模具供料。
[0039]5)储料桶出料口关闭，控制进料油缸5推动滑块4闭合上模板6的进料口 I，挤出机继续将塑化好的木塑熔体挤出到储料桶中。
[0040]6)模压机2启动闭合模具，木塑熔体在模具中进行冷却定型，其中:模具温度75°C，压力5Mpa，保压时间5min。
[0041]7)待木塑板材在模具中冷却定型后，模压机2启动打开模具，顶出装置启动，将板材从模具中顶出并转移到冷却装置进行冷却定型。
[0042]制备出的带加强筋的共聚聚丙烯基木塑复合板材(其板材厚度在4_?7mm之间)的力学性能如下:加强筋PP基木塑复合板材的拉伸强度25MPa、弯曲强度60MPa、弯曲模量3700MPa、冲击强度5.4KJ/m2，收缩率为0.56% (室温20°0模具75°C )。
[0043]实施例2
[0044]一种生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，其结构如图7和8所示，包括模压机2和模具，所述模压机2的结构与图1中模压机2的结构一致，包括动模板和静模板，静模板上固定有上模板底板3，动模板上固定有下模板底板12。
[0045]所述模具包括上模板6、下模板8和顶板式顶出设备B9，上模板6与下模板8之间通过若干个导向柱7导向活动连接;上模板6与下模板8上设有油道，通过流经油道的导热油控制模具温度。
[0046]上模板6可拆卸连接在上模板底板3下侧，上模板6设有I?3个进料口1(根据木塑熔体体积选择I个或2个或3个进料口 I，每个进料口 I连接一套供料设备)，滑道61整体为十字型，滑道61的上半部分为阶梯设置，滑块4为十字型，滑道61与滑块4配合能实现良好的导向和密封作用，滑块4的一端嵌合在滑道61内，另一端(外端)伸出上模板6并连接有进料油缸
5。模压设备通过进料油缸5前后运动，推拉滑块4控制进料口 I的开合，从而实现进料口 I的自动开闭，节约空间、时间，提高熔接痕强度。
[0047]下模板8通过支撑板11固定在下模板底板12，支撑板11同时具有导向顶板B92的作用，下模板8上部通过卡槽连接有凹槽板BlO，其结构如图8所示，凹槽板BlO上表面设有上表面设有呈蜂窝状排布的凸起BlOl，可以制备出半蜂窝状木塑复合板材。
[0048]下模板8与下模板底板12之间设有顶板式顶出设备B9，所述顶板式顶出设备B9包括顶板B92、固定在顶板B92下部的顶杆B91和脱模油缸B95，顶板B92设于下模板8上方，顶板B92上设有通孔，通孔与凹槽板BlO的凸起BlOl滑动配合，脱模时，蜂窝状的凸起BlOl还起到导向顶板B92的作用。顶杆B91下端固定在顶杆固定板B97上，顶杆固定板B97设于下模板8下方，顶杆固定板B97下方设有顶杆垫板B98，顶杆固定板B97与顶杆垫板B98通过螺栓连接，脱模油缸B95顶部固定在顶杆垫板B98下方，脱模油缸B95底部通过螺栓固定在下模板底板12上。
[0049]脱模过程为:脱模油缸B95推动顶杆垫板B98和顶杆固定板B97向上，并带动顶杆B91向上移动，顶杆B91带动顶板B92向上移动实现脱模，凹槽板BlO上的凸起BlOl起到导向作用。
[0050]采用本实用新型提供的模压装置(如图7-8所示)生产大尺寸本蜂窝状木塑复合板的过程为:
[0051]I)将干燥好的木粉与共聚聚丙烯、玻璃纤维、钛白粉、稳定剂、抗氧剂按照质量比50:40:5:1:2:2在高速混料机中混合5?I Omin。
[0052]2)将步骤I)中混合料加入到挤出机，在190?200°C下熔融共混得到木塑熔体。
[0053]3)挤出机将塑化过的木塑熔体挤入到储料桶中，温度保持在195?200°C之间。
[0054]4)待多个储存木塑熔体达到所需体积或达到位移传感器设定限值，储料桶出料口阀门和上模板6的进料口 I滑块4打开，启动输送设备，将储料桶内的木塑熔体通过多个进料口 I快速注入其下方模具型腔中，实现多台设备同时为模具供料。
[0055]5)储料桶出料口关闭，控制进料油缸5推动滑块4闭合上模板6进料口 I，挤出机继续将塑化好的木塑熔体挤出到储料桶中。
[0056]6)模压机2启动闭合模具，木塑熔体在模具中进行冷却定型，其中:模具温度85°C，压力5Mpa，保压时间I Omin。
[0057]7)待木塑板材在模具中冷却定型后，模压机2启动打开模具，顶出装置启动，将板材从模具中顶出并转移到冷却装置进行冷却定型。
[0058]制备出的半蜂窝状共聚聚丙烯基木塑复合板材(其板材厚度在4mm?7mm之间)的力学性能如下:半蜂窝状共聚聚丙烯基木塑复合板材的拉伸强度24MPa、弯曲强度64MPa、弯曲模量41 OOMPa、冲击强度4.7KJ/m2，收缩率为0.51% (室温20 V?模具85 V )。
【主权项】
1.一种生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，包括模压机和模具，所述模压机包括动模板和静模板，其特征在于，静模板上固定有上模板底板，动模板上固定有下模板底板;所述模具包括上模板、下模板和顶出设备，上模板连接在上模板底板下底面，下模板通过支撑板固定在下模板底板顶面，下模板上部通过卡槽连接有凹槽板，顶出设备设置在下模板与下模板底板之间；上模板设有I?3个进料口，进料口的滑道内滑动嵌有滑块，滑块的外端连接有驱动设备。2.根据权利要求1所述的生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，其特征在于，所述凹槽板上表面设有网格式凹槽，所述顶出设备为顶杆式顶出设备，凹槽内设有与顶杆式顶出设备配合的通孔。3.根据权利要求2所述的生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，其特征在于，所述顶杆式顶出设备包括脱模油缸和固定在脱模油缸上部的顶板，顶板上方设有顶杆，顶杆上端与凹槽上的通孔滑动配合，脱模油缸通过油缸固定板和油缸固定螺栓固定在下模板上。4.根据权利要求1所述的生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，其特征在于，所述凹槽板上表面设有呈蜂窝状排布的凸起;所述顶出设备为顶板式顶出设备。5.根据权利要求4所述的生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，其特征在于，所述顶板式顶出设备包括顶板、固定在顶板下部的顶杆和脱模油缸，顶板设于下模板上方，顶板设有与凹槽板的凸起滑动配合的通孔，顶杆下端固定在顶杆固定板上，顶杆固定板设于下模板下方，脱模油缸顶部固定在顶杆固定板下方。6.根据权利要求1?5任一所述的生产大尺寸木塑复合板材的模压装置，其特征在于，上模板与下模板之间通过导向柱连接。
【文档编号】B29C43/36GK205614911SQ201620377876
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】牛明军, 孙伟, 翟艳荣, 彭辉
【申请人】郑州大学