高孔隙塑料轻质型材及其制造方法_2

文档序号:8914092阅读:来源:国知局
述步骤:
[0033]步骤一,准备原材料,将同类相溶性塑料材料进行破碎处理,加入复配成型助剂后进行捏合处理,分别获得表皮材料粉末和芯部材料颗粒碎片;
[0034]步骤二,芯部成型,将芯部材料颗粒碎片加入模具型腔内,保持芯部材料颗粒碎片的松散状态,合模,对模具进行加热,芯部材料颗粒碎片间自然熔融塑化链接后形成网状立体孔洞结构;加热塑化完成后,通过冷却介质对模具迅速冷却,以便迅速形成致密表层,模具冷却后,开模,取出成品,获得型材中间芯部I ;所述模具加热方式采用阶梯式渐加热,加热源包括电能、导热油、燃气、饱和蒸汽,加热结构包括辐射加热或嵌入式加热;模具冷却包括风冷或喷淋水冷却;
[0035]步骤三,在型材中间芯部I的外表面上成型实体表皮2。
[0036]步骤一中,对原材料进行分选,选用同类相溶性材料,尽量去除泥土等杂质,块状塑料直接破碎,片状塑料经团粒后再进行破碎。成型用材料分为两种:表皮材料和芯部材料,表皮材料精选纯度高,无杂质,经破碎后表皮材料目数高于50目以上,便于成型致密层形成光滑的板材表面;芯部用材料碎片颗粒度大,破碎后形成的不规则形状,留有尖角和不规则面,以达到成型后自然形成的孔洞要求。
[0037]破碎后的表皮材料粉末和芯部材料颗粒碎片分别进行捏合,捏合过程中加入成型助剂,因为废旧塑料材料含有一定量的泥土等杂物,根据原材料不同及产品性能要求,添加不同配方的复配多元融联助剂,含有链接剂、表面活性剂等成分,在成型时助剂起到助融、胶合链接作用,捏合后的材料就可以转入型材成型工序。
[0038]为了缩短成型时间,提高产量,降低了生产成本,在所述步骤二中,所述芯部材料颗粒碎片加入模具前进行预热工艺处理,通过热辐射、高速机械搅拌或热风方式进行预塑化,达到临界熔融状态时加入模具型腔内整平。
[0039]如对型材有强度要求时,在所述型材中间芯部I和所述实体表皮2之间敷设增强网,增强网的材料包括金属网、尼龙网和/或玻纤网。根据产品性能要求可单面、双面或多层层压增强网;网孔目数和线径的大小也决定了型材的弯曲强度。
[0040]当型材对表面有耐磨性要求时,可以通过在表皮材料粉末中增加石英砂改性材料实现。成品如作为装饰材料,可以在所述实体表皮2上可以加工花纹和/或图案,所述花纹和图案的加工方式包括热转印、曲面披覆和UV光固。可以在所述表皮材料粉末和所述芯部材料颗粒碎片内添加有阻燃剂获得具有阻燃性的型材。对于型材有颜色要求时,通过添加着色剂达到产品要求;型材成品废弃后可以多次重复加工,循环利用。
[0041]所述实体表皮2的成型方式包括下述五种:①、模内一步法成型,先在模具型腔内敷设表皮材料粉末,再定量加入芯部材料颗粒碎片,然后在芯部材料颗粒碎片上面敷设表皮材料粉末,合模后加热塑化成型;②、模内二步法成型,先对模具加热,然后敷设表皮材料粉末,塑化,再定量加入芯部材料颗粒碎片,合模加热塑化成型;③、模内挤出法成型,在模具型腔内采用挤出法敷设致密实体表皮2,然后定量加入芯部材料颗粒碎片,合模后加热塑化成型、模内预置法成型,在模具型腔内预置片状的制造实体表皮2的表层板,然后定量加入芯部颗粒状材料碎片,合模后加热塑化成型、二次成型方法,在型材中间芯部I成型后再通过挤出成型覆合板材获得致密实体表皮2。
[0042]①、模内一步法成型:
[0043]如图2所示,将表皮材料粉末(高目数、纯度高)定量敷设于模具型腔底部整平,敷设量决定型材表皮层的厚度,再将捏合好的芯部材料颗粒碎片定量加入模具型腔内整平,加入量可根据型材开孔率调整控制,然后在芯部材料颗粒碎片上面定量敷设表皮粉状材料,加料完成后将模具闭合,材料在模腔中不压密实,芯部材料颗粒碎片间留有间隙孔洞。闭合后的模具进行阶梯式逐渐加热,由于塑料材料是不良导热体,型材在一定厚度下,热传导是一个缓慢过程,随时间和温度的逐步提升,以达到整个成型材料的均匀加热,每个塑料碎片间均匀达到塑化温度,在专用助剂的作用下,塑料碎片间自然熔融塑化链接后形成网状立体孔洞结构,调整颗粒碎片大小及模具内塑料的加入量,决定了型材的开孔率和比重。经过30?40分钟加热塑化,加热时间可根据板材厚度、材料敷设密度进行调整,塑化完成后迅速对模具进行冷却,冷却方式可采用风冷和喷淋水冷,待模具冷却型材定型后打开模具,顶取出型材成品。
[0044]②、模内二步法成型:
[0045]如图3所示,首先对模具进行加热,其温度达到塑料熔融温度,将表皮材料粉末(高目数、纯度高)敷设于模具型腔成形面,表皮材料粉末在模具温度的作用下,首先将其熔融塑化成致密的表面层,形成光滑的型材表面,表面层的厚度通过材料的敷设量控制。在表皮层塑化成型后定量加入芯部材料颗粒碎片并整平,加料完成后将模具闭合,闭合后的模具进行阶梯式逐渐加热,经过30?40分钟加热塑化,加热时间可根据板材厚度、材料敷设密度进行调整,塑化完成后迅速对模具进行冷却,模具冷却型材定型后打开模具,顶取出型材成品。
[0046]③、模内挤出法成型:
[0047]如图4所示,首先对模具加热,由挤出机通过片型口模挤出熔融板(片),即片状实体表皮2,敷设于模具型腔成形表面,片材口模间隙决定型材表皮层的厚度,然后定量加入芯部材料颗粒碎片整平,再挤出熔融板(片)敷设于芯部材料颗粒碎片之上,完成后将模具闭合,闭合后的模具进行阶梯式逐渐加热,经过30?40分钟加热塑化,加热时间可根据板材厚度、材料敷设密度进行调整,塑化完成后迅速对模具进行冷却,模具冷却型材定型后打开模具,顶取出型材成品。
[0048]④、模内预置法成型:
[0049]在模具型腔内预置实体表皮2的表层板(片),然后定量加入芯部材料颗粒碎片并整平,加料完成后将模具闭合,闭合后的模具进行阶梯式逐渐加热,经过30?40分钟加热塑化,加热时间可根据板材厚度、材料敷设密度进行调整,塑化完成后迅速对模具进行冷却,模具冷却型材定型后打开模具,顶取出型材成品。
[0050]⑤、采用二次成型方法:
[0051]采用一步法成型表面粗糙的多孔型材,然后采用挤出法成型型材致密表层,挤出机成型模具为板材包覆口模结构,对进入口模前的型材表面进行加热,然后型材进入挤出口模进行表皮层包覆,经多辊压光、冷却定型、修边。
[0052]高孔隙塑料轻质型材的生产所需原材料选择范围广,涵盖了聚烯烃,苯烯烃,聚氯乙烯及工程塑料等热塑性材料,可以在同一套设备实现生产,在成型设备方面的投资远远低于现有的成型设备,在生产过程中不会产生有害气体污染环境,其在工艺实现和产品规格更换方面的便利性,异型板材快速制造(设备、模具投资少,开发周期短)等方面所具有的优势,以及成型的型材成品具有的高孔隙率,比重轻(可达0.5比重),强度高,制造成本低的特点,尤其是在解决废旧塑料给环境造成污染方面,实现废旧塑料的循环再利用,具有独特的优势,最突出的应用实际例是建筑模板,具有重量轻、强度高、寿命长、重复使用次数是木制板材的三倍以上,使用成本大大低于木材及其他类产品,其性能指标达到和超过相关国家标准,并且可回收循环利用,节约大量木材,保护森林资源,符合可持续发展的国策,造福社会,是塑料型材制造工艺的重大创新,该项发明技术具有重大的社会意义,势将得到广泛推广应用。
[0053]高孔隙塑料轻质型材制造方法,不同于常规的型材成型方法,不采用挤出工艺、压延工艺,其型材的孔洞不是由化学发泡剂和物理法形成,不同于现有发泡工艺所形成的闭孔或开孔的泡孔结构。
[0054]高孔隙塑料轻质型材制造方法选用常用的热塑性塑料,材料
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