专利名称：吹塑成型高分子材料及其型坯温度分布控制方法
技术领域：
本发明涉及吹塑成型材料及其成型工艺方法，特别是涉及吹塑成型工艺的前期，型坯的温度分布控制方法。
背景技术：
吹塑成型工艺是一种常见的高分子材料成型方法，主要用于成型各种轴对称或非轴对称的容器，工艺过程是先将塑化的熔融树脂挤出或注射出成为型坯，再向型坯中吹入空气，使之扩张膨胀并贴紧模具内壁，冷却固化成型。它的工艺方法和相应的吹塑设备都已较为成熟，应用也很广泛。但是在成型一些壁厚差异较大、外形复杂的非对称制件或具有局部复杂结构的制件时，成型质量往往不能得到很好保证。这时，通常的解决办法是不断修正初始挤出型坯的形状，即最大程度地控制初始型坯的壁厚分布，但是限于挤出机的控制能力和制件的复杂程度，有时难以达到满意的效果。目前，吹塑技术的改进多集中以下几个方面某一具体制件的吹塑工艺方法的改进，模具工装的改进，针对某一种应用的吹塑材料的改进等。
发明内容
目前的吹塑成型工艺中，主要存在以下技术问题对初始型坯形状的控制往往不能保证复杂制件的最终成型质量，吹塑材料在吹胀过程中的成型性与材料的粘度相关，而温度是影响粘度的一个重要因素。通常的吹塑设备并不能有效控制型坯的温度，先挤出的型坯温度会较后挤出的低，但温度差异不会太大。如果在型坯轴向上，根据最终制件的壁厚要求，使不同部分的温度不同，这样不同部分的粘度就不同，在吹胀时相应部分的流动速度就不同，从而实现使壁厚的部分流动快，壁薄的部分流动慢的目的。
本发明的目的在于通过对吹塑工艺中的型坯在吹胀前的温度的有效控制，以达到能够显著提高其成型性，而提供一种吹塑成型高分子材料及其型坯温度分布控制方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的用于吹塑成型的吹塑成型高分子材料是由基体树脂和与其共混塑化均匀的添加材料组成，基体树脂为通用树脂，添加材料为具有导电性能的导电填料。
所说的通用树脂主要有聚烯烃、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯、酚醛树脂、腈树脂、环氧树脂、有机硅、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯等，导电填料主要有金属粉、金属纤维、碳黑、石墨、碳纤维、经掺杂的聚苯胺等。
用上述的吹塑成型高分子材料进行吹塑成型的型坯温度分布控制方法，是将导电型高分子材料用于吹塑工艺，并利用电磁感应产生涡流热效应来控制型坯温度分布的方法。其技术方案是在型坯外部空间加交变电磁场，交变电磁场强度视型坯壁厚沿型坯轴向分布，通过交变电磁场产生的电磁感应在型坯的不同部分产生涡流热效应。
所说的型坯可以采用初始型坯形状，所说的交变电磁场强度可由缠绕在型坯模具上的若干组线圈，并在每组线圈上通以不同的交变电流获得。初始型坯形状可以为圆筒状。
有益效果本发明能够有效地控制吹塑工艺中初始型坯的温度分布，这样根据制件的形状要求，使壁厚大或吹胀比大的部分的型坯温度高，吹胀时这部分流动速度快，相反使壁厚小或吹胀比小的部分的型坯温度低，吹胀时这部分流动速度就慢，所以能够显著地提高吹塑工艺的成型性，对于一些用常规吹塑方法不能很好成型的复杂制件，应用本发明后能够成型或者显著提高其成型质量。
图1是型坯温度分布控制方法示意图。图中1是线圈，2是型坯。线圈中间为挤出或注射出的型坯，假设根据制件复杂程度，在型坯轴向分为四段温度控制，所以在型坯外周缠绕四段线圈，每段线圈通以不同的交变电流，这就是本发明的温度控制的方法。
具体实施例方式
下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容在常用的吹塑用树脂材料中掺入其他材料成分，共混塑化均匀，使之在熔融状态下具有一定导电性，然后挤出或注射出型坯，在型坯外部空间加上交变电磁场，可用通电线圈实现，使型坯内部形成涡流，并由此产生热效应，使型坯轴向不同部分具有不同的温度。这样吹胀时不同部分粘度不同，膨胀速度也不同，从而实现提高其成型性的目的。
1)吹塑材料的改进在通用树脂中加入导电填料，采用一定的成型方法而制得。导电高分子吹塑材料的分类主要按基体树脂和导电填料的组合来定。(1)基体树脂主要有聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯、酚醛树脂、腈树脂、环氧树脂、有机硅、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯等。(2)导电填料主要有金属粉(金、银、铜、镍)、金属纤维(铝纤维、黄铜纤维、铁纤维、不锈钢纤维等)、碳黑、石墨、碳纤维、经掺杂的聚苯胺等。能够满足大多数吹塑工艺应用领域。
2)控制型坯温度的工艺方法对于挤出或注射出的筒状初始型坯，在吹塑设备的这一工位的模具上，根据需要缠绕若干组线圈(见附图1)，在每组线圈上通以不同的交变电流，这样产生不同强度的电磁场，使线圈内不同部分的型坯产生不同的涡流热效应，从而实现对型坯的有效温度控制。
下面以苯乙烯单体掺加膨胀石墨为例具体说明用于本发明的吹塑材料及工艺方法将苯乙烯单体与膨胀石墨充分混合，浸泡2小时，加入适量过氧化二苯甲酰引发剂，在密闭容器中加热至120℃引发聚合，得到的固状复合树脂可用于吹塑生产。将这种材料切粒、造粒，送入吹塑机中。在吹塑机的挤出型坯工位的模具外周，参阅图1所示的方法缠绕线圈，在生产中根据温度控制需要通以不同的交变电流即可。再将经过温度控制的型坯迅速移到吹胀工位吹制成型。
权利要求
1.用于吹塑成型的吹塑成型高分子材料是由基体树脂和与其共混塑化均匀的添加材料组成，其特征在于基体树脂为通用树脂，添加材料为具有导电性能的导电填料。
2.根据权利要求1所述的吹塑成型高分子材料，其特征在于所说的通用树脂主要有聚烯烃、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯、酚醛树脂、腈树脂、环氧树脂、有机硅、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯等，导电填料主要有金属粉、金属纤维、碳黑、石墨、碳纤维、经掺杂的聚苯胺等。
3.用权利要求1所述的吹塑成型高分子材料进行吹塑成型的型坯温度分布控制方法，其特征在于在型坯外部空间加交变电磁场，交变电磁场强度视型坯壁厚沿型坯轴向分布，通过交变电磁场产生的电磁感应在型坯的不同部分产生涡流热效应。
4.根据权利要求3所述的型坯温度分布控制方法，其特征在于所说的型坯可以采用初始型坯形状，所说的交变电磁场强度可由缠绕在型坯模具上的若干组线圈，并在每组线圈上通以不同的交变电流获得。
全文摘要
本发明涉及吹塑成型材料及其成型工艺方法，特别是涉及一种吹塑成型高分子导电材料及在吹塑成型工艺的前期，对型坯的温度分布控制方法。它是通过对吹塑工艺中的型坯在吹胀前的温度的有效控制，以达到能够显著提高其成型性，而提供一种吹塑成型高分子材料及其型坯温度分布控制方法。用于吹塑成型的吹塑成型高分子材料是由基体树脂和与其共混塑化均匀的添加材料组成，基体树脂为通用树脂，添加材料为具有导电性能的导电填料。用上述材料进行吹塑成型的型坯温度分布控制方法，是在型坯外部空间加交变电磁场，交变电磁场强度视型坯壁厚沿型坯轴向分布，通过交变电磁场产生的电磁感应在型坯的不同部分产生涡流热效应。
文档编号B29C35/12GK1442283SQ03111429
公开日2003年9月17日 申请日期2003年4月9日 优先权日2003年4月9日
发明者李笑明, 张长春, 张万喜, 迟剑锋, 梁继才, 高桂天, 孙国恩, 孙广平, 李义 申请人:吉林大学