一步成型制备塑料模板的设备及其方法与流程

本发明涉及一种制备塑料模板的工艺，特别是涉及一种一步成型制备塑料模板的设备及其方法。

背景技术：

建筑模板最早采用钢铁模板，发展到竹胶模板，木模板，pvc发泡实心模板，目前市场扔以木模板为主，需要砍伐大量树木，使用6-8次报废，报废参与值很低。而pvc模板存在质量较重，固定不方便，回收难，使用次数30次左右，报废参与值较低，市场推广不开。而行业内的塑料模板采用回收pp破碎料进行配方造粒，然后生产挤出板材，其工艺复杂，制造成本高，并且强度难以达到建筑材料的标准。

基于以上原因，发明人开发了一步成型制备塑料模板的设备及其方法，经过反复实验最终采用了回收pp粉碎料通配方助剂的改性，使产品达到使用要求，而且使用次数达50次以上；一步成型制备塑料模板的方法减少一次造粒成本，每吨节约电费约300元，节能减排。人工成本120元，搬运包装成本60元，减少用工数量，降低生产成本，使产品更具市场竞争力，提升产品利润。

技术实现要素：

本发明提供了一种一步成型制备塑料模板的方法，本方法采用双螺杆挤出机，通过对双螺杆挤出机和助剂的改进，回收材料通过主料斗输送到挤出机进料口，加工改性所用助剂调配好通过副料斗输送到挤出机进料口，主、副料斗通过变频调速电机控制加入的回收材料和助剂之间的比例，然后通过挤出机螺杆将熔体推进到换网器，经过熔体泵连接器到模具，到真空冷却定型台，6组齿轮式牵引，冷却托架，2组齿轮式牵引，纵切锯，横切锯平台，输送带完成产品一步成型制备塑料模板的工艺。

进一步的，发明人还发现，通过特定配比的两种助剂分开加入，能够使材料各组分之间的分散性更好，并且通过两种特定长度和比例的石墨纤维加入其中，能够提高石墨纤维的分散性，并且改善塑料模板的在平面方向上的机械强度。而通过在第二助剂中加入2，4-二异氰酸甲苯酯能够进一步修饰改性石墨纤维的表面，从而提高其在熔体中的分散性。

具体的方案如下：

一步成型制备塑料模板的设备，其特征在于，所述设备包括双螺杆挤出机，换网器，熔体泵，模具，真空冷却定型台，第一齿轮式牵引装置，冷却托架，第二齿轮式牵引装置，纵切锯，横切锯平台，输送平台；所述双螺杆挤出机包括主料斗，副料斗以及变频调速电机；回收材料通过主料斗输送到所述挤出机的主料进料口，加工改性所用助剂通过副料斗输送到所述挤出机的助剂进料口，主、副料斗通过变频调速电机控制加入的回收材料和助剂之间的比例，然后通过挤出机螺杆将熔体推进到换网器，再经过熔体泵至模具，然后到真空冷却定型台定型，经第一齿轮式牵引装置移送至冷却托架冷却，再经第二齿轮式牵引装置移送至纵切锯纵切，再经横切锯平台横切，最后由输送带移出所述设备，从而完成塑料模板的一步成型。

进一步的，所述第一齿轮式牵引装置包括6组齿轮式牵引。

进一步的，所述第二齿轮式牵引装置包括2组齿轮式牵引。

进一步的，所述双螺杆挤出机在所述主料进料口和所述挤出机的机头出口之间分为五段，所述主料进料口位于第一加热段，所述挤出机的机头出口位于第五加热段，所述五段的温度从所述主料进料口到所述挤出机的出口逐渐升高，其中所述温度的分布为：第一加热段温度＝回收材料熔点—(所述熔点+10℃)；第二加热段温度＝(所述熔点+5℃)—(所述熔点+15℃)；第三加热段温度＝(所述熔点+10℃)—(所述熔点+20℃)；第四加热段温度＝(所述熔点+15℃)—(所述熔点+25℃)；第五加热段温度＝(所述熔点+20℃)—(所述熔点+30℃)。

进一步的，所述副料斗包括第一副料斗和第二副料斗，所述挤出机的助剂进料口相应的包括第一助剂进料口和第二助剂进料口，所述第一助剂进料口和所述第二助剂进料口分别位于所述挤出机的第二加热段和第三加热段，或者分别位于所述挤出机的第三加热段和第四加热段。

一步成型制备塑料模板的方法，所述方法使用上述的设备；所述方法使用回收聚丙烯材料作为原料，所述回收聚丙烯材料通过主料斗输送到所述挤出机的主料进料口，加工改性所用助剂通过副料斗输送到所述挤出机的助剂进料口，主、副料斗通过变频调速电机控制加入的回收材料和助剂之间的比例，然后通过挤出机螺杆将熔体推进到换网器，再经过熔体泵至模具，然后到真空冷却定型台定型，经第一齿轮式牵引装置移送至冷却托架冷却，再经第二齿轮式牵引装置移送至纵切锯纵切，再经横切锯平台横切，最后由输送带移出所述设备，从而完成塑料模板的一步成型。

进一步的，所述方法使用权利要求5所述的设备，所述助剂包括第一助剂和第二助剂，所述第一助剂由所述第一助剂进料口加入到所述挤出机，所述第二助剂由所述第二助剂进料口加入到所述挤出机；其中所述回收聚丙烯材料与所述第一和第二助剂的质量比为：所述回收聚丙烯材料：第一助剂：第二助剂＝100：1-5:10-30；

所述第一助剂的质量组成为：

其中三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物：聚丙烯-马来酸酐接枝物＝0.9-1.1

所述第二助剂的质量组成为：

2，4-二异氰酸甲苯酯2-5

长度为200-300微米的石墨长纤维20-30

长度为10-50微米的石墨短纤维40-90

其中所述长纤维：所述短纤维＝1:2-3。

进一步的，其中所述挤出机的温度的分布为：第一加热段温度＝回收材料熔点+5℃；第二加热段温度＝所述熔点+10℃；第三加热段温度＝所述熔点+15℃；第四加热段温度＝所述熔点+20℃；第五加热段温度＝所述熔点+25℃；所述第一助剂进料口和所述第二助剂进料口分别位于所述挤出机的第二加热段和第三加热段。

本发明具有如下有益效果：

通过双螺旋挤出机将熔体推进到换网器，再经过熔体泵至模具，省去了造粒的步骤，一步成型得到模板，简化了工艺，降低了生产成本；在双螺旋挤出机的不同温度段加入不同的助剂，使得各组分的分散程度最大化，生产得到的产品性能均一稳定；

通过特定组分的第一助剂加入到回收聚丙烯中，提高了聚丙烯模板的韧性以及弹性，并且在第二助剂加入之前加入第一助剂，第一助剂能够提高熔体对石墨纤维的相容性，使得第二助剂的分散度更高；

通过加入特定比例和长度的石墨纤维，利用长短石墨纤维的特定搭配，使得石墨长纤维在模板中形成网络结构，同时短纤维填充其中，防止长纤维的团聚的同时，极大的提高产品的机械强度；

第二助剂中的2，4-二异氰酸甲苯酯，能够对石墨纤维的表面进行改性，从而进一步改善石墨纤维在熔体中的分散性。

双螺旋挤出机的多段加热，并且将特定的助剂在不同的加热段加入，从而进一步提高各组分的分散性能。

本发明通过上述方案，通过一步成型制备得到塑料模板，具有良好的机械性能，满足建筑材料的要求，并且工艺简单，成本低廉，易于大规模生产。

附图说明

图1为本发明设备的侧视图

图2为本发明设备的俯视图

图3a-3b为本发明双螺旋挤出机的示意图

具体实施方式

本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限与实施例。

如图1，图2所示，一步成型制备塑料模板的设备具有以下连接结构，双螺杆挤出机1——换网器2——熔体泵3——模具4——真空冷却定型台5——六组齿轮式牵引6——冷却托架7——二组齿轮式牵引8——纵切锯9——横切锯平台10——输送平台11，其中副料斗和调速电机图中未示出。

如图3a-3b所示，双螺旋挤出机包括五段加热段，其中主料斗21设置在第一加热段，图3a中所述第一副料斗22和第二副料斗23分别设置在第二和第三加热段；图3b中所述第一副料斗22和第二副料斗23分别设置在第三和第四加热段。

实施例1

按以下质量百分比进行配比，回收聚丙烯材料：第一助剂：第二助剂＝100:5:30，其中第一助剂中的质量组成为：4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷：三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物：聚丙烯-马来酸酐接枝物：硬脂酸钙：硅烷偶联剂＝2:3:3:15:20；所述第二助剂的质量组成为：2，4-二异氰酸甲苯酯：长度为200微米的石墨长纤维：长度为10微米的石墨短纤维＝2:20:40。

将回收聚丙烯材料加入到双螺旋挤出机的主料斗中，所述双螺旋挤出机的五个加热段的温度分别为165℃,170℃,175℃,180℃,185℃，主料斗设置在第一加热段，第一副料斗设置在第二加热段，第三副料斗设置在第三加热段，所述挤出机的机头出口位于第五加热段，挤出机螺杆转速为260r/min，所述挤出机的机头出口压出熔体至换网器，再经过熔体泵至模具，然后到真空冷却定型台定型，经第一齿轮式牵引装置移送至冷却托架冷却，再经第二齿轮式牵引装置移送至纵切锯纵切，再经横切锯平台横切，最后由输送带移出所述设备，从而完成塑料模板的一步成型。

实施例2

回收聚丙烯材料：第一助剂：第二助剂＝100:3:20，其中第一助剂中的质量组成为：4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷：三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物：聚丙烯-马来酸酐接枝物：硬脂酸钙：硅烷偶联剂＝3:5:5:20:20；所述第二助剂的质量组成为：2，4-二异氰酸甲苯酯：长度为200微米的石墨长纤维：长度为30微米的石墨短纤维＝2:20:60。其他工艺参数与实施例1相同。

实施例3

回收聚丙烯材料：第一助剂：第二助剂＝100：5:10，其中第一助剂中的质量组成为：4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷：三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物：聚丙烯-马来酸酐接枝物：硬脂酸钙：硅烷偶联剂＝5:4:4:20:30；所述第二助剂的质量组成为：2，4-二异氰酸甲苯酯：长度为200微米的石墨长纤维：长度为40微米的石墨短纤维＝3:30:80。第一副料斗设置在第三加热段，第三副料斗设置在第四加热段，其他工艺参数与实施例1相同。

实施例4

回收聚丙烯材料：第一助剂：第二助剂＝100：5:30，其中第一助剂中的质量组成为：4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷：三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物：聚丙烯-马来酸酐接枝物：硬脂酸钙：硅烷偶联剂＝5:10:10:15:20；所述第二助剂的质量组成为：2，4-二异氰酸甲苯酯：长度为300微米的石墨长纤维：长度为40微米的石墨短纤维＝5:20:40。其他工艺参数与实施例1相同。

比较例1

市面上购得的回收聚丙烯材料经过造粒后在模制成型的塑料模板。

表1

由表1中可见，本发明提供的产品在拉伸强度，弯曲强度和弯曲模量上均取得极大的提高，本发明的产品韧性好，强度高，不易变形，适用于各种建筑板材。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。