[發明專利]一種納米疊層復合管胚成型設備及方法

有效

• 申請號: 201310695813.2
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103692658A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 楊衛民;劉程林;焦志偉;丁玉梅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C69/02
• 分類號: B29C69/02;B29L23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于高分子材料先進加工技術領域，涉及一種納米疊層復合管胚成型的設備及方法。

背景技術

微納疊層功能復合材料制備方法是由W.J.Shrenk等首先提出來的，國內外學者都對此做了研究而取得了一定的研究成果。近年來楊衛民等人提出了一項發明專利200910237622.5以及一項實用新型專利200920271878.3，設計了一套納米疊層復合材料制備裝置。其核心內容和技術特征在于其設計的疊層復合發生器可將層狀矩形熔體分割成多股，然后在模內扭轉90度，實現一次的折疊；根據需要可以改變流道的數量以及通過多個疊層復合發生器串聯使用可得到多層結構的納米級高分子材料。隨著高分子材料加工技術的不斷提高，管胚成型技術在我國取得了長足進步和迅猛發展，特別是不斷出現的新材料及新工藝下利用管胚成型技術所生產的管材以及吹塑成型制品的優勢越來越明顯，已廣泛地應用于汽車、機電、輕工、包裝、醫療以及家電等各行各業。但是，當前的管材以及吹塑成型塑料制品在高強度、高要求、高標準的領域其機械性能、阻隔性能以及力學性能都達不到要求。

發明內容

針對現有管材及吹塑成型塑料制品中存在的不足，本發明的目的在于提供一種既能夠控制疊層層數又能提高管材及吹塑成型塑料制品的機械性能、阻隔性能以及力學性能的納米疊層復合管胚的成型方法及設備。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

本發明一種納米疊層復合管胚成型設備，主要包括有塑化供料裝置、匯流器、疊層復合發生器、過渡段、氣體輔助裝置、管胚模頭；匯流器有n個入口，其n個入口與n個塑化供料擠出裝置相連；疊層復合發生器的入口端與出口端尺寸相同并相互成90度；過渡段的入口對疊層復合發生器的出口相配合，內有分流錐和分割匯流塊，分割匯流塊位于形成管胚處，在一側的分割匯流塊中開有一進氣口；匯流器、疊層復合發生器、過渡段、管胚模頭前后依次串聯、相互配合并用止口進行定位；氣體輔助裝置與過渡段相連；塑化供料擠出裝置由機筒、螺桿、機筒頭以及驅動電機組成，塑化供料擠出裝置各零件相互位置關系與常規的擠出機或注射機的塑化裝置相同；氣體輔助裝置由氣體泵、氣體管路組成。其中的塑化供料裝置可以是擠出機、注射成型機的注塑裝置；塑化供料裝置加工的物料可以是高分子基復合材料、陶瓷基復合材料或金屬基復合材料。

本發明一種納米疊層復合擠出吹塑成型設備，過渡段內的分流錐在熔體入口處形狀為一個錐形鏟刀，將層疊后的熔體沿厚度方向分成兩片，這種結構使熔體在后續的延展成圓形管坯過程中，層間關系保持較好，不會產生亂層，各處拉伸均勻。

本發明一種納米疊層復合擠出吹塑成型設備，進氣口設置在過渡段內分流錐兩片熔體匯合前，分流錐支撐在熔體流道中，即進氣口設置在分流錐支撐結構附近，兩片熔體越過支撐結構在分割匯流塊后延展匯合成圓形管坯，匯合處管坯直徑最大，隨后沿流動方向直徑變得略小，使匯合部位融合較好，保證成型制品具有較好的性能均勻性。

本發明一種納米疊層復合擠出吹塑成型設備，在過渡段的分割匯流塊兩片熔體匯合處連接標識線擠入裝置，使管坯有兩條標識線，這樣即可以增加匯合處的性能，又能遮擋匯合痕跡，使制品外觀更好，疊層的內層不會漏在外層，顯現亂層、色差等缺陷。

采用上述一種納米疊層復合管胚成型設備的成型方法在于：首先，n個塑化供料裝置對物料進行熔融塑化，匯流器將來自n個塑化供料裝置的熔體合為一層復合熔體；復合熔體在離開匯流器進入疊層復合發生器時在寬度方向上平均分割成m等份，每一等份在疊層復合發生器中扭轉90度并展寬m倍，在疊層復合發生器的出口端得到n×m層的疊層結構；根據需要可以改變疊串聯的疊層復合發生器的個數來控制層數，串聯k個疊層復合發生裝置最終可以得到n×m^k層的疊層結構（n和m為不小于2的整數，k為不小于1的整數）；經k個疊層復合發生器得到的n×m^k層的疊層結構進入過渡段，在分流錐的作用下分割成層數為1/2×n×m^k層的過渡熔體并過渡成管胚；分割匯流塊前端將管胚分割，氣體輔助裝置的氣體從分割匯流塊的進氣口進氣以防止所形成的管胚相互粘合，分割的熔體在分割匯流塊的末端匯合，得到符合直徑要求的管胚；經過渡段所形成的管胚進入管胚模頭，在管胚模頭的調節作用形成能滿足管材及吹塑制品壁厚要求、又具有足夠的剛度和硬度的型胚。

由以上技術方案可知，本發明與現有技術相比具有如下優點：