[发明专利]振动注塑成型机及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动注塑成型机及其用途，具体地说是一种在聚合物注塑成型过程中对聚合物熔体施加振动,并由此产生的剪切作用来改善聚合物凝聚态结构和性能的注塑成型机，用于高聚物的加工领域。

背景技术

塑料，从一个世纪前被人类合成出来，就受到了越来越广泛的关注，以其丰富的种类，优异的使用性能和低廉的价格，被广泛地使用在人类的生产和生活中。塑料的加工，一直伴随着塑料的产生而不断的发展。目前，关于塑料加工已经有了很多比较成熟的成型方法，其中包括挤出、注塑、压制、热成型、吹塑成型等。在众多成型方法中，注塑成型能生产款式多样、外形复杂、尺寸精确的塑料制品，是聚合物加工最重要的方法之一。

对于注塑成型，最基础也是最重要的成型设备就是注塑成型机。注塑机又称之为注射成型机或注射机，它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。注塑机通过料筒外部加热和螺杆剪切的作用使塑料融化，从而使塑料熔体具有一定的流动性，再利用注塑机上的螺杆（或柱塞）对熔融塑料施加压力，使得塑料熔体从注塑机喷嘴射出而充满模具型腔。

普通的注射成型存在一些比较突出的缺点。由于塑料制品的性能是由其凝聚态结构所决定的，而凝聚态结构又强烈的依赖于注射成型过程中塑料熔体所受到的应力场作用。在普通注射成型过程中，塑料熔体“被动”的受到一个相对短暂的剪切作用，因此难以控制制品的凝聚态结构而不能获得性能优良的制品。此外，对于粘度比较高的聚合物或成型薄壁制品时，普通注射成型都存在冲模困难的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种注塑成型机及其用途，其特点在高分子材料注射成型的注射和保压阶段，对模具流道或型腔内的塑料熔体施加振动作用，通过振动作用产生的剪切应力场来调控成型制件的凝聚态结构而获得力学性能优良的制品，或提高复合材料的其他性能（如聚合物/导电粒子复合材料的导电性能），同时剪切作用还可以降低塑料熔体的粘度，提高材料的可模塑性。本发明既可用来生产高性能的自增强制品，也可用来研究高分子材料在外立场中的凝聚态结构和性能变化等高分子物理问题，该注塑机具有性能稳定，操作简单，可控性好的优点。

本发明的目的由以下技术措施实现：

振动注塑成型机包括液压马达，联轴器，轴承系统Ⅰ，轴承系统Ⅱ，塑化螺杆，料筒，加热圈组，阀门，熔体流动通道，定位套，储料缸，防护罩，支撑架，振动注射系统，机座，加料料斗，注射喷嘴；电机和料筒通过支撑架固定在机座上，电机通过联轴器和塑化螺杆尾部连接；塑化螺杆中部由轴承系统Ⅰ和轴承系统Ⅱ支撑；加料漏斗通过螺钉固定在料筒上；料筒，熔体流动通道，储料缸，注射喷嘴外设有加热圈组；熔体流动通道上设有阀门；熔体流动通道嵌在定位套里，定位套固定在储料缸上部；注射喷嘴由螺纹固定在储料缸前端。

振动注射系统包括柱塞，注射推杆，注射活塞，注射油缸，中间隔板，振动活塞，振动油缸；其中柱塞通过螺纹固定在注射推杆上，注射推杆通过螺纹固定在注射活塞上。

塑化螺杆为常规螺杆，通用性强。

注射油缸内通过液压油的进和出，控制注射活塞的前进和后退，带动注射推杆和柱塞前进和后退，实现注射操作；

振动油缸内通过液压油的快速换向，控制振动活塞周期性的来回运动，推动注射活塞周期性的来回运动，从而实现振动注射的操作。

振动注塑成型机用于高聚物的注塑加工领域。

本发明具有如下优点：

1.采用来回振动剪切，优化了聚合物熔体的内部凝聚态结构；提高复合材料的力学性能和导电性能，有更好的工业化前景。

2.操作简单、可控性较好。

附图说明

图1为振动注塑机结构示意图；

图2为振动注射系统内部示意图；

(1)液压马达，(2)联轴器，(3)轴承系统Ⅰ，(4)轴承系统Ⅱ，(5)塑化螺杆，(6)料筒，(7)加热圈组，(8)阀门，(9)熔体流动通道，(10)定位套，(11)储料缸，(12)防护罩，(13)支撑架，(14)振动注射系统，(15)机座，(16)加料料斗，(17)注射喷嘴，(18)柱塞，(19)注射推杆，(20)注射活塞，(21)注射油缸，(22)中间隔板，(23)振动活塞，(24)振动油缸。

图3为低倍偏光显微镜下一半试样的整体观察图:

（a）普通注塑样条（b）振动注塑样条。其中A皮层；B过渡层；C芯层；D形如串晶和柱晶（shish-kebab）的区域。