[发明专利]一种聚乙烯粉末的烧结成型方法

说明书

本发明涉及材料成型加工技术领域，公开了一种聚乙烯粉末的烧结成型方法，包括以下步骤：步骤1，将聚乙烯粉末和过渡金属氧化物粉末按质量比为(5～20):1的比例混合，并搅拌均匀，得到聚乙烯粉末颗粒和过渡金属氧化物粉末的混合物；步骤2，对所述混合物进行预热处理，预热温度为100℃～140℃，预热时间为20min～120min；步骤3，取出所述混合物并对其进行微波烧结，微波烧结的温度为110℃～220℃，直至整个所述混合物固化。本发明提供的聚乙烯粉末颗粒的烧结成型方法能够从时间和空间梯度上解决现有技术和方法所造成的过度烧结与欠烧结问题，进而提高聚乙烯烧产品的质量。

技术领域

本发明涉及材料成型加工技术领域，特别是一种聚乙烯粉末的烧结成型方法。

背景技术

用聚乙烯制成的产品具有良好的抗腐蚀性、耐磨性、无毒性、耐低温性等一系列的特点。聚乙烯在现代工业和生活中的应用极为广泛，如：利用聚乙烯制成的过滤器可用于过滤工业水或者自来水；通过聚乙烯粉末烧结成的聚乙烯管可用于饮用水的输送；聚乙烯粉末烧成的安全帽具有抗冲击性能等。由此可见，聚乙烯粉末成型质量的好坏直接影响到其制造出来的产品的使用寿命和性能，也关乎一个生产厂家的次品率问题。如何提高聚乙烯粉末的成型质量成为了工业进一步发展需要解决的问题。

现有的聚乙烯粉末成型技术主要采用外置热源热传导的方式对聚乙烯粉末进行熔融固化，具体工艺方法可以理解为：将粉末状的聚乙烯放置于特定形状的模具中，将模具置于加热炉中，升高加热炉的温度，使其高于聚乙烯的软化温度。在此温度下保温一定时间，有利于热传导的进行，使得聚乙烯的内部熔融固化，从而得到聚乙烯粉末的制作样品。

该工艺方法存在以下问题：在加热炉升温后，模具通过热传导和热扩散等方式将热能传递到聚乙烯粉末的内部。由于热量是从外而内传递的，粉末状的物品内部存在极大的温度梯度，容易出现接近模具表面的粉末熔融固化而远离外表面的中心区域的粉末尚未固化，或者粉末外部区域烧结过度而内部烧结不足的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚乙烯粉末的烧结成型方法，能解决聚乙烯粉末烧结成型时中心区域和外表面烧结程度不同，质量不均匀的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种聚乙烯粉末的烧结成型方法，包括以下步骤：

步骤1，将聚乙烯粉末和过渡金属氧化物粉末按质量比为(5～20):1的比例混合，并搅拌均匀，得到聚乙烯粉末颗粒和过渡金属氧化物粉末的混合物；

步骤2，对所述混合物进行预热处理，预热温度为100℃～140℃，预热时间为20min～120min；

步骤3，取出所述混合物并对其进行微波烧结，微波烧结的温度为110℃～220℃，直至所述混合物从表面至芯部全部粘连在一起并固化。作为优选方案，所述步骤2还包括：将所述混合物放入模具中，并对其进行压实。

作为优选方案，采用液压机将所述混合物压实，所述液压机的工作压强范围为5MPa～8MPa。

作为优选方案，所述模具的材料为非金属材料。

作为优选方案，还包括步骤4，将从步骤3得到的固化后的所述混合物冷却至室温后，对其进行表面处理。

作为优选方案，在步骤3中，微波频率为0.8GHz～3GHz。

作为优选方案，在步骤3中，采用功率范围在500W-3kW的微波炉对所述混合物进行微波烧结。

作为优选方案，所述过渡金属氧化物粉末为二氧化钛粉末或二氧化锌粉末或二氧化锆粉末。

作为优选方案，在步骤1中，所述聚乙烯粉末和所述过渡金属氧化物粉末的质量比为(5～10):1。