[发明专利]一种用于注射薄塑料部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料注射技术领域，具体地用于制造用于机动车辆的光学器件的塑料部件。

背景技术

现有技术已知一种注射塑料制品的单元，其具有包括材料入口和出口的注射筒以及容纳在该注射筒中的往复螺杆。这种螺杆为蜗杆类型的螺杆，用于混合塑料并用于从材料入口向材料出口传送塑料，然后将塑料注射入模具。

塑料以塑料料粒的形式加入注射单元。术语“料粒”的含义是尺寸大于约0.5mm的元件，优选地大于1mm，更优选地甚至等于约2mm。

添加剂，例如染料、增塑剂等，也可加入该装置。

然而，人们越来越多地力图降低用于生产给定部件的塑料的量，并由此以降低生产成本和部件的重量，而保持部件良好的机械性能。

然而，当期望降低部件的壁的厚度时，要求材料所注射入的模具的腔更薄。然而这种更薄的腔对熔融塑料的流动形成更大的阻力。这需要更大的注射压力，导致需要更大功率并通常更大的注射单元。

为了避免增加给定注射单元的压力，可以降低所注射塑料的粘性。然而，注射期间粘性的降低常常以一旦冷却后部件的机械性能损失为代价。

可以想象采用多点注射将塑料注入模具，而不改变所注射塑料的粘性。然而，这种方法将导致形成使部件变弱的线，被称为熔接线。此外，这些熔接线从美观角度常常不可接受。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于注射塑料部件的方法，能够生产壁厚降低并保持良好机械性能的塑料部件。

为此目的，本发明的一个主题是一种利用注射单元单元注射塑料部件的方法，注射单元包括材料入口、朝向模具的材料出口和用于在材料入口和材料出口之间传送材料的装置，所述方法包括下述步骤：

-产生混合物，混合物包括热塑性聚合物料粒和过氧化物料粒，混合物包括重量比0.5％-10％的过氧化物；

-将混合物加入塑料注射单元的入口；

-在注射单元内传送混合物，同时在混合物在注射单元内的移动期间渐渐提高混合物的温度，温度增长使得在混合物离开注射单元之前至少重量比90％的过氧化物被分解；

-通过注射单元的出口将混合物注射入模具。

由于本发明的方法，以料粒形式加入到注射单元内的过氧化物和塑料相互反应。

通过在混合物在注射单元内的移动期间使混合物的温度逐渐升高，在注射单元内，该单元的入口和出口之间，形成温度梯度；这也被称作温度曲线或热曲线。在本实例中，在注射单元的入口和出口之间，温度曲线是上升的。

选定热曲线起点的温度使在注射单元内过氧化物和塑料的相互反应能够尽快开始，以便在注射单元传送装置内尽快引起相互反应和分配不均匀的混合物的效应，例如蜗杆的行程。

然而，考虑混合物中过氧化物的量、料粒的尺寸和温度曲线，在注射单元中获得的混合物在物理上是不均匀的，也就是说，不是所有的塑料都与过氧化物反应：只有在过氧化物和塑料之间直接接触的区域进行两种复合物之间的反应。因此，在注射单元的出口，仍有一部分塑料未与过氧化物接触。因此，与过氧化物反应的部分塑料和未与过氧化物接触的部分塑料具有不同的物理特性。

注射单元通常被分为三个连续的区域：与材料入口邻近的进料区、受压区和与材料出口邻近的均化区。

在进料区，更多的流体相被形成，小批量地出现在混合物中。这些更多的流体相主要由塑料和已经在表面与塑料料粒通过破坏聚合物链而反应的过氧化物形成，例如通过聚合物的中间，具体地通过β裂解反应来实现。该相比由还未与过氧化物反应的塑料形成的相更加流体化。

此后，沿着螺杆对混合物的传送(也称作运输)和混合导致更多的流体相的剪切扩散以及还未与塑料反应的过氧化物的分布。这样，还未反应的过氧化物将与更多的塑料接触，并与其反应，增加了更多的流体相的量。同时，这些更多的流体相趋于覆盖还未与过氧化物接触的塑料。

通过在塑料料粒之间形成粘性比塑料的粘性低的膜，过氧化物与部分塑料的反应降低了混合物的粘性。该膜对应于更多的流体相。在将混合物注射入模具期间，该膜将在模具内充当润滑剂。因此混合物可被注射入模具中，以形成厚度减小的部件，例如小于2mm的部件，而不必在将混合物注射入模具期间施加非常高的压力。而且，因为混合物更流体化，因此可更容易地填入模具的腔内。

然而，由于不是所有的塑料都与过氧化物反应，注射后的部件与那些没有添加过氧化物的部件保持相似的机械性能，或者甚至相同的机械性能。

实际上，由于混合物的不均匀性，冷却后的混合物的机械性能不像均匀混合物那样与粘性降低成比例地降低。