CN102700108A

CN102700108A - 一种聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具

Info

Publication number: CN102700108A
Application number: CN2012102287242A
Authority: CN
Inventors: 王其兵; 文西芹; 彭安华; 王智明
Original assignee: Huaihai Institute of Techology
Current assignee: Huaihai Institute of Techology
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明提供一种聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具属于挤出模具设计与制造领域所述模具，包括连接头及其后的模具单体，所述模具单体依次设有发散板、分流板B5、分流板A、压缩板、模头板B、模头板A，所述连接头和模具单体内的空腔构成物料进出的流道，该流道内设置有型芯和镶件，所述连接头上开有聚氯乙烯供料口，所述模头板B上开有聚甲基丙烯酸甲酯供料口；所述流道包括聚氯乙烯流道与聚甲基丙烯酸甲酯流道，所述聚氯乙烯流道与聚甲基丙烯酸甲酯流道在模头板A内汇流，所述汇流处为共挤料汇流处，该共挤料汇流处距模头板A的出料口18-22mm。本发明模具能够使两种具有不同特性材料在挤出过程中彼此复合在一起，其熔合界面稳定和均匀。

Description

一种聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具

技术领域

本发明属于挤出模具设计与制造领域，涉及到一种聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具设计与制造。

背景技术

现代塑料制品生产己从单一材料逐步向复合材料方向发展，迄今已发展到塑料与橡胶、与金属材料、与木材、与纤维、与无机材料或多种塑料复合等，复合成型技术以其特有的优异性能，广泛用于建筑、汽车、电子和家具等行业。

塑料共挤出加工工艺是20世纪80年代初开始应用的一种挤塑复合成型技术，它已成为当代最先进的塑料成型加工方法之一。塑料共挤出工艺是使用数台挤出机分别供给不同的熔融料流，料流在一个复合机头内汇合共挤出从而得到多层复合制品。它能够使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起，使制品兼有几种不同材料的优良特性，在特性上进行互补，从而得到有特殊要求的性能和外观，如防氧化、防潮、保湿性、热成型和热粘合能力，及强度、刚度、硬度等力学性能。这些具有综合性能的多层复合材料在许多领域有极其广泛的应用价值。此外，它可以大幅度降低制品成本、简化流程、减少设备投资，复合过程不用溶剂、很少产生三废物质。因此共挤出技术己被用于复合薄膜、板材、管材、异型材和电线电缆的生产。

异型材共挤出的目的主要是将不同性质的塑料挤到同一型材的不同部位，从而赋予型材特殊功能或获得最佳的性能、价格比，使产品多样化或多功能化，以提高产品档次并降低成本。

由于在共挤模中存在两种熔体，其各自的黏度、流速和压力均不相同，容易形成熔合界面不规则和不均匀；塑料异型材共挤模的分流锥形状不规则，其内部结构比一般共挤要复杂些，界面熔合难以控制，因此界面熔合均匀和稳定是表面共挤出模具结构设计的难点

发明内容

本发明的目的就是：提供一种聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具，将不同性质的材料挤到同一型材的不同部位，界面熔合均匀和稳定。

本发明提供一种聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具，包括连接头及其后的模具单体，所述模具单体依次设有发散板、分流板B、分流板A、压缩板、模头板B、模头板A，所述连接头和模具单体内的空腔构成物料进出的流道，该流道内设置有型芯和镶件，所述连接头上开有聚氯乙烯供料口，所述模头板B上开有聚甲基丙烯酸甲酯供料口；所述流道包括聚氯乙烯流道与聚甲基丙烯酸甲酯流道，所述聚氯乙烯流道与聚甲基丙烯酸甲酯流道在模头板A内汇流，所述汇流处为共挤料汇流处，该共挤料汇流处距模头板A上出料口所在平面18-22mm。

所述分流板A和分流板B内均开有用于装配和支撑型芯的键槽。

所述流道内设有分流筋。

所述压缩板上聚氯乙烯流道的入口尺寸比出口尺寸大。

所述模具还包括两组模具单体。该两组模具单体共用一个聚氯乙烯供料口，该供料口与两个分流道相连，每个分流道为一个模具单体供给聚氯乙烯。

本发明的效果：

本发明提供的聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具能够使两种具有不同特性材料在挤出过程中彼此复合在一起，其熔合界面稳定和均匀。

通过设计制造的新型聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具，实现多台挤出机同时分别供给的熔融聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯，料流在一个模具内汇合共挤出两束复合制品，即在同一条挤出生产线上同时挤出两束图1所示聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤异型材，相当于常规的两条挤出生产线的产量。不但显著地提高了生产效率，降低能耗，减少了挤出设备的投资，大幅度提高了经济效益，而且它能够使两种具有不同特性的材料在挤出过程中彼此复合在一起，使制品兼有两种不同材料的优良特性，在特性上进行互补，主型材用来制作门窗，不但隔热、保温、节约能源，还节约木材、钢材，是国家大力推广型材。聚甲基丙烯酸甲酯在聚氯乙烯异型主材的外侧即受太阳爆晒的部分，具有耐气候、耐燃、耐冲击等性能。

附图说明

图1 聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤异型材截面图，其中1-聚氯乙烯 2-聚甲基丙烯酸甲酯。

图2 本发明模具的主视图。

图3 本发明模具的俯视图，其中12-分流道A，13-分流道B。

图4是图3的A-A向剖视图，其中1-模头板A,2-模头板B,3-压缩板,4-分流板A, 5-分流板,B 6-发散板,7-连接头,8-型芯,9-镶件，10-聚甲基丙烯酸甲酯供料口，11-聚氯乙烯供料口。

图5是压缩板的主视图。

图6是压板板的左视图，其中14-聚甲基丙烯酸甲酯流道，15-聚氯乙烯流道。

图7是模头板B的主视图。

图8是模头板B的左视图，其中14-聚甲基丙烯酸甲酯流道，15-聚氯乙烯流道。

图9模头板A的主视图。

图10是模头板A的左视图，其中15-聚氯乙烯流道，17-出料口。

图11是图10中A部的局部放大图，其中14-聚甲基丙烯酸甲酯流道，16-共挤料汇流处。

图12是图9中B-B向剖视图，其中14-是聚甲基丙烯酸甲酯流道。

具体实施方式

下面结合附图1-12，以聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具为例，说明共挤出模具的设计制造过程，附图1就是一种聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤异型材截面图。在聚氯乙烯扇本体的外侧即受太阳爆晒的部分包覆分子量120000～180000的耐气候、耐燃、耐冲击的聚甲基丙烯酸甲酯（缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃）层，此层的厚度一般在0.2～0.5mm。聚氯乙烯是复杂中空异型主材，中空可以隔热、保温、为了增加强度添加钢衬，用来制作塑钢门窗，可以替代木材、钢材，是国家积极推广的材料。聚甲基丙烯酸甲酯在聚氯乙烯异型主材的外侧即受太阳爆晒的部分，具有耐气候、耐燃、耐冲击等性能。

根据客户技术合同和图纸要求确定参数：根据经验公式初步确定压缩比，一般取3～7，本实施例压缩比取4，初步确定出口间隙，初步确定入口型腔长度、分流型腔长度、压缩型腔长度、成型型腔长度，然后通过仿真软件进行优化分析，检查出口各处流动是否平衡、速度是否一致，否则要调整模具的结构参数，保证模头出口各处熔体均匀挤出。

图2就是本发明聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具的结构图。

该聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具，包括连接头7及其后的模具单体，所述模具单体依次设有发散板6、分流板B5、分流板A4、压缩板3、模头板B2、模头板A1，所述连接头7和模具单体内的空腔构成物料进出的流道，该流道内设置有型芯8和镶件9，所述连接头7上开有聚氯乙烯供料口11，所述模头板B2上开有聚甲基丙烯酸甲酯供料口10；所述流道包括聚氯乙烯流道15与聚甲基丙烯酸甲酯流道14，所述聚氯乙烯流道15与聚甲基丙烯酸甲酯流道14在模头板A1内汇流，所述汇流处为共挤料汇流处16，该共挤料汇流处16距模头板A1的出料口17所在平面有18-22mm，优选20 mm。该模具聚氯乙烯供料口11通过法兰盘与挤出机连接、聚甲基丙烯酸甲酯供料口10通过连接孔与另外一台挤出机连接，这样实现两台挤出机同时供料，熔融的聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯熔体在压力的作用下通过各自的流道，经过分流和压缩后，在模头板A1内汇流，经进一步的压缩与定型，从模头板A狭缝挤出，形成表面共挤塑料型坯，最后经过冷却定型后，形成图1所示截面形状的表面共挤塑料异型材。

所述分流板A和分流板B内均开有用于装配支撑型芯8的键槽。

所述流道内设有分流筋。

所述压缩板3上聚氯乙烯流道的入口尺寸比出口尺寸大。将熔体压缩，以获取足够的致密度。配合面还设计了螺纹通孔以及开启槽，用来装配和拆卸。本发明所述的压缩板3，出口面上还设计了聚甲基丙烯酸甲酯流道14，将来自模头板2熔融的聚甲基丙烯酸甲酯发散。

所述模具还包括两组模具单体。该两组模具单体共用同一个聚氯乙烯供料口11，该供料口11与两个分流道A12和分流道B13相连，每个分流道为一个模具单体供给聚氯乙烯。这样能在同一条挤出生产线上同时挤出两束图1所示聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯表面共挤异型材，相当于常规的两条挤出生产线的产量。

本发明所述的连接头7入口结构是根据客户挤出机型号来确定的，连接头7出口型腔是根据主型材形状、壁厚、速度、压缩比来设计，连接头7出口侧配合面还设计了螺纹孔，用来装配其右侧的模板。

本发明所述的发散板6，出入口型腔与连接头7出口型腔相同，通过型芯8尾锥把熔融的聚氯乙烯塑料熔体初步分流，配合面还设计了螺纹通孔以及开启槽，用来装配和拆卸。

本发明所述的分流板A4和分流板B5设计了键槽，用来装配支撑型芯8，型腔内设计了若干分流筋，将熔体分为几个几何特征相近的单元，用来分流、稳定熔融的塑料熔体，配合面还设计了螺纹通孔以及开启槽，用来装配和拆卸。

本发明所述的模头板B2、模头板A1与型芯8、镶件9构成的间隙区域属于成型段，是影响模具出料均匀性的最重要的区域，出料间隙必须均匀。各配合面还相应设计了螺纹孔、通孔、沉孔以及开启槽，用来装配和拆卸。

本发明所述的模头板B2、模头板A1除以上功能外，还设计了聚甲基丙烯酸甲酯流道14（共挤流道），模头板B2上设有聚甲基丙烯酸甲酯供料口10，共挤料聚甲基丙烯酸甲酯从模头板B2内的供料口经聚甲基丙烯酸甲酯流道14流出到压缩板3内的聚甲基丙烯酸甲酯流道14，再经模头板B2内的聚甲基丙烯酸甲酯流道14分流挤出。然后再经模头板A1内的聚甲基丙烯酸甲酯流道14压缩挤出，与聚氯乙烯流道在模头板A1内汇流，所述汇流处为共挤料汇流处16，该共挤料汇流处16距模头板A1上出料口17所在平面有18-22mm，优选20 mm。

本实施例模具周边还设计了起吊孔、测温孔、加热板安装孔（注：结构图中未画出）。

本实施例各模头板型腔以及模头板B2共挤流道采用慢走丝线切割加工，压缩板3共挤流道、模头板B2共挤流道1、模头板A1共挤流道采用加工中心加工，表面抛光以挤压绗磨机为主，各型腔表面粗糙度为:Ra0.1。

本实施例各模头板以及连接头7连接孔采用数控钻床加工，钳工装配时，型腔对齐，间隙均匀、尺寸符合图纸要求，对接处流道光滑过渡，配销钉、螺钉紧固。

本实施例模头完成装配后，在挤出生产线上进行成型调试，并对制品尺寸、性能检验，结果表明完全符合客户要求。

Claims

1.一种聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具，包括连接头及其后的模具单体，所述模具单体依次设有发散板、分流板B、分流板A、压缩板、模头板B、模头板A，所述连接头和模具单体内的空腔构成物料进出的流道，该流道内设置有型芯和镶件，其特征在于：所述连接头上开有聚氯乙烯供料口，所述模头板B上开有聚甲基丙烯酸甲酯供料口；所述流道包括聚氯乙烯流道与聚甲基丙烯酸甲酯流道，所述聚氯乙烯流道与聚甲基丙烯酸甲酯流道在模头板A内汇流，所述汇流处为共挤料汇流处，该共挤料汇流处距模头板A上出料口所在平面18-22mm。

2.根据权利要求1所述聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具，其特征在于：所述分流板A和分流板B内均开有用于装配和支撑型芯的键槽。

3.根据权利要求2所述聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具，其特征在于：所述流道内设有分流筋。

4.根据权利要求2或3所述聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具，其特征在于：所述压缩板上聚氯乙烯流道的入口尺寸比出口尺寸大。

5.根据权利要求4所述聚氯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯共挤出模具，其特征在于：所述模具还包括两组模具单体。