專利名稱：一種微發泡注射成型螺桿的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種注射成型螺桿，特別是涉及一種適用于微發泡注射成型的螺桿。
背景技術：
微發泡注塑成型技術是20世紀80年代發展起來的一項新型綠色注塑技術，通過在熔體中引入超臨界氣體發泡劑，得到的微孔發泡塑料疲勞壽命可以延長5倍，斷裂韌性可提高近4倍，沖擊強度可提高6 7倍。這種新型的加工技術大幅改善了制品的使用性能，是非常具有發展前景的綠色塑料成型加工技術。在成型加工過程中，螺桿的主要功能是將固體原料熔融塑化，并穩定地向前輸送熔體。微發泡注射成型在熔體中充入超臨界氣體發泡劑，超臨界氣體必須均勻分散在聚合物熔體內，形成聚合物/超臨界氣體均相體系，從而在發泡時得到泡孔均勻致密的微孔結構。均相體系的形成是發泡過程的關鍵，直接影響泡孔的成核和長大定型，因此螺桿混合均化能力直接影響著均相體系的形成和質量。傳統的注射成型螺桿結構簡單，無法高效地混合均化超臨界氣體，快速形成均勻穩定的均相體系，影響了微發泡注射成型制品的成型質量和使用性能。
發明內容
本發明的目的在于提出一種微發泡注射成型螺桿，該螺桿能夠克服傳統螺桿混合均化能力不足的缺點，大幅提高螺桿的混合均化效果，使超臨界氣體快速均勻分布在聚合物熔體中，形成穩定的聚合物/超臨界氣體均相體系；同時由于在螺桿進氣位置增加止逆結構，可以有效地防止熔體回流堵塞進氣通道，保證微發泡注射過程的連續穩定；這種微發泡注射螺桿可以廣泛地應用于各種類型的微發泡注射機。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案一種微發泡注射成型螺桿，主要由后螺桿、后定位環、后止逆環、后混煉段、前混煉段、前螺桿、前定位環、前止逆環和螺桿頭組成；后螺桿的尾部帶有鍵槽，通過鍵槽和鍵安裝在注射機上；后螺桿的尾部帶有鍵槽，通過鍵槽和鍵安裝在注射機上；后止逆環和后定位環套在后混煉段后階梯軸上，后階梯軸末端用螺紋同后螺桿頭部相連，前混煉段通過鍵套在后混煉段前階梯軸上，前階梯軸前端用螺紋同前螺桿尾部相連，前止逆環和前定位環套在螺桿頭階梯軸上，螺桿頭階梯軸用螺紋同前螺桿頭部相連；前止逆環和后止逆環在階梯軸上可以軸向移動，后混煉段和前混煉段采用斜槽屏障結構，后混煉段和前混煉段的前后兩端交替開出進、出料槽，進出斜槽之間的凸棱高度小于混煉段螺棱高度，這是熔體進出斜槽的通道；斜槽角度大于后螺桿螺紋的輸送角，斜槽寬度和后螺桿螺槽寬度相同，斜槽深度同前螺桿螺槽深度一致；后混煉段采用同螺桿旋向相同的正向斜槽，前混煉段采用反向斜槽。本發明一種微發泡注射成型螺桿的后混煉段和前混煉段斜槽，斜槽深度可以根據加工材料特性改變，為保持聚合物熔體壓力密度穩定，斜槽深度應同前螺桿螺槽深度相同。本發明一種微發泡注射成型螺桿的后混煉段和前混煉段斜槽，斜槽截面可以是圓柱形、圓錐形，或者前端是圓柱形后端是圓錐形。本發明一種微發泡注射成型螺桿的后混煉段和前混煉段斜槽，進出斜槽之間的凸棱表面可以是水平面，或者帶有一定斜度的錐面，也可以是帶有一定弧度曲面，還可以是高度逐漸變化的階梯形面。本發明一種微發泡注射成型螺桿的前混煉段，還可以采用半圓鍵、花鍵、銷釘和嵌件連接在后混煉段的前階梯軸上。本發明一種微發泡注射成型螺桿的后混煉段和前混煉段，兩者的排列順序可以相反，即均相體系先經過反向斜槽后再經過正向斜槽，優選正向排列。本發明一種微發泡注射成型螺桿的后混煉段和前混煉段，后混煉段的長度應大于或者等于前混煉段的長度，混煉段的長度可以根據加工需要選擇。由以上技術方案可知，本發明與現有技術相比，螺桿進氣處增加止逆環，可以有效地避免熔體逆流堵塞氣道，前混煉段和后混煉段采用方向相反的斜槽，增加了螺桿的混合均化能力；超臨界氣體進入機筒后在螺桿的剪切擠壓作用下迅速分散到熔體中，超臨界氣體/熔體混合體系被分成若干股進入后混煉段的入料槽，隨著螺桿的轉動，超臨界氣體/熔體混合體系越過凸棱進入出料槽，在超臨界氣體/熔體混合體系翻越凸棱的過程中不斷發生空間位置的變化，均化分散了熔體內的超臨界氣體；前混煉段采用反向斜槽，超臨界氣體 /熔體混合體系進入到前混煉段入料槽時改變了原來的運動方向，同時還要不斷翻越凸棱流入出料槽，這兩次運動方向的改變使超臨界氣體/熔體混合體系不斷地產生速度和空間位置的變換，進一步的提高了超臨界氣體在熔體內的分散性，獲得混合均勻的超臨界氣體/ 熔體均相體系；前螺桿使混合體系的壓力速度逐漸穩定，保證了注射成型過程中超臨界氣體/熔體混合體系的定量定壓。
圖1是本發明一種微發泡注射成型專用螺桿的示意圖。圖2是圖1所示本發明一種微發泡注射成型專用螺桿的A-A剖視圖。圖3是本發明一種微發泡注射成型專用螺桿的前混煉段示意圖。圖中，1-后螺桿，2-后定位環，3-后止逆環，4-后混煉段，5-前混煉段，6_前螺桿， 7-前定位環，8-前止逆環，9-螺桿頭，11-后階梯軸，12-后階梯軸螺紋，13-平鍵，14-前階梯軸，15-前階梯軸螺紋，20-斜槽，21-進料槽，22-凸棱，23-出料槽。
具體實施例方式如圖1所示，一種微發泡注射成型螺桿，主要由后螺桿1、后定位環2、后止逆環3、 后混煉段4、前混煉段5、前螺桿6、前定位環7、前止逆環8和螺桿頭9組成；后螺桿1的尾部帶有鍵槽，通過鍵槽和鍵安裝在注射機上；后螺桿1的頭部帶有螺紋孔，后混煉段4的尾部帶有后階梯軸11，后階梯軸11的端部帶有后階梯軸螺紋12，后定位環2和后止逆環3依次套在后混煉段4的后階梯軸11上，后混煉段4通過后階梯軸11連接在后螺桿1上；后混煉段4的頭部帶有前階梯軸14，前階梯軸14的端部帶有前階梯軸螺紋15，前螺桿6的尾部帶有螺紋孔，前混煉段5通過平鍵13套在后混煉段4的前階梯軸14上，后混煉段4通過前階梯軸螺紋15連接在前螺桿6上，如圖2所示；前螺桿6的頭部帶有螺紋孔，螺桿頭9的尾部帶有階梯軸，軸的端部帶有螺紋，前定位環7和前止逆環8依次套在螺桿頭9階梯軸上， 螺桿頭9通過階梯軸連接在前螺桿6上；后混煉段4和前混煉段5采用斜槽屏障，如圖3所示，后混煉段4和前混煉段5的左右兩端交替開出四個進料槽21和出料槽23，進料槽21和出料槽23之間的凸棱22小于混煉段直徑；斜槽20角度大于前螺桿6和后螺桿1的螺紋輸送角，斜槽20寬度和前螺桿6和后螺桿1的螺槽寬度相同，斜槽20深度同前螺桿6和后螺桿1 一致；后混煉段4同后螺桿1旋向相同，前混煉段5旋向相反。本發明的后混煉段4和前混煉段5斜槽20，斜槽20深度可以根據加工材料特性改變，為保持聚合物熔體壓力密度穩定，斜槽20深度應同前螺桿6螺槽深度相同。本發明的后混煉段4和前混煉段5斜槽20，斜槽20可以使圓柱形、圓錐形，或者將兩者配合使用，前端是圓柱形后端是圓錐形。本發明的前混煉段4，還可以采用半圓鍵、花鍵、銷釘和嵌件連接在后混煉段4的前階梯軸14上。本發明的后混煉段4和前混煉段5的斜槽20，進出斜槽20之間的凸棱22表面可以是水平面，或者帶有一定斜度的錐面，也可以是帶有一定弧度曲面，還可以是高度逐漸變化的階梯形面。本發明的后混煉段4和前混煉段5，斜槽20方向可以互換，即來自后螺桿1的熔體先經過反向斜槽后經過正向斜槽。本發明的后混煉段4和前混煉段5，后混煉段4的長度應大于或者等于前混煉段5 的長度，混煉段的長度可以根據加工需要選擇。工作時，聚合物固體顆粒在機筒加熱和后螺桿1的剪切作用下熔融塑化，并穩定的向前輸送，在后定位環2處通入超臨界氣體，由于氣體的壓力作用，后止逆環3向后運動封閉螺桿的輸送通道，從而在后止逆環3前端形成密閉高壓空間由于氣體的壓力作用，超臨界氣體/熔體混合體系進入后混煉段4后被分成若干股進入后混煉段4的入料槽21，如圖3所示，隨著螺桿的轉動，超臨界氣體/熔體混合體系越過凸棱22進入出料槽23，前混煉段5采用反向斜槽，超臨界氣體/熔體混合體系進入到前混煉段5入料槽21時改變了原來的運動方向，同時不斷還要翻越凸棱22進入出料槽23 ；前螺桿6使超臨界氣體/熔體混合體系的壓力速度逐漸穩定，最后通過前定位環7、前止逆環8和螺桿頭9，在注射機壓力作用下注入模具中。
權利要求
1.一種微發泡注射成型螺桿，其特征在于主要由后螺桿、后定位環、后止逆環、后混煉段、前混煉段、前螺桿、前定位環、前止逆環和螺桿頭組成；后螺桿的尾部帶有鍵槽，后螺桿、后定位環、后止逆環、后混煉段、前混煉段、前螺桿、前定位環、前止逆環和螺桿頭通過階梯軸和螺紋依次連接；后混煉段和前混煉段采用斜槽屏障，后混煉段和前混煉段的左右兩端交替開出四個進、出料槽，料槽之間的凸棱小于混煉段直徑；后混煉段和前混煉段斜槽角度大于后螺桿螺紋的升角，斜槽寬度和同前螺桿螺槽寬度相同；其中后混煉段采用同螺桿旋向相同的正向斜槽，前混煉段采用反向斜槽。
2.根據權利要求1所述的一種微發泡注射成型螺桿，其特征在于所述的后混煉段和前混煉段斜槽，斜槽深度應同前螺桿螺槽深度相同。
3.根據權利要求1所述的一種微發泡注射成型螺桿，其特征在于所述的后混煉段和前混煉段斜槽，斜槽截面可以是圓柱形、圓錐形，或者前端是圓柱形后端是圓錐形。
4.根據權利要求1所述的一種微發泡注射成型螺桿，其特征在于所述的前混煉段，還可以采用半圓鍵、花鍵、銷釘和嵌件連接在后混煉段的前階梯軸上。
5.根據權利要求1所述的一種微發泡注射成型螺桿，其特征在于所述的后混煉段和前混煉段斜槽，進出斜槽之間的凸棱表面可以是水平面，或者帶有一定斜度的錐面，也可以是帶有一定弧度曲面，還可以是高度逐漸變化的階梯形面。
6.根據權利要求1所述的一種微發泡注射成型螺桿，其特征在于所述的后混煉段和前混煉段斜槽，兩者的排列順序可以相反，即均相體系先經過反向斜槽后經過正向斜槽，優選正向排列。
7.根據權利要求1所述的一種微發泡注射成型螺桿，其特征在于所述的后混煉段和前混煉段斜槽，后混煉段的長度應大于或者等于前混煉段的長度，混煉段的長度可以根據加工需要選擇。
全文摘要
本發明公開了一種微發泡注射成型螺桿，該螺桿主要由后螺桿、后定位環、后止逆環、后混煉段、前混煉段、前螺桿、前定位環、前止逆環和螺桿頭組成；后混煉段和前混煉段采用斜槽屏障，混煉段的左右兩端交替開出四個進、出料槽，進出斜槽之間的凸棱小于混煉段直徑，其中后混煉段采用同螺桿旋向相同的正向斜槽，前混煉段采用反向斜槽。該螺桿能夠大幅提高螺桿的混合均化效果，使超臨界氣體快速均勻分布在聚合物熔體中，形成穩定的聚合物熔體/超臨界氣體均相體系；同時由于在進氣位置采用止逆，可以有效地防止熔體回流堵塞進氣通道；這種新型的微發泡注射螺桿可以的廣泛的應用于各種類型的微發泡注射機。
文檔編號B29C45/60GK102205609SQ20111009728
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月19日 優先權日2011年4月19日
發明者丁玉梅, 楊衛民, 謝鵬程, 邊智 申請人:北京化工大學