一種用于注射薄塑料部件的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及塑料注射技術領域，具體地用于制造用于機動車輛的光學器件的塑料 部件。
【背景技術】
[0002] 現有技術已知一種注射塑料制品的單元，其具有包括材料入口和出口的注射筒以 及容納在該注射筒中的往復螺桿。這種螺桿為蝸桿類型的螺桿，用于混合塑料并用于從材 料入口向材料出口傳送塑料，然后將塑料注射入模具。
[0003] 塑料以塑料料粒的形式加入注射單元。術語"料粒"的含義是尺寸大于約0. 5mm的 元件，優選地大于1mm，更優選地甚至等于約2mm。
[0004] 添加劑，例如染料、增塑劑等，也可加入該裝置。
[0005] 然而，人們越來越多地力圖降低用于生產給定部件的塑料的量，并由此以降低生 產成本和部件的重量，而保持部件良好的機械性能。
[0006] 然而，當期望降低部件的壁的厚度時，要求材料所注射入的模具的腔更薄。然而這 種更薄的腔對熔融塑料的流動形成更大的阻力。這需要更大的注射壓力，導致需要更大功 率并通常更大的注射單元。
[0007] 為了避免增加給定注射單元的壓力，可以降低所注射塑料的粘性。然而，注射期間 粘性的降低常常以一旦冷卻后部件的機械性能損失為代價。
[0008] 可以想象采用多點注射將塑料注入模具，而不改變所注射塑料的粘性。然而，這種 方法將導致形成使部件變弱的線，被稱為熔接線。此外，這些熔接線從美觀角度常常不可接 受。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的是提出一種用于注射塑料部件的方法，能夠生產壁厚降低并保持良 好機械性能的塑料部件。
[0010] 為此目的，本發明的一個主題是一種利用注射單元單元注射塑料部件的方法，注 射單元包括材料入口、朝向模具的材料出口和用于在材料入口和材料出口之間傳送材料的 裝置，所述方法包括下述步驟：
[0011] -產生混合物，混合物包括熱塑性聚合物料粒和過氧化物料粒，混合物包括重量比 0.5% -10 %的過氧化物；
[0012] -將混合物加入塑料注射單元的入口；
[0013] -在注射單元內傳送混合物，同時在混合物在注射單元內的移動期間漸漸提高混 合物的溫度，溫度增長使得在混合物離開注射單元之前至少重量比90%的過氧化物被分 解；
[0014] -通過注射單元的出口將混合物注射入模具。
[0015] 由于本發明的方法，以料粒形式加入到注射單元內的過氧化物和塑料相互反應。
[0016] 通過在混合物在注射單元內的移動期間使混合物的溫度逐漸升高，在注射單元 內，該單元的入口和出口之間，形成溫度梯度；這也被稱作溫度曲線或熱曲線。在本實例中， 在注射單元的入口和出口之間，溫度曲線是上升的。
[0017] 選定熱曲線起點的溫度使在注射單元內過氧化物和塑料的相互反應能夠盡快開 始，以便在注射單元傳送裝置內盡快引起相互反應和分配不均勻的混合物的效應，例如蝸 桿的行程。
[0018] 然而，考慮混合物中過氧化物的量、料粒的尺寸和溫度曲線，在注射單元中獲得的 混合物在物理上是不均勻的，也就是說，不是所有的塑料都與過氧化物反應：只有在過氧化 物和塑料之間直接接觸的區域進行兩種復合物之間的反應。因此，在注射單元的出口，仍有 一部分塑料未與過氧化物接觸。因此，與過氧化物反應的部分塑料和未與過氧化物接觸的 部分塑料具有不同的物理特性。
[0019] 注射單元通常被分為三個連續的區域：與材料入口鄰近的進料區、受壓區和與材 料出口鄰近的均化區。
[0020] 在進料區，更多的流體相被形成，小批量地出現在混合物中。這些更多的流體相主 要由塑料和已經在表面與塑料料粒通過破壞聚合物鏈而反應的過氧化物形成，例如通過聚 合物的中間，具體地通過β裂解反應來實現。該相比由還未與過氧化物反應的塑料形成的 相更加流體化。
[0021] 此后，沿著螺桿對混合物的傳送（也稱作運輸）和混合導致更多的流體相的剪切 擴散以及還未與塑料反應的過氧化物的分布。這樣，還未反應的過氧化物將與更多的塑料 接觸，并與其反應，增加了更多的流體相的量。同時，這些更多的流體相趨于覆蓋還未與過 氧化物接觸的塑料。
[0022] 通過在塑料料粒之間形成粘性比塑料的粘性低的膜，過氧化物與部分塑料的反應 降低了混合物的粘性。該膜對應于更多的流體相。在將混合物注射入模具期間，該膜將在模 具內充當潤滑劑。因此混合物可被注射入模具中，以形成厚度減小的部件，例如小于2_的 部件，而不必在將混合物注射入模具期間施加非常高的壓力。而且，因為混合物更流體化， 因此可更容易地填入模具的腔內。
[0023] 然而，由于不是所有的塑料都與過氧化物反應，注射后的部件與那些沒有添加過 氧化物的部件保持相似的機械性能，或者甚至相同的機械性能。
[0024] 實際上，由于混合物的不均勻性，冷卻后的混合物的機械性能不像均勻混合物那 樣與粘性降低成比例地降低。
[0025] 在注射之后，在塑料部件的冷卻期間，分解的過氧化物繼續與聚合物鏈反應，并在 鏈之間形成交聯，這也使改進一旦冷卻后的部件的機械性能成為可能。
[0026] 這樣，通過與塑料注射領域通常的實踐相反，也就是說尋找盡可能均勻的混合物 的實踐，本發明的方法能夠以標準的注射單元生產薄的塑料部件，其機械性能在注射并冷 卻后不會明顯降低或根本不降低，其具有均勻的表面外觀。
[0027] 而且，注射方法可包括一個或更多個下面的單獨的或組合的特征：
[0028] -塑料和過氧化物料粒的尺寸相近。這樣發生在不同尺寸的料粒中的兩種復合物 的分離現象可以被削弱。而且，混合物的分布得以保持，而沒有由于重力或靜電力產生的不 同性質的料粒之間的分離。
[0029] -料粒的尺寸大于0· 5mm，優選大于1mm，更優選等于約2mm。因此能夠使用標準尺 寸的料粒進行塑料注射。由此，該方法不會產生與特殊尺寸的料粒相關的額外的花費。
[0030] -混合物包括重量比0. 5% -5%的過氧化物。混合物粘性的降低進一步是有利的， 獲得了聚合物機械性能的保持。例如，為了生產機動車輛前照燈外殼，可以使用包含重量比 1% -1. 5%的過氧化物的混合物。
[0031] -用于在注射單元內傳送混合物的裝置包括蝸桿。這樣使用包括簡單并有效的傳 送裝置的標準的注射單元。用于傳送混合物的這些裝置也是用于在注射單元內混合混合物 的裝置。
[0032] -在混合物離開注射單元之前，至少重量比95%的，優選至少重量比98%的過氧 化物被分解。這樣改善了本方法的效率，并且過氧化物的量可有利地降低。由此，在注射單 元內過氧化物和塑料之間的相互反應完全被啟動。
[0033] -注射單元包括至少兩個用于加熱容納在注射單元內的混合物的加熱帶，在第一 加熱帶和塑料離開注射單元的出口之間，溫度上升20°C-6(TC，其中第一加熱帶定位在接 近塑料進入注射單元的入口的位置。例如通過注射單元的加熱帶施加的溫度曲線為范圍從 200°C -225°C的上升的溫度曲線。由于這種溫度上升，在注射單元中獲得不均勻的混合物。
[0034] -混合物進入和離開注射單元的時間間隔為小于15分鐘，優選地小于10分鐘。過 氧化物可以分解并與塑料反應，以降低注射單元內混合物的粘性。
[0035] -塑料選自聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯。這 些塑料是經常使用的，尤其是用于生產機動車輛的部件。
[0036] -過氧化物選自十小時半衰期溫度大于或等于90°C，優選大于或等于IKTC的過 氧化物。根據所使用的塑料選擇十小時半衰期溫度。在具有半衰期溫度大于90°C的過氧化 物之中，可以為叔烷基過氧化酯、二-(叔烷基）過氧縮酮和二-叔烷基過氧化酯。十小時 半衰期溫度含義是在該溫度下十小時后50%的過氧化物被分解。
[0037] -混合物還包括塑料增強物，例如滑石或玻璃纖維。增強物使得能夠增強成形部件 的機械性能。
[0038] 本發明的另一個主題