一種生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，屬于高分子材料成型加工技術(shù)領(lǐng)域，該模壓裝置包括模壓機(jī)和模具，所述模壓機(jī)包括動模板和靜模板，靜模板上固定有上模板底板，動模板上固定有下模板底板；所述模具包括上模板、下模板和頂出設(shè)備，上模板可拆卸連接在上模板底板下側(cè)，下模板通過支撐板固定在下模板底板，下模板上部通過卡槽連接有凹槽板，頂出設(shè)備設(shè)置在下模板與下模板底板之間；上模板設(shè)有1~3個進(jìn)料口，進(jìn)料口的滑道內(nèi)滑動嵌有滑塊，滑塊的外端連接有驅(qū)動設(shè)備。利用擠?注?壓法將本發(fā)明提供的模壓裝置與擠出機(jī)、儲料桶結(jié)合，在上模板上設(shè)置多個進(jìn)料口，采用多臺設(shè)備為模具供料，可以生產(chǎn)較大尺寸木塑板材。
【專利說明】
一種生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料成型加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]木塑復(fù)合材料是以木質(zhì)材料和熱塑性塑料為主要原料制備的復(fù)合材料，具有使用壽命長、美觀、造價低、防蟲、防腐、可噴涂、可與木材一樣進(jìn)行加工、粘接和固定等優(yōu)點(diǎn)，特別是在采用廢舊塑料與木材加工剩余物或秸桿作為主要原料時，還具有資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)方面的突出優(yōu)勢。因此，木塑復(fù)合材料在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，例如門窗、地板、墻壁的建筑材料、艦船材料、柵欄材料、家具材料和汽車材料等。
[0003]目前，木塑復(fù)合材料制品普遍采用擠出成型和模壓成型。擠出成型的加工周期短、工藝簡單，但是擠出成型壓力小，產(chǎn)品受壓時間短，產(chǎn)品密實(shí)度低，產(chǎn)品容易出現(xiàn)回彈。模壓成型是將木塑混合物料放入模具型腔中，然后閉模加熱、加壓，讓物料在模具中熔融、冷卻、定型，再經(jīng)脫模得到制品。由于木粉或其他生物材料表面粗糙(摩擦力大)，與高分子基相容性差，同時木粉或其他生物材料流動性差，因此現(xiàn)有的模壓成型技術(shù)不能生產(chǎn)大尺寸木塑制品，并且制得的木塑復(fù)合板材密度大、力學(xué)性能差、易翹曲變形，特別是用在建筑模板等高承載力條件下，更不能滿足材料的使用要求。因此，急需研發(fā)出可以生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的設(shè)備來滿足市場需求。同時，模壓成型大尺寸板材時一次性需要熔融的木塑材料數(shù)量較多，目前的塑料加工設(shè)備還無法將十幾公斤的木塑材料一次性快速熔融塑化，從而導(dǎo)致無法連續(xù)性生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置。
[0005]基于上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，包括模壓機(jī)和模具，所述模壓機(jī)包括動模板和靜模板，靜模板上固定有上模板底板，動模板上固定有下模板底板;所述模具包括上模板、下模板和頂出設(shè)備，所述上模板與下模板上設(shè)有油道，通過流經(jīng)油道的導(dǎo)熱油控制模具溫度。上模板可拆卸連接在上模板底板底面，下模板通過支撐板固定在下模板底板頂面，下模板上部通過卡槽連接有凹槽板，頂出設(shè)備設(shè)置在下模板與下模板底板之間；上模板設(shè)有卜3個進(jìn)料口，滑道整體為十字型，滑道的上半部分為階梯設(shè)置，滑塊為十字型，滑道與滑塊配合能實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)向和密封作用，滑塊的一端嵌合在滑道內(nèi)，另一端(外端)伸出上模板并連接有進(jìn)料油缸，滑道與滑塊配合能夠有效實(shí)現(xiàn)進(jìn)料口的閉合與開啟。
[0006]進(jìn)一步地，所述凹槽板上表面設(shè)有網(wǎng)格式凹槽，可以在木塑復(fù)合板材表面形成加強(qiáng)筋，所述頂出設(shè)備為頂桿式頂出設(shè)備，凹槽內(nèi)設(shè)有與頂桿式頂出設(shè)備滑動配合的通孔。
[0007]進(jìn)一步地，所述頂桿式頂出設(shè)備包括脫模油缸和固定在脫模油缸上部的頂板，頂板上方設(shè)有頂桿，頂桿上端與凹槽上的通孔滑動配合，頂桿均勻分布在板材上，能保證脫模時受力均勻，避免因頂出受力不均導(dǎo)致產(chǎn)品翹曲變形，脫模油缸的缸體固定在油缸固定板上，油缸固定螺栓依次穿過油缸固定板、頂板后固定在下模板底部，，油缸固定板和下模板與油缸固定螺栓螺紋連接，頂板可沿著油缸固定螺栓上下移動;頂板上設(shè)有階梯狀導(dǎo)向孔，導(dǎo)向螺栓穿過導(dǎo)向孔后與下模板螺紋連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述凹槽板上表面還可以設(shè)有呈蜂窩狀排布的凸起;所述頂出設(shè)備為頂板式頂出設(shè)備。
[0009]進(jìn)一步地，所述頂板式頂出設(shè)備包括頂板、固定在頂板下部的頂桿和脫模油缸，頂板設(shè)于下模板上方，頂板上設(shè)有通孔，通孔與凹槽板的凸起滑動配合，脫模時，蜂窩的凸起還起到導(dǎo)向頂板的作用。頂桿下端固定在頂桿固定板上，頂桿固定板設(shè)于下模板下方，脫模油缸頂部固定在頂桿固定板下方，脫模油缸通過螺栓固定在下模板底板上。
[0010]進(jìn)一步地，上模板與下模板之間通過若干個導(dǎo)向柱導(dǎo)向活動連接。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明提供的模壓設(shè)備通過驅(qū)動設(shè)備前后運(yùn)動，推拉滑塊控制進(jìn)料口的開合，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)料口的自動開閉，節(jié)約空間、時間，提高熔接痕強(qiáng)度；同時，滑道整體為十字型，滑道的上半部分為階梯設(shè)置，滑塊為十字型，滑道與滑塊配合能實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)向和密封作用。
[0012](2)本發(fā)明通過卡槽將凹槽板連接在下模板上，方便根據(jù)需要更換不同形狀的模具，生產(chǎn)不同形狀的木塑復(fù)合板材，采用網(wǎng)格式凹槽板，可以在木塑復(fù)合板材表面形成加強(qiáng)筋，在增強(qiáng)板材強(qiáng)度的同時減少原料用量;采用設(shè)有呈蜂窩狀排布的凸起的凹槽板，可以生產(chǎn)半蜂窩狀的木塑復(fù)合板材，在保證板材強(qiáng)度的前提下，減少原料用量。
[0013](3)生產(chǎn)時，按照一定配比將木粉、塑料和功能助劑等在混料機(jī)中進(jìn)行混合，將木塑混合物料加入到擠出機(jī)中進(jìn)行塑化，擠出機(jī)將塑化好的木塑混合物料擠出到儲料桶中進(jìn)行保溫儲存，待儲料桶內(nèi)木塑熔體體積達(dá)到所需要求，打開上模板進(jìn)料口滑塊，擠壓油缸將儲料桶定量的木塑熔體注入到下方模具型腔中。控制進(jìn)料口驅(qū)動設(shè)備推動進(jìn)料口滑塊閉合，模壓機(jī)啟動閉合模具，在工藝要求壓力和溫度下冷卻定型。開模后頂出裝置啟動取出板材，放入冷卻定型裝置繼續(xù)進(jìn)行冷卻。利用擠-注-壓法將本發(fā)明提供的模壓裝置與擠出機(jī)、儲料桶結(jié)合，在上模板上設(shè)置多個(I個或2個或3個)進(jìn)料口，采用多臺設(shè)備為模具供料，可以生產(chǎn)較大尺寸木塑板材，本發(fā)明制備的木塑板材尺寸能達(dá)到1200*2400*15以上，常規(guī)方法因熔體流動性差，生產(chǎn)困難。
[0014]綜上所述，利用本發(fā)明提供的模壓設(shè)備生產(chǎn)的木塑復(fù)合板材具有抗沖擊性高、吸水性低和收縮率小的特點(diǎn)，沖擊強(qiáng)度達(dá)到4.2KJ/m2以上，在-4?60°C環(huán)境下收縮率僅為
0.71%o
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是上模板的俯視圖；
圖3是上模板的剖面圖；
圖4是滑道和滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是實(shí)施例1的模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是圖5中凹槽板的俯視圖； 圖7是實(shí)施例2的模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是圖7中凹槽板的俯視圖。
[0016]其中，進(jìn)料口I，模壓機(jī)2，上模板底板3，滑塊4，進(jìn)料油缸5，上模板6，滑道61，導(dǎo)向柱7，下模板8，支撐板11，下模板底板12;
實(shí)施例1中，頂桿式頂出設(shè)備A9，頂桿A91，頂板A92，油缸固定螺栓A93，油缸固定板A94，脫模油缸A95，導(dǎo)向螺栓A96，凹槽板Al O，通孔Al OI，凹槽Al 02;
實(shí)施例2中，頂板式頂出設(shè)備B9，頂桿B91，頂板B92，脫模油缸B95，頂桿固定板B97，，頂桿墊板B98，凹槽板B1，凸起B(yǎng)1I。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]實(shí)施例1
一種生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1-6所示，包括模壓機(jī)2和模具，所述模壓機(jī)2包括動模板和靜模板，靜模板上固定有上模板底板3，動模板上固定有下模板底板12。
[0019]所述模具包括上模板6、下模板8和頂桿式頂出設(shè)備A9，上模板6與下模板8之間通過若干個導(dǎo)向柱7導(dǎo)向活動連接;上模板6與下模板8上設(shè)有油道，通過流經(jīng)油道的導(dǎo)熱油控制模具溫度。
[0020]上模板6可拆卸連接在上模板底板3下側(cè)，上模板6設(shè)有I?3個進(jìn)料口1(根據(jù)木塑熔體體積選擇I個或2個或3個進(jìn)料口 I，每個進(jìn)料口 I連接一套供料設(shè)備)，滑道61整體為十字型，滑道61的上半部分為階梯設(shè)置，滑塊4為十字型，滑道61與滑塊4配合能實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)向和密封作用，滑塊4的一端嵌合在滑道61內(nèi)，另一端(外端)伸出上模板6并連接有進(jìn)料油缸5。模壓設(shè)備通過進(jìn)料油缸5前后運(yùn)動，推拉滑塊4控制進(jìn)料口 I的開合，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)料口 I的自動開閉，節(jié)約空間、時間，提高熔接痕強(qiáng)度。
[0021]下模板8通過支撐板11固定在下模板底板12，支撐板11同時具有導(dǎo)向頂板A92的作用，下模板8上部通過卡槽連接有凹槽板AlO，其結(jié)構(gòu)如圖6所示，凹槽板AlO上表面設(shè)有網(wǎng)格式凹槽A102，可以在木塑復(fù)合板材表面形成加強(qiáng)筋，凹槽A102內(nèi)設(shè)有通孔AlOl。
[0022]下模板8與下模板底板12之間設(shè)有頂桿式頂出設(shè)備A9，頂出設(shè)備包括脫模油缸A95和固定在脫模油缸A95上部的頂板A92，頂板A92上方設(shè)有頂桿A91，頂桿A91上端與凹槽A102上的通孔AlOl滑動配合，頂桿A91均勻分布在板材上，能保證脫模時受力均勻，避免因頂出受力不均導(dǎo)致產(chǎn)品翹曲變形，脫模油缸A95的缸體固定在油缸固定板A94上，油缸固定螺栓A93依次穿過油缸固定板A94、頂板A92后固定在下模板8底部，油缸固定板A94和下模板8與油缸固定螺栓A93螺紋連接，頂板A92可沿著油缸固定螺栓A93上下移動;頂板A92上設(shè)有階梯狀導(dǎo)向孔，導(dǎo)向螺栓A96穿過導(dǎo)向孔后與下模板8螺紋連接。
[0023]采用本發(fā)明提供的模壓裝置(如圖1-6所示)生產(chǎn)大尺寸帶加強(qiáng)筋木塑復(fù)合板的過程為:
I)將干燥好的木粉與共聚聚丙烯、玻璃纖維、鈦白粉、穩(wěn)定劑、抗氧劑按照質(zhì)量比45:45:5:1:2:2在高速混料機(jī)中混合5?I Omin。
[0024]2)將步驟I)中混合料加入到擠出機(jī)，在185?200°C下熔融共混得到木塑熔體。
[0025]3)擠出機(jī)將塑化過的木塑熔體擠入到儲料桶中，溫度保持在195?200°C之間。
[0026]4)待多個儲存木塑熔體達(dá)到所需體積或達(dá)到位移傳感器設(shè)定限值，儲料桶出料口閥門和上模板6的進(jìn)料口 I滑塊4打開，啟動輸送設(shè)備，將儲料桶內(nèi)的木塑熔體通過多個進(jìn)料口 I快速注入其下方模具型腔中，實(shí)現(xiàn)多臺設(shè)備同時為模具供料。
[0027]5)儲料桶出料口關(guān)閉，控制進(jìn)料油缸5推動滑塊4閉合上模板6的進(jìn)料口 I，擠出機(jī)繼續(xù)將塑化好的木塑熔體擠出到儲料桶中。
[0028]6)模壓機(jī)2啟動閉合模具，木塑熔體在模具中進(jìn)行冷卻定型，其中:模具溫度75°C，壓力5Mpa，保壓時間5min。
[0029]7)待木塑板材在模具中冷卻定型后，模壓機(jī)2啟動打開模具，頂出裝置啟動，將板材從模具中頂出并轉(zhuǎn)移到冷卻裝置進(jìn)行冷卻定型。
[0030]制備出的帶加強(qiáng)筋的共聚聚丙稀基木塑復(fù)合板材(其板材厚度在之間)的力學(xué)性能如下:加強(qiáng)筋PP基木塑復(fù)合板材的拉伸強(qiáng)度25MPa、彎曲強(qiáng)度60MPa、彎曲模量3700MPa、沖擊強(qiáng)度5.4KJ/m2、收縮率為0.56% (室溫20°0模具75°C )。
[0031]實(shí)施例2
一種生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，其結(jié)構(gòu)如圖7和8所示，包括模壓機(jī)2和模具，所述模壓機(jī)2的結(jié)構(gòu)與圖1中模壓機(jī)2的結(jié)構(gòu)一致，包括動模板和靜模板，靜模板上固定有上模板底板3，動模板上固定有下模板底板12。
[0032]所述模具包括上模板6、下模板8和頂板式頂出設(shè)備B9，上模板6與下模板8之間通過若干個導(dǎo)向柱7導(dǎo)向活動連接;上模板6與下模板8上設(shè)有油道，通過流經(jīng)油道的導(dǎo)熱油控制模具溫度。
[0033]上模板6可拆卸連接在上模板底板3下側(cè)，上模板6設(shè)有I?3個進(jìn)料口1(根據(jù)木塑熔體體積選擇I個或2個或3個進(jìn)料口 I，每個進(jìn)料口 I連接一套供料設(shè)備)，滑道61整體為十字型，滑道61的上半部分為階梯設(shè)置，滑塊4為十字型，滑道61與滑塊4配合能實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)向和密封作用，滑塊4的一端嵌合在滑道61內(nèi)，另一端(外端)伸出上模板6并連接有進(jìn)料油缸
5。模壓設(shè)備通過進(jìn)料油缸5前后運(yùn)動，推拉滑塊4控制進(jìn)料口 I的開合，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)料口 I的自動開閉，節(jié)約空間、時間，提高熔接痕強(qiáng)度。
[0034]下模板8通過支撐板11固定在下模板底板12，支撐板11同時具有導(dǎo)向頂板B92的作用，下模板8上部通過卡槽連接有凹槽板BlO，其結(jié)構(gòu)如圖8所示，凹槽板BlO上表面設(shè)有上表面設(shè)有呈蜂窩狀排布的凸起B(yǎng)lOl，可以制備出半蜂窩狀木塑復(fù)合板材。
[0035]下模板8與下模板底板12之間設(shè)有頂板式頂出設(shè)備B9，所述頂板式頂出設(shè)備B9包括頂板B92、固定在頂板B92下部的頂桿B91和脫模油缸B95，頂板B92設(shè)于下模板8上方，頂板B92上設(shè)有通孔，通孔與凹槽板BlO的凸起B(yǎng)lOl滑動配合，脫模時，蜂窩狀的凸起B(yǎng)lOl還起到導(dǎo)向頂板B92的作用。頂桿B91下端固定在頂桿固定板B97上，頂桿固定板B97設(shè)于下模板8下方，頂桿固定板B97下方設(shè)有頂桿墊板B98，頂桿固定板B97與頂桿墊板B98通過螺栓連接，脫模油缸B95頂部固定在頂桿墊板B98下方，脫模油缸B95底部通過螺栓固定在下模板底板12上。
[0036]脫模過程為:脫模油缸B95推動頂桿墊板B98和頂桿固定板B97向上，并帶動頂桿B91向上移動，頂桿B91帶動頂板B92向上移動實(shí)現(xiàn)脫模，凹槽板BlO上的凸起B(yǎng)lOl起到導(dǎo)向作用。
[0037]采用本發(fā)明提供的模壓裝置(如圖7-8所示)生產(chǎn)大尺寸蜂窩狀木塑復(fù)合板的過程為:
I)將干燥好的木粉與共聚聚丙烯、玻璃纖維、鈦白粉、穩(wěn)定劑、抗氧劑按照質(zhì)量比50:40:5:1:2:2在高速混料機(jī)中混合5?1min。
[0038]2)將步驟I)中混合料加入到擠出機(jī)，在190?200°C下熔融共混得到木塑熔體。
[0039]3)擠出機(jī)將塑化過的木塑熔體擠入到儲料桶中，溫度保持在195?200°C之間。
[0040]4)待多個儲存木塑熔體達(dá)到所需體積或達(dá)到位移傳感器設(shè)定限值，儲料桶出料口閥門和上模板6的進(jìn)料口 I滑塊4打開，啟動輸送設(shè)備，將儲料桶內(nèi)的木塑熔體通過多個進(jìn)料口 I快速注入其下方模具型腔中，實(shí)現(xiàn)多臺設(shè)備同時為模具供料。
[0041 ] 5)儲料桶出料口關(guān)閉，控制進(jìn)料油缸5推動滑塊4閉合上模板6進(jìn)料口 I，擠出機(jī)繼續(xù)將塑化好的木塑熔體擠出到儲料桶中。
[0042]6)模壓機(jī)2啟動閉合模具，木塑熔體在模具中進(jìn)行冷卻定型，其中:模具溫度85°C，壓力5Mpa，保壓時間I Omin。
[0043]7)待木塑板材在模具中冷卻定型后，模壓機(jī)2啟動打開模具，頂出裝置啟動，將板材從模具中頂出并轉(zhuǎn)移到冷卻裝置進(jìn)行冷卻定型。
[0044]制備出的半蜂窩狀共聚聚丙烯基木塑復(fù)合板材(其板材厚度在4mm?7mm之間)的力學(xué)性能如下:半蜂窩狀共聚聚丙烯基木塑復(fù)合板材的拉伸強(qiáng)度24MPa、彎曲強(qiáng)度64MPa、彎曲模量41 OOMPa、沖擊強(qiáng)度4.7KJ/m2、收縮率為0.51% (室溫20 V?模具85 V )。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，包括模壓機(jī)和模具，所述模壓機(jī)包括動模板和靜模板，其特征在于，靜模板上固定有上模板底板，動模板上固定有下模板底板;所述模具包括上模板、下模板和頂出設(shè)備，上模板連接在上模板底板下底面，下模板通過支撐板固定在下模板底板頂面，下模板上部通過卡槽連接有凹槽板，頂出設(shè)備設(shè)置在下模板與下模板底板之間；上模板設(shè)有I?3個進(jìn)料口，進(jìn)料口的滑道內(nèi)滑動嵌有滑塊，滑塊的外端連接有驅(qū)動設(shè)備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，其特征在于，所述凹槽板上表面設(shè)有網(wǎng)格式凹槽，所述頂出設(shè)備為頂桿式頂出設(shè)備，凹槽內(nèi)設(shè)有與頂桿式頂出設(shè)備配合的通孔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，其特征在于，所述頂桿式頂出設(shè)備包括脫模油缸和固定在脫模油缸上部的頂板，頂板上方設(shè)有頂桿，頂桿上端與凹槽上的通孔滑動配合，脫模油缸通過油缸固定板和油缸固定螺栓固定在下模板上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，其特征在于，所述凹槽板上表面設(shè)有呈蜂窩狀排布的凸起;所述頂出設(shè)備為頂板式頂出設(shè)備。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，其特征在于，所述頂板式頂出設(shè)備包括頂板、固定在頂板下部的頂桿和脫模油缸，頂板設(shè)于下模板上方，頂板設(shè)有與凹槽板的凸起滑動配合的通孔，頂桿下端固定在頂桿固定板上，頂桿固定板設(shè)于下模板下方，脫模油缸頂部固定在頂桿固定板下方。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一所述的生產(chǎn)大尺寸木塑復(fù)合板材的模壓裝置，其特征在于，上模板與下模板之間通過導(dǎo)向柱連接。
【文檔編號】B29C43/34GK105835282SQ201610276551
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】牛明軍, 張麗, 陳金周
【申請人】鄭州大學(xué)