專利名稱：一種微發(fā)泡注射成型螺桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注射成型螺桿，特別是涉及一種適用于微發(fā)泡注射成型的螺桿。
背景技術(shù)：
近年來，人們對塑料制品的要求不斷提高，特別是在節(jié)能環(huán)保方面，要求在滿足制 品的使用要求時盡可能地降低生產(chǎn)成本，提高資源利用率，實現(xiàn)綠色制造。注射成型是高分 子材料成型加工的重要方法，微發(fā)泡注射成型是其中一種新型的注射成型技術(shù)，這種技術(shù) 既節(jié)省原料又縮短了制品的成型加工周期，是一種典型的綠色加工技術(shù)。螺桿是注射機的重要塑化部件，在成型加工過程中起到至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的 注塑螺桿按照功能可分為三段，輸送段、壓縮段和計量段，輸送段主要將固體原料向前輸送 并建立正向壓力，壓縮段將固體原料熔融壓實，計量段進(jìn)一步均化熔體并準(zhǔn)確計量；通常在 螺桿的前端還安裝止逆裝置，防止熔體倒流。微發(fā)泡注射成型要求在熔體中充入超臨界氣 體發(fā)泡劑，超臨界氣體必須均勻分散在聚合物熔體內(nèi)，形成聚合物/超臨界氣體均相體系。 聚合物/超臨界氣體均相體系是微發(fā)泡注射成型的關(guān)鍵階段，這一過程直接影響后來的泡 孔成核和長大定型，因此螺桿的混合均化能力直接影響著微發(fā)泡注射成形制品的質(zhì)量和性 能。傳統(tǒng)注射螺桿的螺紋簡單、低效，無法使超臨界氣體均勻分布到聚合物熔體內(nèi)，快速形 成穩(wěn)定的聚合物/超臨界氣體均相體系，嚴(yán)重影響了微發(fā)泡注射成型制品的成型質(zhì)量和使 用性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種微發(fā)泡注射成型螺桿，該螺桿能夠克服傳統(tǒng)螺桿混 合能力不足的缺點，大幅提高螺桿的混合效果，使超臨界氣體快速均勻分布在聚合物熔體 中，形成穩(wěn)定的聚合物熔體/超臨界氣體均相體系；同時由于在螺桿進(jìn)氣位置采用止逆結(jié) 構(gòu)，可以有效地防止熔體回流堵塞進(jìn)氣通道，保證微發(fā)泡注射成型過程的連續(xù)穩(wěn)定；這種微 發(fā)泡注射螺桿可以廣泛地應(yīng)用于各種類型的微發(fā)泡注射機。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種微發(fā)泡注射成型螺桿，主要由 后螺桿、后定位環(huán)、后止逆環(huán)、后混煉段、前混煉段、前螺桿、前定位環(huán)、前止逆環(huán)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；后止逆環(huán)和后定位環(huán)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(huán)和前定位環(huán)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(huán)和后止逆環(huán)在階梯軸上可以 軸向移動，后混煉段和前混煉段采用多頭螺紋，并增大了螺紋的輸送角和螺槽寬度，螺槽深 度同前螺桿螺槽深度一致；后混煉段螺紋旋向同后螺桿旋向相同，前混煉段螺紋旋向相反， 前混煉段反向螺棱上開有正向溝槽。本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的后混煉段和前混煉段螺紋，考慮到整體的混合 均化效果，優(yōu)選六頭螺紋。
本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的后混煉段和前混煉段螺紋，螺槽深度可以根據(jù) 加工材料特性而改變。本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的前混煉段螺紋，螺棱上也可以開有與螺桿螺旋 角不同方向的溝槽或者環(huán)形槽，為了提高混合效果，增加均相體系的流動性，優(yōu)選正向溝槽。本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的前混煉段螺紋，螺紋上的正向溝槽截面形狀 可以采用長方形、正方形、平行四邊形、菱形、梯形、圓弧形和階梯形，優(yōu)選菱形。本發(fā)明一種微發(fā)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(fā)明一種微發(fā)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，即聚合物/超臨界氣體均相體系先經(jīng)過反向多頭螺紋后經(jīng)過正向多頭螺紋，優(yōu)選正向 排列。本發(fā)明一種微發(fā)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(yīng)大于 或者等于前混煉段的長度，混煉段的長度可以根據(jù)實際加工需要選擇。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，螺桿進(jìn)氣處增加止逆環(huán)，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旋向相反的多頭螺紋，增加了螺桿的 輸送能力和剪切能力；超臨界氣體進(jìn)入機筒后在螺桿的剪切擠壓作用下迅速分散到熔體 中，而后混煉段采用帶有正向溝槽的反向螺紋，混合體系進(jìn)入到前混煉段后改變原來的運 動方向，使混合體系產(chǎn)生速度位置的變換；此外后混煉段上的正向溝槽一方面緩解了由于 反向螺紋引起的壓力增高，另一方面使部分混合體系從溝槽內(nèi)向前流動，增加了混合體系 的分流合并，進(jìn)一步提高了超臨界氣體的混合效果；前螺桿使均相體系的壓力速度逐漸趨 于穩(wěn)定，保證的注射成型過程中均相體系的定量定壓。


圖1是本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型專用螺桿的示意圖。圖2是圖1所示本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型專用螺桿的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明一種微發(fā)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(huán)，3-后止逆環(huán)，4-后混煉段，5-前混煉段，6-前螺桿， 7-前定位環(huán)，8-前止逆環(huán)，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，21-螺棱，22-螺槽，23-正向溝槽。
具體實施例方式一種微發(fā)泡注射成型螺桿，如圖1所示，主要由后螺桿1、后定位環(huán)2、后止逆環(huán)3、 后混煉段4、前混煉段5、前螺桿6、前定位環(huán)7、前止逆環(huán)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(huán)2和后止逆環(huán)3依 次套在后混煉段4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
4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(huán)7和前止逆環(huán)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采用多頭螺紋，并增大了螺 紋的輸送角和螺槽22的寬度，螺槽22深度同前螺桿6的深度一致；其中后混煉段4螺棱同 后螺桿1的螺紋旋向相同，前混煉段5采用反向螺棱，前混煉段5反向螺棱上開有正向溝槽 23。本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的后混煉段4和前混煉段5螺紋，考慮到整體的 混合均化效果，優(yōu)選六頭螺紋。本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的后混煉段4和前混煉段5螺紋，螺槽22深度可 以根據(jù)加工材料特性改變，為保持聚合物熔體壓力密度穩(wěn)定，螺槽22深度應(yīng)同前螺桿6的 螺槽深度相同。本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的前混煉段5螺棱，螺棱上也可以開有反向溝 槽，為了提高混合效果，增加均相體系的流動性，優(yōu)選正向溝槽23，如圖3所示。本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的前混煉段5螺紋，螺紋上的正向溝槽23的截面 形狀可以采用長方形、正方形、平行四邊形、菱形、梯形、圓弧形和階梯形，優(yōu)選菱形。本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的前混煉段5，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(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的后混煉段4和前混煉段5，兩者的排列順序可 以相反，即聚合物/超臨界氣體均相體系先經(jīng)過反向螺紋后經(jīng)過正向螺紋，優(yōu)選正向排列。本發(fā)明一種微發(fā)泡注射成型螺桿的后混煉段4和前混煉段5，后混煉段4的長度應(yīng) 大于或者等于前混煉段5的長度，后混煉段4和前混煉段5的長度可以根據(jù)實際加工需要 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(wěn)定 的向前輸送，在后定位環(huán)2處通入超臨界氣體，在后混煉段4多頭螺紋的作用下，使超臨界 氣體初步分散到熔體中，由于氣體的壓力作用，后止逆環(huán)3向后運動封閉螺桿的輸送通道， 從而在后止逆環(huán)3前端形成密閉高壓空間；前混煉段5采用反向多頭螺紋，改變了混合體系 的運動速度和位置，增加超臨界氣體的混合效果，前混煉段5反向螺紋上還開有正向溝槽 23，一方面緩解了由于反向螺紋引起的壓力增高，另一方面使部分混合體系從正向溝槽23 和螺棱21之間向前流動，增加了混合體系的分流合并，進(jìn)一步提高了超臨界氣體的混合效 果；前螺桿6使均相體系的壓力速度逐漸穩(wěn)定，最后通過前定位環(huán)7、前止逆環(huán)8和螺桿頭 9，在注射機壓力作用下注入模具中。
權(quán)利要求
1.一種微發(fā)泡注射成型螺桿，其特征在于主要由后螺桿、后定位環(huán)、后止逆環(huán)、后混 煉段、前混煉段、前螺桿、前定位環(huán)、前止逆環(huán)和螺桿頭組成；后螺桿的尾部帶有鍵槽；后止 逆環(huán)和后定位環(huán)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(huán) 和前定位環(huán)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(huán)和后 止逆環(huán)在階梯軸上可以軸向移動，后混煉段和前混煉段采用多頭螺紋，增大了螺紋的輸送 角和螺槽寬度，螺槽深度同前螺桿的深度一致；其中后混煉段螺紋旋向同后螺桿旋向相同， 前混煉段螺紋旋向相反，前混煉段反向螺紋上開有正向溝槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注射成型螺桿，其特征在于所述的后混煉段和前 混煉段螺紋，可以采用單頭螺紋或多頭螺紋，優(yōu)選六頭螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注射成型螺桿，其特征在于所述的后混煉段和前 混煉段螺紋，螺槽深度可以根據(jù)加工材料特性改變，螺槽深度應(yīng)同前螺桿螺槽深度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注射成型螺桿，其特征在于所述的前混煉段螺 紋，螺棱上也可以開有與螺桿螺旋角旋向不同的溝槽或者環(huán)形槽，優(yōu)選正向溝槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注射成型螺桿，其特征在于所述的前混煉段螺 紋，螺紋上的正向溝槽的截面形狀可以采用長方形、正方形、平行四邊形、菱形、梯形、圓弧 形和階梯形，優(yōu)選菱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注射成型螺桿，其特征在于所述的后混煉段和 前混煉段，兩者的排列順序可以相反，即聚合物/超臨界氣體均相體系先經(jīng)過反向螺紋后 經(jīng)過正向螺紋，優(yōu)選正向排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注射成型螺桿，其特征在于所述的后混煉段和前 混煉段，后混煉段的長度應(yīng)大于或者等于前混煉段的長度，混煉段的長度可以根據(jù)加工需 要選擇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微發(fā)泡注射成型螺桿，該螺桿主要由后螺桿、后定位環(huán)、后止逆環(huán)、后混煉段、前混煉段、前螺桿、前定位環(huán)、前止逆環(huán)和螺桿頭組成；其中后混煉段和前混煉段采用六頭螺紋，后混煉段采用同螺桿旋向相同的正向螺紋，前混煉段采用反向螺紋，前混煉段反向螺紋上開有正向溝槽。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(wěn)定的聚合物熔體/超臨界氣體均相體系；同時由于在進(jìn)氣位置采用止逆，可以有效地防止熔體回流堵塞進(jìn)氣通道；這種微發(fā)泡注射成型專用螺桿可以廣泛地應(yīng)用于各種類型的微發(fā)泡注射機。
文檔編號B29C45/60GK102126274SQ20111009736
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者丁玉梅, 楊衛(wèi)民, 謝鵬程, 邊智 申請人:北京化工大學(xué)