一种高强度塑胶玩具生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高强度塑胶玩具生产工艺，其属于塑胶玩具新材料的技术领域，其利用短切聚酰亚胺纤维来增强PC/ABS合金，从而制得力学性能优异短切纤维增强复合材料。具体的，本发明专利技术针对短切聚酰亚胺纤维在PC/ABS合金基体中以及在处理过程中在溶液中分散困难这一技术问题，通过静电作用对短切聚酰亚胺纤维进行了打撒处理。从而提高了纤维的清洗效率、表面包覆均匀性以及进一步提高了纤维在PC/ABS合金基体中的分散均匀性，从而在一定的程度上提高了复合材料的综合性能且节约了成本。本发明专利技术解决了现有技术中的短切纤维复合材料的机械强度不足技术问题。械强度不足技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度塑胶玩具生产工艺


[0001]本专利技术涉及塑胶玩具新材料的
，特别是涉及一种高强度塑胶玩具生产工艺。

技术介绍

[0002]在塑胶玩具材料的发展过程中，人们始终致力于寻找质量轻、获取方便、经济性好以及性能高的材料。因而，在塑胶玩具的生产工艺中，工程塑料在其发展历史上有着不可或缺的重要地位。在过去的几十年里，无机纤维增强塑料不论在工业应用还是在学术研究方面都得到了充分的研究与发展，这主要是因为无机纤维来源广，价格相对低廉；同时，无机纤维增强后的塑料玩具具有优秀的机械性能和热力学性能。同时，热塑性塑料具有加工过程简单，容易实现批量化生产，可以回收再加工，所以，由无机纤维增强后的热塑性塑料在塑胶玩具的生产工艺中得到了广泛的应用。基于此，中国专利CN104419136A公开了一种碳纤维增强PET/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PET20%～50%、ABS20%～50%、碳纤维10%～30%、增韧剂3%～8%、相容剂2%～6%、润滑剂0.5%～1%、抗氧剂0.1%～1%。上述所公开的一种碳纤维增强PET/ABS合金具有强度高、韧性好、耐热性能高和耐环境应力性能强等显著优点。
[0003]然而，上述所公开的一种碳纤维增强PET/ABS合金还存在机械强度不足的技术问题。具体的，上述所公开的一种碳纤维增强PET/ABS合金主要是通过将碳纤维原料添加到复合材料的制备中，然后，由于制品中纤维残余的长度较长，而使材料在被破坏的过程中主要以纤维的断裂来吸收能量，从而使得产品的机械综合性能得到提升。虽然，在短切纤维增强复合材料的力学性能的实际应用中，其中抗疲劳性能低于长纤维增强复合材料的情况较为明显；但是，在基材中的短切纤维随机取向，可以通过某种加工方式制得各向同性的复合材料，从而满足不同力状态下的性能要求。同时，由于短切纤维增强复合材料制备方法多样，如：模压成型、挤出成型、注塑成型、浇筑成型或喷射成型等，尤其短切纤维增强复合材料的应用工艺中可以通过挤出成型连续高效生产，有利于实现自动化生产和提高产品的精度，所以，有必要将短切纤维增强技术应用到塑胶玩具的生产工艺中以使其机械性能得到有效的提高。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对如何改善现有技术中的短切纤维复合材料的机械强度不足技术问题，提供一种高强度塑胶玩具生产工艺。
[0005]一种高强度塑胶玩具生产工艺，其包括如下步骤：S1：先用髙速粉碎机对聚酰亚胺纤维进行打散；然后，将打散的聚酰亚胺纤维用丙酮在超声的环境下进行清洗；待丙酮清洗结束后，用乙醇和去离子水分别清洗三次；再将洗净的纤维放入鼓风干燥烘箱中，并在八十摄氏度的条件下对其烘干八小时；然后，将烘干的纤维放入自封袋内保存；
S2：接着，再称取预设质量的聚酰亚胺纤维与聚碳酸酯粉末，通过高速粉碎机将两者混合，使得聚碳酸酯粉末吸附在纤维表面；然后，将处理过的纤维放入预先备好的器皿中密封保存；在该步骤中制备的纤维被标记为PI
‑
PC；S3：将PC/ABS合金放入电热真空干燥箱中，在九十摄氏度的条件下对其干燥八小时以去除PC/ABS合金中的水分。在该步骤中去除水分是为了避免PC/ABS合金在挤出过程中，因为水分而使得其发生降解；S4：按预设的质量比分别称取聚酰亚胺纤维与PC/ABS合金，且在使用前将聚酰亚胺纤维使用高速粉碎机对其进行分散；S5：将聚酰亚胺纤维通过侧喂料的方式，与原料PC/ABS合金按照预设的质量比进行熔融挤出共混，制备长度为3mm，质量分数为10%的聚酰亚胺纤维增强PC/ABS合金的复合材料；控制双螺杆挤出机的加工温度，从固体输送段到熔体计量段，共七个加热区，温度依次设置为：240摄氏度、245摄氏度、255摄氏度、265摄氏度、270摄氏度、275摄氏度以及285摄氏度，机头温度为270摄氏度，螺杆转速为80转每分钟，在挤出过程中要保持真空泵为常开状态；挤出后经过水冷，吹风，再通过切粒机对其造粒；S6：将切好的颗粒置于鼓风干燥烘箱中，按九十摄氏度干燥四小时以去除颗粒表面的水分；从而避免在注塑的过程中，因为水分的存在而使得PC/ABS合金复合材料发生降解；S7：最后，将烘干的PC/ABS颗粒通过注塑机进行注塑成型以制备玩具产品；注塑工艺参数如下：注塑的压力为80MPa，注塑温度从一区到四区分别是255摄氏度、270摄氏度、280摄氏度以及285摄氏度，机头温度为280摄氏度。
[0006]进一步的，在步骤S1中，每次超声的时间持续三十分钟，共循环超声处理三次。
[0007]进一步的，在所述步骤S2中，先配置浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液与浓度为1mol/L的盐酸溶液；然后，再将洗净烘干的聚酰亚胺纤维在氢氧化钠溶液中于室温条件下处理二十分钟；接着，再将其浸入盐酸溶液中于室温条件下处理五分钟，后将处理过的聚酰亚胺纤维用去离子水洗至中性；然后，再将纤维放入鼓风干燥烘箱中，在八十摄氏度的条件下烘干八小时后，对烘干后的纤维通过高速粉碎机进行打散，后再密封在器皿中保存备用。进一步的，在所述步骤S2中，先配置质量分数为５％的环氧树脂／丙酮溶液，将洗净烘干的聚酰亚胺纤维浸渍五小时后再用去离子水清洗；然后，再将纤维放入鼓风干燥烘箱中，在八十氏度的条件下对其烘干八小时；再对烘干后的纤维通过高速粉碎机进行打散，后将其密封在器皿中保存备用。
[0008]进一步的，在所述步骤S2中，先配置质量分数为２％的KH560／丙酮溶液；然后，再将洗净烘干的聚酰亚胺纤维浸渍５h后使用乙醇对其简单清洗；接着，再将纤维放入鼓风干燥烘箱中，在60摄氏度的条件下烘干六小时，再对烘干后的纤维通过高速粉碎机进行打散，后再将其密封在器皿中保存备用。在该步骤中制备的纤维被标记为PI
‑
KH560。
[0009]进一步的，在步骤S2中，先对聚酰亚胺纤维进行聚多巴胺包覆；然后，再配置浓度2g/L的多巴胺溶液；即先称取一定质量的三羟甲基氨基甲烷作为pH缓冲试剂，再配置1mol/L的盐酸溶液用来调节多巴胺溶液的pH值，接着将预设量的多巴胺加入到pH为8.5的溶液中，搅拌均匀后立刻加入预设量的已处理干净的短切聚酰亚胺纤维，且使其分散均匀。
[0010]进一步的，继续使反应在室温条件下反应24h后将处理过的聚酰亚胺纤维用去离
子水清洗三次；然后，将聚酰亚胺纤维放入鼓风干燥烘箱中，在八十摄氏度的条件下，烘干八小时，再对烘干后的纤维通过高速粉碎机进行打散，密封在烧杯中保存备用。
[0011]进一步的，继续使反应进行到12h后，将一定质量的经过超声预分散的羧基化多壁碳纳米管加入到多巴胺－聚酰亚胺纤维混合溶液中，并搅拌均匀；然后，继续在室温条件下反应12h；接着，将处理过的聚酰亚胺纤维用去离子水清洗三次，然后，再将纤维放入鼓风千燥烘箱中，在八十摄氏度的条件下，烘干八小时，对烘干后的纤维通过高速粉碎机进行打散，密封在烧杯中保存备用。
[0012]综上所述，PC/ABS合金综合了聚碳酸酯和ABS树脂的优异性能，弥补了各自性能的不足之处，被广泛应用在汽车的零部件、警用防弹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度塑胶玩具生产工艺，其特征在于，其包括如下步骤：S1：先用髙速粉碎机对聚酰亚胺纤维进行打散；然后，将打散的聚酰亚胺纤维用丙酮在超声的环境下进行清洗；待丙酮清洗结束后，用乙醇和去离子水分别清洗三次；再将洗净的纤维放入鼓风干燥烘箱中，并在八十摄氏度的条件下对其烘干八小时；然后，将烘干的纤维放入自封袋内保存；S2：接着，再称取预设质量的聚酰亚胺纤维与聚碳酸酯粉末，通过高速粉碎机将两者混合，使得聚碳酸酯粉末吸附在纤维表面；然后，将处理过的纤维放入预先备好的器皿中密封保存；在该步骤中制备的纤维被标记为PI
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PC；S3：将PC/ABS合金放入电热真空干燥箱中，在九十摄氏度的条件下对其干燥八小时以去除PC/ABS合金中的水分；在该步骤中去除水分是为了避免PC/ABS合金在挤出过程中，因为水分而使得其发生降解；S4：按预设的质量比分别称取聚酰亚胺纤维与PC/ABS合金，且在使用前将聚酰亚胺纤维使用高速粉碎机对其进行分散；S5：将聚酰亚胺纤维通过侧喂料的方式，与原料PC/ABS合金按照预设的质量比进行熔融挤出共混，制备长度为3mm，质量分数为10%的聚酰亚胺纤维增强PC/ABS合金的复合材料；控制双螺杆挤出机的加工温度，从固体输送段到熔体计量段，共七个加热区，温度依次设置为：240摄氏度、245摄氏度、255摄氏度、265摄氏度、270摄氏度、275摄氏度以及285摄氏度，机头温度为270摄氏度，螺杆转速为80转每分钟，在挤出过程中要保持真空泵为常开状态；挤出后经过水冷，吹风，再通过切粒机对其造粒；S6：将切好的颗粒置于鼓风干燥烘箱中，按九十摄氏度干燥四小时以去除颗粒表面的水分；S7：最后，将烘干的PC/ABS颗粒通过注塑机进行注塑成型以制备玩具产品；注塑工艺参数如下：注塑的压力为80MPa，注塑温度从一区到四区分别是255摄氏度、270摄氏度、280摄氏度以及285摄氏度，机头温度为280摄氏度。2.根据权利要求1所述的一种高强度塑胶玩具生产工艺，其特征在于：在步骤S1中，每次超声的时间持续三十分钟，共循环超声处理三次。3.根据权利要求1所述的一种高强度塑胶玩具生产工艺，其特征在于：在所述步骤S2中，先配置浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液与浓度为1mol/L的盐酸溶液；然后，再将洗净烘干的聚酰亚胺纤维在氢氧化钠溶液中于室温条件下处理二十分钟；接着，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗军，梁华勇，黄亮，
申请(专利权)人：广东超邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：