[发明专利]一种纤维增强注塑制品及其注塑成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种注塑制品，特别涉及一种由纤维含量在10-30%之间的热塑性树脂薄壁制品以及注塑成型方法。

技术背景

热塑性塑料制品在各个领域，特别是在汽车、电子/电器、办公设备、医疗等等领域已经获得了越来越广泛的应用。随之而来的，客户希望制品越来越轻薄的同时，对表观质量、尺寸精度和稳定性也提出越来越高的要求。在热塑性树脂中加入一定量的纤维，如玻纤，植物纤维等，可以提高制品强度、其耐热性和热变形温度、降低收缩率等，这样在达到同等强度的情况下，可将制品的壁厚减小，从而减少热塑性树脂的用量，以及减轻制品的质量。但是，含有纤维的热塑性树脂材料在注射填充型腔的流动性降低了，注塑成型时存在填充不足、纤维外露、翘曲变形大以及后续处理困难等问题。由于这些问题，纤维增强热塑性塑料制品在薄壁制品的开发上收到限制。在超临界状态（氮气：温度高于-147℃和压力高于3.4MPa；二氧化碳：温度高于31℃和压力高于7.1MPa)熔融树脂中可以完全溶解一定量的氮气或二氧化碳，使熔融树脂的流动性提高，如2005年2月16日授权的专利ZL01801653.7《热塑性树脂注射成型法》中公开了一种热塑性树脂的注射成型方法，具体是将可充分提高流动性量的二氧化碳溶解在熔融聚合物中，由此大幅提高熔融聚合物的流动性，同时得到成型品，根据该专利方法所制得的制品为不发泡制品，但制品的表面质量不适合外观要求高的制品；又例如2008年9月18日公开的美国专利申请US2008/0226892A1中公开了一种使用超临界流体添加剂降低聚合物粘度，以减少在注射过程中对增强纤维形成的破坏的方法，但是这种纤维增强制品表面存在发泡痕和浮纤现象。而纯粹的提高模具成型温度，则会导致成型周期过长，以及脱模后的热收缩不均衡导致变形和翘曲等问题。

发明内容

本发明是根据上述现有技术的不足以及存在的问题，采用超临界氮气或二氧化碳做为增塑剂，并通过在注射之前升高模具型腔表面温度进一步提高流动性，而在注射完毕之后冷却模具型腔表面到较低温度开模取件，从而获得更轻更薄的制品，而且制品具有良好的表观质量，强度高，尺寸稳定性高。

本发明所述的一种纤维增强注塑制品，制品的壁厚在1.5mm - 2.5mm之间，制品的一个或/和多个表面具有一层厚度在5 - 15微米厚之间的不含纤维的树脂表面层；制品由热塑性树脂、纤维和氮气或二氧化碳气体组成，按重量比计算，其中，热塑性树脂的含量在69.95-89.95%之间、纤维含量在10% - 30%之间，其余为氮气或二氧化碳气体，制品的芯部含有气泡4；所述的热塑性树脂包括：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚苯撑醚、改性聚苯撑醚树脂、全芳族聚酯、聚缩醛树脂、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚酰胺系树脂、聚砜、聚醚醚酮、聚醚酮的热塑性塑料材料、以及将其一种或两种以上的混合物；所述的纤维是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、晶须、植物纤维中的一种或两种以上的混合物；所述的一种纤维增强注塑制品的注塑成型方法，包括下列步骤：

a、 将含有10-30%纤维的树脂颗粒加热塑化，或将等量的纤维直接加入到熔融的热塑性树脂中，混合形成含纤维的热塑性树脂熔体；

b、按重量百分比在0.05-1%之间的一个值向含纤维的热塑性树脂熔体中注入氮气或二氧化碳，并在所加入的氮气或二氧化碳的一个超临界状态，混合形成均匀混合物，其中氮气或二氧化碳与熔融热塑性树脂形成单相溶液；

c、将形成制品的一个或多个模具型腔表面温度升高至90℃ - 200℃之间的一个温度；

d、          将步骤b）准备的均匀混合物按预定量注射到模具型腔中；

e、在注射完成后不超过3秒的时间内，通过向模具冷却通道中引入冷却介质，将模具型腔表面温度降低到40℃- 90℃之间的一个温度；

f、          开模取件。

本发明的优点是，采用超临界氮气或二氧化碳做为增塑剂，并通过在注射之前升高模具型腔表面温度进一步提高流动性，而在注射完毕之后冷却模具型腔表面到较低温度开模取件，从而获得更轻更薄的制品，而且制品具有良好的表观质量，强度高，尺寸稳定性高。

附图说明

图1 为本发明产品中的一种47"LCD电视机前面壳；

图2 为图1所示前面壳的A-A剖面结构；

图3 本发明的成型方法流程框图。

具体实施方式