[发明专利]一种超高分子量聚乙烯阻流式多孔注塑喷嘴

说明书

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯阻流式多孔注塑喷嘴，该注塑喷嘴具有金属喷嘴体，金属喷嘴体内的熔体流道沿流动方向依次由开槽圆柱流道、阶梯式变直径圆柱流道和小口径多孔圆柱口模组成。本发明由于开槽、阶梯变直径等结构对超高分子量聚乙烯熔体流动产生干扰，小口径多孔圆柱口模在降低流动阻力的情况下产生高剪切作用，从而促进超高分子量聚乙烯熔体发生严重熔体破裂而形成制备功能材料所需的理想微细粉末状颗粒。

技术领域

本发明涉及注塑机设备技术领域，具体涉及一种适用于超高分子量聚乙烯注射的阻流式多孔注塑喷嘴。

背景技术

注塑喷嘴是注塑机实现注射成型的重要零部件之一。注塑喷嘴的流道通常是由圆滑过渡的一段锥形流道和一段单孔圆柱口模组成，用于将聚合物熔体从喷嘴流道高速射出。超高分子量聚乙烯（粘均分子量大于150万以上的线性聚乙烯）在高剪切作用下容易发生熔体破裂，当剪切速率足够高时发生严重熔体破裂而形成粉末状颗粒。在制备某些超高分子量聚乙烯功能性材料时，需要通过喷嘴注射使超高分子量聚乙烯熔体形成粉末状颗粒，且颗粒越细越好。为了获得微细的超高分子量聚乙烯粉末状颗粒，减小喷嘴口径以增大剪切作用（促进熔体破裂）是有益的，然而减小喷嘴口径将显著增大注射时的流动阻力，又由于超高分子量聚乙烯流动性极差（几乎无流动性），因而较小的喷嘴口径将导致注射超高分子量聚乙烯需要采用极高的注射压力。另一方面，本发明在研究中发现，通过扰乱超高分子量聚乙烯熔体的流动状态，将加剧熔体破裂程度，进而有助于微细颗粒的形成，而常规的注塑喷嘴流道通常采用较大口径、圆滑流道结构以促进熔体的顺利流动，这对于超高分子量聚乙烯熔体破裂的形成是不利的。因此，采用常规的注塑喷嘴难以获得理想的超高分子量聚乙烯微细颗粒。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高分子量聚乙烯阻流式多孔注塑喷嘴，通过该喷嘴能够注射形成超高分子量聚乙烯微细颗粒。

为达到上述目的，本发明采用了以下方案：

一种超高分子量聚乙烯阻流式多孔注塑喷嘴，包括金属喷嘴体，金属喷嘴体中心具有贯穿金属喷嘴体两端的熔体流道，其特征在于，所述熔体流道沿熔体流动方向依次包括开槽圆柱流道、阶梯式变直径圆柱流道和小口径多孔圆柱口模组成。

所述开槽圆柱流道由位于中心的圆柱流道和设置在圆柱流道外围的网状槽组成。

所述网状槽包括多个径向环形槽和多个轴向直槽，多个径向环形槽均匀间隔分布在圆柱流道的长度方向上，多个轴向直槽均匀分布在圆柱流道的圆周上，径向环形槽和轴向直槽交叉布置。由于径向环形槽和轴向直槽交叉布置成网状，超高分子量聚乙烯熔体在此段的流动因受到网状凹槽的轴向断续式阻碍和径向分流而被扰乱流动状态，但另一方面会引起流动阻力增加。

所述径向环形槽和轴向直槽为矩形槽、半圆形槽或V形槽。

所述阶梯式变直径圆柱流道包括多段圆柱流道，多段圆柱流道的内孔直径沿流动方向呈阶梯式逐步减小。超高分子量聚乙烯熔体的流动在各个变直径的环状截面处因受到断续性阻碍而产生脉冲式扰动，但另一方面会引起流动阻力增加。

所述小口径多孔圆柱口模由至少三个小口径圆柱孔组成，小口径圆柱孔在小口径多孔圆柱口模的径向均匀分布。

所述小口径圆柱孔的直径为0.5-2.5mm。由于小口径圆柱孔的口径较小，可提供高剪切速率以加剧超高分子量聚乙烯注射时的熔体破裂，另一方面，与只设置小口径单孔口模相比，均匀分布多个小口径口模，使得口模流道的总有效截面积增大，从而可以降低由开槽圆柱流道、阶梯式变直径圆柱流道和小口径多孔圆柱口模共同引起的阻力增加，使总体流动阻力下降，有助于降低注射所需的注射压力。

上述超高分子量聚乙烯阻流式多孔注塑喷嘴在超高分子量聚乙烯及其混合物上应用。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：