Способ изготовления полых изделий из термопластичных покрышковых полимеров

Союэ СоветсккнСоцкапистическинРеспубики ЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ С, В 29 С 11/ с присоединением заявки МГееуднретввнный квинт СССР(23) П риорит денни нзвбрвтеннй О убликовано 07,06.8 ата опубликования еллетень %" Зу УДК 678.02н открцтн описания 07,06,82 2) Автор изобретен и С. Невер Институт механики металлополнмерных систем АН"Внлоруескса ЯС 71) Заявител) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОРОШКОВЫХ ПОЛИМЕРОВ слоя по т неопл влекают го. ществл енин ких эа. стью иствия поверхения возможо йэделияичиной то. именимым простейшей ость изделий, ого способа, йся, что не зготовленных с использованием случается шероховатой, осыпаю енпроизводительности и .техноло Цель достигается тем, что овления полых изделий из чностн процесса пособе нзго.термопластичныхм нрнлання поорошковых полимеров Изобретение относится к области переработки полимерных материалов, в частности к спо1 собу изготовления полых изделий иэ порошковых термопластичных полимеров,Известен способ изготовления полых изде 5 лий путем погружения оправки в раствор полимера 11.Недостатком данного способа является необходимость в каждом конкретном случае иметь оправку, конфигурация которой соот 30 ветствует конфигурации полости изделия, Кроме того, способ приемлем для изготовления изделий из материалов.свойства которых улучшаются при их расплавлении.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изготовления полых иэделий термопластичных порошковых полимеров путем придания полимерному порошку формы готового изделия и оплавления сформированной поверхности порошка (2.Для осуществления способа полимерный по рошок засыпают в нагретую, смазанную антиадгезивом металлическую форму; выдерживают определенное время, необходимое для оправления нрилегающ го к форме лимера, охлаждают форму, высыпа ленный полимерный порошок и из товое изделие иэ формы. При осу способа возникает ряд технологиче трудненнй, связанных с необходим ключения адгезионного взаимодейс ности формы и полимера, обеспеч ности быстрого извлечения готовог из формы. Последнее являетсь пр го, что данный способ является пр только для изготовления изделий конфигурации. Внутренняя поверхн всегда допустимо, Необходимость нагрев охлаждения формы удлиняет произведст ный цикл, снижает производигельность п цесса,Целью изобретения является повышен3 93347 лимерцому порошку формы готового изделия и оплавления сформированной поверхности пороцгка форму готового изделия по. рошку придают, выпрессовывая в цем углубление, соответствующее форме полости, а оплавление порошка производят, заливая в сформировашюе углубление жидкость, нагретую до температуры, превышающей температуру плавления полимера, но меньшей температуры кипения жидкости, и имеющую вязкость не более 1,5 Па. с.Кроме того, для надежного закрепления стенок углубления полимерный порошок перед выпрессовкой углубления пропитывают пласти. фикатором.15По предлагаемому способу порошковый полимер используемый как материал для про. изводства изделий, выполняет одновременно функцию формообразователя, позволяя иск;почить применение для этих целей специальных металлических форм. Заливаемая вуглуб. ление жидкость, является теплоносителем, обеспечивающим формовацие изделия за счет оплавления прилегающего к поверхности жидко. сти слоя полимерного порошка. Жидкость це должна растворять полимер, поскольку это приводит к размывацию стенок углубления и искажению формы готового изделия, Для того чтобы обеспечить достаточцо быстрое и полное удаление жидкости из полости сфор. мироваццого изделия, ее вязкость при комнатной температуре не должна превышать значение 1,5 Па.с. Температура кипения жидко. сти должна быть достаточно высокой для того, чтобы обеспечить ее нагрев до температу. ры, лри которой производится формование изделия,В тех случаях когда за счет механического сцепления частиц полимерного порошка при прессовацни невозможно добиться достаточно надежного закрепления стенок выпрес О соваццого углубления, полимерный порошок перед прессованием пропитывают пластифици. рующими полимер жидкостями. Растворение поверхностного слоя полимерных частиц спо. собствует склеиванию их друг с другом при прессовании и повышает устойчивость стенок выпрессовацного углубления.Выполнение способа согласно изобретению позволяет сократить, технологический цикл изготовления полых изделий за счет исключе ния операций, связанных с использованием металлических форл 1 (извлечение изделий из форм, чистка последних, смазка антиадгезивом, нагрев, охлаждение), Создаются благоприятные предпосылки для автоматизации про цесса - теплоноситель (технологическая жидкость) может нагреваться централизованно и подаваться к месту работы по трубопроводам; за одну операцию прессования можно выпрес. совать несколько углублений в полимерном порошке, жидкость в которые можно заливать одновременно, Данный способ дает возможность снизить перепад температур между теплоносителем и полимерным материалом. Потери тепла сведены кминимуму, высокая теплоемкость используемых жидкостей позволяет даже при незначительном отличии температуры теплоносителя (технологической жидкости) от температуры плавления полимера получать изделия с заданной толщиной стенок. В качестве технологической жидкости могут использоваться высококипящие органические жидкости (нефтепродукты, глицерин, 1кремнийорганические жидкости и т.п.), расплавы солей, жидкие мономеры, расплавленные металлы и т,п. Используемые жидкостиФне должны растворять полимерный порошок.Осуществление способа иллюстрируется примерами.П р и м е р 1, Изготавливают цилиндрическую емкость из полиэтилена для хранения и транспортировки жидких продуктов. Размеры емкости (ф 200 х 150 мм) и незначительная толщина стенок (3 мм) затрудняет ее формование методами литья под давлением или горячего прессования в формах, В слое порош. ка полиэтилена низкой плотности (ГОСТ 16337 - 70, Т,цл. = 400 К), толщиной, в 2 - 3 раза превышающей высоту готового изделия, выпрессовывают углубление по форме полости из. готавливаемой емкости. ДавленИе прессования 5 МПа, порошок непрасеяцный, полидисперсцый. В углубление заливают диэтиленгликоль (Т.кип, 517 К, вязкость 0,5. ПА,с при 293 К) нагретый до 420 К, После ьохлаждеция диэтилецгликоля до 320 К изделие извлекают из порошка, выливают диэтиленгликоль, очи. шают деталь от остатков порошка. Наружная повериюсть емкости получается шероватая за счет недооплавлеццых частиц полимера. Это улучшает условия транспортировки емкости, обуславливая более надежное сцепление ее стенок с захватами транспортирующего устройства.П р и м е р 2. Изготавливают защитный чехол из пентапласта для термометра, погру. жаемого в раствор плавиковой кислоты. Размеры изделия: длина 200 мм, внутренний диаметр 10 мм, толщина стенок 2 мм, Значительная величина отношения длины изделия к диаметру создают затрудения при выпрессовывании углубления в полимерном порошке. связанные с возможностью осыпания стенок углубления. Поэтому перед прессовацием в пентапластовый порошок (ТУ 6-05 -1422- 741, Т,пл, 560 К) добавляют 2-3 вес.% циклогексанона, являющегося растворителем цецта9334 ВНИИПИ Заказ 4064/24 Тираж 679 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4пласта, и порошок тщательно перемешивают.Затем в слое порошка толщиной 400 - 500 ммвыпрессовывают углубление но форме внутренней полости изготавливаемого чехла, давление прессования 5 МПа. В углубление заливают минеральное масло МС - 20 ГОСТ 1013 -49, Т.кип. 540 К, вязкость 0,02 Па,с при373 К)л нагретое до 490 К, После охлаждения масла изделие извлекают, выливают масло и очищают чехол от остатков порошка, . 1 ОП р и м е р 3. Изготавливают чехол изполивинилбутираля (ГОСТ 9439 - 73) текучести 450 К для измерительной ячейки прибора, Размеры чехла: внутренний диаметр100 мм, высота 100 мм, толщина стенок 5 мм, 15Формирование изделия производится путемзаливки технологического глицерина (температура кипения 563 К, вязкость 1,5 Па.с при293 К) в углубление, выпрессованное в слоепорошка поливинипбутирапя по форме изготавливаемого изделия.оПосле охлаждения глицерина до 300 К готовое изделие извлекают из порошка, удаляют глицерин иф очищают чехол от порошка.Развитый характер наружной поверхности изде лия способствует нанесению и закреплению ме;таллизационного слоя эпектрохимическими ме 1тодами с цепью обеспечения надежного экранирования ячейки прибора от внешних электромагнитных полей.30Использование данного способа изготовления полых изделий из порошковых термопластичных полимеров обеспечивает по сравнению с известными решениями изготовлениеполых изделий значительных размеров с тон 35кими стенками без использования специаль.ного сложного оборудования,Продолжительность технологического циклаформования изделий может быть существенносокращена за счет исключения операций, свяф 40занных с использованием формуюших металлических деталей.Высокая теппоемкость используемых технологических жидкостей и практическое отсутствие потерь тепла в процессе формова 45ния позволяет снизить перепад температурмежду теплоносителем и полимерным материалом, что благоприятно отражается на свойствах готового изделия,Формованне производится посредством свободного оплавления поверхности полимера без50воздействия на расплав полимера внешнихсжимающих напряжений, что позволяет исклю 74 6чить появление внутрешгих напряжений в объеме материала.Подобрав определенным образом состав технологической жидкости, можно совместить формование изделий с нанесением на их по. верхность веществ, модифицирующих поверх- НОСТЬ ПОЛИМЕРНОГО МатЕРИаЛа (Катап 1 ГгГИЧЕСКИРактивных, изменявших характер смачивания поверхности полимера жидкостями и т,п,).Помимо основного назначения, данный спо. соб может быль использован для нанесения покрытий на легкоплавкие металлы и изделия из термореактивных полимеров или ми. неральных вяжуших веществ, особенно на те из ннх, которые не переносят нагрева до высокой температуры, необходимой для нанесе. ния покрытий.Использование технологических жидкостей облегчает контроль за формированием из. депня путем регистрации и изменением температуры технологической жидкости, создает благоприятные предпосылки дпя автоматизацни процесса изготовления попых изделий,Формула изобретения 1, Способ изготовления полых изделий изтермопластичных порошоковых полимеров пу.тем придания полимерному порошку формыготового изделия и оплавления сформированной поверхности порошка, о т л и ч а юш и й с я тем,. что, с целью повышенияпроизводительности и технологичности процесса, форму готового изделия порошку прида.ют, выпрессовывая в нем углубление, соответствуюшее форме полости изделия, а оппавление порошка производят, заливая в сформированное углубление жидкость, нагретуюдо температуры, превышавшей температуруплавления полимера, но меныпей температурыкипения жидкости, и имеюшую вязкость неболее 0,1 Па,с,2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с цепью надежного закреплениястенок углубления, полимерный порошок перед выпрессовыванием углубления пропитывают ппастификатором,. Историки информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент ФРГ У 2613382,кл. В 29 О 23/02,опублик. 1979.2. Генепь С, В, и др. Полимерные материалы впищевом машиностроении, М., Машиностроение1969, с. 23 (прототип).