[发明专利]用于制造特别是纤维增强的热塑性塑料件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在注塑机中制造热塑性塑料件、特别是纤维增强的热塑性塑料件的方法，其中，所述方法包括将聚合物起始材料、活化剂和催化剂聚集在一起。此外，本发明还涉及一种用来执行这种方法的注塑机。

背景技术

此类方法多年以来已为人所知，其中，这些方法作为原位(Insitu)法或者作为RTM法(树脂传递模塑法)已知。其背后的基本思想在于在塑化缸中(或者也在挤出机中)将聚合物起始材料(也称为塑料原料组分、预聚合物、原料塑料或类似物)与活化剂和催化剂混合，其中，然后当很稀的物质注入时很容易流过针织织物、织物或类似物，并且从而产生非常结实的复合结构或塑料件。此外借此还可以制造无法用常规塑料做到的具有很薄壁厚的塑料件。与热固性塑料或者环氧树脂的制造相比，在制造该热塑性塑料件时的优点主要在于较短的硬化时间、高的冲击韧性、多样的应用领域以及改善的可回收性。

当前在Springer出版社第7版的Domininghaus所著的《塑料》权威著作中示意性描述的反应设备上以工业化规模将阴离子型可聚合的聚合物例如PA6、PA12、PBT加工成浇注聚酰胺或PBT。原料以液体形态存在于被加热的容器中并通过精密泵输送到混合头中。在循环回路中通常也有两种组分循环至混合头并且该混合头仅在计量阶段期间从两个循环回路中取出材料，在计量腔中将其混合，然后将其排出。在这种方法中，两种原料较长时间处于高温，这一方面鉴于可使用的原材料产生限制，另一方面反应活性会随着时间推移而减小。此外改换材料是耗费时间的而且与相对大量的废料相关联。在传统的反应设备中，两种组分(例如多元醇和异氰酸盐)以恒定的压力水平循环。为注射到模具中，两股熔体流在混合头中合并并且转向到模具中。通常以恒定速度进行注射。

现有技术在EP 1 415 793 A1中描述了一种具有中间缓冲器的被加热的塑化单元并且公开了一种水平布置的螺杆系统。后者在这种布置中并不适合于塑化极稀的己内酰胺或者用于反应注塑的其它原材料，因为这些很易流动的材料在螺杆板条与料缸之间朝向收缩区流淌，并且在那里与颗粒粘合。对于反应的系统而言，由于在储料器或活塞前腔中可能的聚合，因此仅在一定条件下适合将储料器与活塞排出系统结合。

WO 02/18120 A2追求一种类似的方案，其中，在这里从水平布置的塑化单元直接利用排出活塞将熔体输送到模具中。

WO 2011/006648 A1描述了一种竖直布置的注射装置，其具有回流锁止器并且随后添加第二种组分。该方案的缺点是结构高度比较大。此外在该方案中还必须使所供给的活化剂或者催化剂持久地所谓地保持“在文火加热()上”。

发明内容

因此，本发明的任务在于，给出一种与现有技术相比改进的用于制造热塑性塑料件的方法。尤其应当尽可能高效地运行并且灵活利用注塑机，其中，为熔化和准备基本组分所需的能量也应尽可能少。

这对于一种具有权利要求1前序部分所述特征的方法而言采用以下方式解决：注塑机包括分别布置在一个塑化缸中的第一塑化螺杆和第二塑化螺杆，其中，在不加入催化剂的情况下利用第一塑化螺杆混合并且基本上液化聚合物起始材料和活化剂，并且在不加入活化剂的情况下利用第二塑化螺杆混合并且基本上液化聚合物起始材料和催化剂，此后混合利用两个塑化螺杆液化的内容物，并且所述内容物被共同引入到一个注塑模具中并且基本上在那里才聚合成为塑料件。因此对于聚合所需的组分可以总是有针对性地并且仅当需要其时才熔化并且混合，从而不需要持久准备好已经液化并且部分混合的组分。此外有利的是，将已供给的活化剂或者催化剂分别在塑化缸中保持在这样的温度，在该温度时活化剂或者催化剂恰好液化、但尚不发生聚合或者发生很少的和微不足道的聚合。“基本上液化”表示，大部分加入的组分已经在塑化缸中转变到液态的聚集状态，但是仍然可以有一小部分(小于5％)组分也可以稍后才转变到液态。已聚集的内容物“基本上”在注塑模具中“才”聚合表示，通过活化剂或者催化剂的确在注塑模具之前就已可以触发用于完全聚合的前期的开始步骤，然而在注塑模具中才进行聚合的主要步骤(凝胶效应和玻璃化效应)。

按照本发明的一种优选实施方式可以规定，内容物的混合在一混合室、优选布置在注塑模具内的混合室中进行。内容物可以通过柔性软管从注射装置供给到该混合室中。但是也可以将注射装置通过固定的注射流道与注塑模具相连。