[发明专利]超高分子量聚乙烯滤芯双向压制烧结成型模具及其成型方法

说明书

技术领域

本发明属于材料成形领域，尤其是一种超高分子量聚乙烯滤芯双向压制烧结成型模具及其成型方法。

背景技术

滤芯是用来除去液体或者空气中少量固体颗粒的，可保护设备的正常工作或者空气的洁净；随着科技和工业化生产的发展，能源、资源、三废治理等问题愈发受到重视，特别是生物化工、精细化工、材料能源等高技术领域的迅速发展，对分离技术的研究和开发提出更高的要求；超高分子量聚乙烯微孔滤管以其高分离精度、高运行效率、高使用寿命等特点成为人们探究和研发的目标；目前超高分子量聚乙烯微孔制品在汽车行业，医疗行业，重金属工业废水，油田地下注水，化工和食品行业都有广泛的使用。

超高分子量聚乙烯颗粒烧结法即将装入模具中的超高分子量聚乙烯粉料加热，控制适当的加热时间和温度，使颗粒间仍有部分空隙，然后停止加热，冷却，就形成了多孔体，生产设备主要为烧结箱或平板压机，模具、冷却装置等，设备的投入较小，且此种方法生产的产品的形状和尺寸不受约束；现有的超高分子量聚乙烯成型技术中，除去高聚物颗粒烧结法外，多孔滤管制备方法还有有热致相分离法，无机颗粒填充法，熔融挤压拉伸法等，热致相分离法局限于只能制备厚度不大的微孔滤材；无机颗粒填充法局限于用于工业生产需大量无机填充剂，因无机填充物粒径直接决定孔径，填充物粒径不可能太小，微孔材料的孔径也就无法变得更小；熔融挤压拉伸法局限于该种方法制得的孔径最太大，属粗虑和亚精密过滤范畴，且各种参数尚处于研究阶段。

但是现有的压制烧结技术制备的微孔制品质量很不稳定，其困难主要是受到多孔滤芯成型工艺、成型模具与成型设备的制约；目前，国内用于多孔滤芯压制烧结成型的模具尚不完备，加工过程中可控制性差，产品精度低，生产成本高，过程复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种易于控制、可制备高精度的超高分子量聚乙烯滤芯双向压制烧结成型模具；同时提供一种工艺过程简单、制造成本低的超高分子量聚乙烯滤芯双向压制烧结成型方法。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

超高分子量聚乙烯滤芯双向压制烧结成型模具，其特征在于，包括上模顶板、上冲头、料框、阴模、型腔固定板、阴模垫板、支撑板、下模座板、芯棒、芯棒垫板、下冲头、下冲头固定板、顶板、顶出杆、电热棒、热电偶与温控仪，所述支撑板固定在下模座板上，所述阴模垫板固定在支撑板上，所述阴模垫板固定在型腔固定板下表面，所述阴模位于型腔固定板内，所述料框固定在型腔固定板上表面上且与阴模连接；所述阴模上设有数个通孔和一个盲孔，且型腔固定板上也开设数个通孔，所述通孔内插有电热棒，所述盲孔内设有热电偶，所述电热棒、热电偶与温控仪相连；所述芯棒垫板固定阴模垫板上，所述芯棒固定在芯棒垫板上并位于阴模的型腔内，所述上冲头、下冲头分别设置在阴模的正上方和正下方，所述上冲头固定在上模顶板上，上模顶板固定在液压机动梁上，所述芯棒垫板的宽度小于所述下冲头的直径，所述下冲头上设有纵向槽，所述芯棒垫板穿过所述纵向槽，所述下冲头固定在下冲头固定板上，下冲头固定板固定在顶板上，所述顶板与顶出杆螺纹相连接，所述顶出杆与液压油缸通过螺纹相连接。

优选的，所述双向压制烧结成型模具还包括数个导柱，所述上模顶板、料框、型腔固定板上均设置有数个通孔，所述导柱固定在阴模垫板上，所述导柱穿过上模顶板、料框、型腔固定板上的通孔、并向上延伸。

优选的，所述双向压制烧结成型模具还包括数个导向杆，所述下冲头固定板、顶板上均设有通孔，所述导向杆穿过下冲头固定板、顶板上的通孔，导向杆的上端和下端分别与阴模垫板、下模座板连接。

优选的，所述的上模顶板上对称安装有数个可调式的限位螺栓。

优选的，所述的阴模与型腔固定板、料框之间是可拆卸连接。

一种利用所述模具装置制备超高分子量聚乙烯滤芯的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

a预热：电热棒置于型腔固定板上开的圆通孔里，热电偶置于型腔固定板上开的圆孔里，通过与温控仪、电热棒、热电偶对阴模进行预热，加热到60℃～90℃，保温3min～6min；

b加料：将超高分子量聚乙烯粉料倒入料框的加料室内，用刮料刷把粉料刮入阴模的型腔内；

c双向压制成型：对阴模仍进行保温，上冲头下行到下限点，对所述粉料进行压实，下冲头上行到顶板与下模座板距离为35cm～40cm，保压10s～40s；