專利名稱：樹脂基煙草包裝機(jī)模盒及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂基煙草包裝機(jī)械用模盒及制備方法，尤其涉及一種熱塑性聚酰亞胺基模盒及制備方法。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)80年代，我國煙草總公司通過“技貿(mào)結(jié)合”的方式對卷煙生產(chǎn)中各個主要設(shè)備進(jìn)行了技術(shù)引進(jìn)，對我國煙草工業(yè)的發(fā)展起到了積極作用。但也使我國煙草行業(yè)的發(fā)展一定程度上受制于國外，設(shè)備維護(hù)程序(設(shè)備保養(yǎng)及零部件的更換)復(fù)雜、費(fèi)用昂貴。模盒是煙草包裝機(jī)械的一個關(guān)鍵部件，其好壞直接影響到包裝質(zhì)量及效率。煙草包裝機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度極快，如模盒自潤滑性能差會影響走紙速度及容易造成包裝紙的破損；耐溫差，高速運(yùn)轉(zhuǎn)所引起的摩擦生熱則會造成材料的尺寸變形，影響包裝質(zhì)量。耐磨性差則會增加配件更換頻率、減短設(shè)備維護(hù)周期，影響包裝質(zhì)量及包裝效率，增加生產(chǎn)成本。所以目前國內(nèi)絕大部份仍使用進(jìn)口原件。早期的煙機(jī)模盒為金屬材料制件，為提高耐磨性一般采用化學(xué)處理的方法(賀子凱.表面技術(shù)在煙機(jī)配件國產(chǎn)化上的運(yùn)用.中國表面工程，2003，(2)42，43，46)對材料表面進(jìn)行改性以提高制件的耐磨性，但此種方法工藝復(fù)雜，成本較高并容易造成環(huán)境污染；且由于金屬比重較大，增加了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，也一定程度提高了生產(chǎn)成本。中國專利(授權(quán)公開號CN2351373Y)涉及一種通過改進(jìn)煙機(jī)模盒結(jié)構(gòu)的方法避免包裝過程中的松包及大小頭現(xiàn)象，但并未對其選材、加工方式及使用壽命進(jìn)行評價(jià)。近年來隨工程塑料技術(shù)的發(fā)展，國外逐步以耐高溫工程塑料取代了金屬制件，可能由于技術(shù)保密問題，目前仍未見專利、文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)；并由于其價(jià)格昂貴、更換保養(yǎng)程序繁瑣、費(fèi)用高，目前國內(nèi)行業(yè)很少使用。目前國內(nèi)市場上也有尼龍基和超高分子量聚乙烯基的煙機(jī)模盒，但由于樹脂本身耐溫性、耐磨性差，使用壽命只有3個月左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服上述國外模盒使用成本高，而國內(nèi)模盒壽命短的技術(shù)問題而提出一種耐高溫、耐磨性好、成本低的以熱塑性聚酰亞胺作為基體材料的煙機(jī)模盒及制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種熱塑性聚酰亞胺基煙機(jī)模盒，其特征在于該材料組成及質(zhì)量百分含量如下熱塑性聚酰亞胺(TPI) 55～95％增強(qiáng)纖維 0～30％固體潤滑劑5～25％其中熱塑性聚酰亞胺性能指標(biāo)為拉伸強(qiáng)度70～110MPa，彎曲強(qiáng)度150～190MPa，玻璃化溫度為≥250℃，沖擊強(qiáng)度20～150kJ/m2。優(yōu)選常州廣成新型塑料有限公司生產(chǎn)的GCPITM材料。其不僅具有優(yōu)異的力學(xué)、耐熱及耐磨自潤滑等性能，還表現(xiàn)出卓越的熱加工特性，可采用熱模壓、擠出和注射方法成型，所得材料最高長期使用溫度可達(dá)260℃。
所述的增強(qiáng)纖維為碳纖維(CF)或玻璃纖維(GF)的一種或兩者混合物。
所述的固體潤滑劑為聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、二硫化鉬(MoS2)、二氧化硅(SiO2)、三氧化二鋁(Al2O3)、銅粉(Cu)中的一種、兩種或多種混和物。
本發(fā)明還提供了一種熱塑性聚酰亞胺基煙機(jī)模盒制備方法，其步驟包括稱取占原料總重量55～95％熱塑性聚酰亞胺，占原料總重量0～30％的增強(qiáng)纖維和占原料總重量5～25％的固體潤滑劑混合均勻，采用擠出造粒的方法制備復(fù)合粒料，復(fù)合粒料通過注塑成型的方法一次成型制品，制得煙機(jī)模盒；或者采用熱模壓的方法制品復(fù)合材料毛坯件，后采用機(jī)加工的方法制得模盒制品。兩種方法合理選擇可大大提高生產(chǎn)效率高、降低生產(chǎn)成本。擠出造粒溫度320～380℃；注塑溫度320～380℃，注塑壓力70～200MPa。熱模壓成型溫度320～380℃，成型壓力8～20MPa(相對制品表面計(jì))，成型時(shí)間40～60min/10mm厚?？捎糜谏a(chǎn)煙草包裝機(jī)械G.D.x1～G.D.x8號輪用模盒(如2PALA67、2PLCM23、2PLGK5、2XAQD5等)。
有益效果1、本發(fā)明以一種熱塑性聚酰亞胺(TPI)為基體，增強(qiáng)纖維、固體潤滑劑組成；所制得的復(fù)合材料成型工藝簡單，耐熱性、耐磨性好、成本低，材料的性能數(shù)據(jù)見下表煙機(jī)模合用熱塑性聚酰亞胺基復(fù)合材料性能表

2、本發(fā)明可根據(jù)制品形式選用熱模壓成型制品或毛坯、或采用擠出造粒的方法制備復(fù)合粒料，然后采用注塑成型的方法制備模盒。所得制品成本較低，且性能優(yōu)異，使用周期長，可顯著延長維護(hù)周期，降低生產(chǎn)成本，是替代國外產(chǎn)品的理想材料。本發(fā)明使用周期一般在8個月以上，現(xiàn)有的一般在3～4個月。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種熱塑性聚酰亞胺基煙機(jī)模盒，包括以下工藝步驟將質(zhì)量分?jǐn)?shù)70％的TPI、10％的PTFE及5％的MoS2機(jī)械混合后加入擠出機(jī)，同時(shí)加入15％的CF制得復(fù)合粒料粒子，粒子通過注塑成型的方法制得試樣及煙機(jī)模盒。注塑工藝條件如下注塑溫度360℃，注塑壓力150MPa，模具溫度150℃。其性能如下彎曲強(qiáng)度190MPa、彈性模量4.5GPa、熱膨脹系數(shù)3.6×10-5/℃、摩擦系數(shù)0.08、體積摩擦率5.0×10-15m3/(N.m)；制得G.Dx1號輪用模盒，用戶反饋使用壽命可達(dá)1年以上。
實(shí)施例2一種熱塑性聚酰亞胺基煙機(jī)模盒，包括以下工藝步驟將質(zhì)量分?jǐn)?shù)85％的TPI、10％的PTFE+5％的Al2O3機(jī)械混合后經(jīng)擠出機(jī)造粒，復(fù)合粒料通過注塑成型的方法制得試樣及煙機(jī)模盒。注塑工藝條件如下注塑溫度340℃，注塑壓力100MPa，模具溫度60℃。其力學(xué)性能如下彎曲強(qiáng)度145MPa、彈性模量5.2GPa、熱膨脹系數(shù)4.3×10-5/℃、摩擦系數(shù)0.12、體積磨損率1.8×10-14m3/(N.m)；制得2XAQD5型號模盒，用戶試用10個月未有不良反饋。
實(shí)施例3一種熱塑性聚酰亞胺基煙機(jī)模盒，包括以下工藝步驟將質(zhì)量分?jǐn)?shù)65％的TPI、15％的GF、5％的PTFE、15％的SiO2機(jī)械混合均勻后采用熱模壓成型的方法制得試樣及煙機(jī)模盒。模壓成型工藝如下模壓340℃，壓力12MPa(制品表面計(jì))，所得材料性能如下彎曲強(qiáng)度170MPa、彈性模量5.6GPa、熱膨脹系數(shù)3.2×10-5/℃、摩擦系數(shù)0.14、體積磨損率8.4×10-15m3/(N.m)；所制得G.Dx2號輪用模盒，用戶試用壽命達(dá)8月以上。
實(shí)施例4一種熱塑性聚酰亞胺基煙機(jī)模盒，包括以下工藝步驟將質(zhì)量分?jǐn)?shù)55％的TPI、30％的CF、15％的石墨、5％的PTFE、5％的Cu粉機(jī)械混合均勻后采用熱模壓成型的方法制得試樣及煙機(jī)模盒。模壓成型工藝如下模壓360℃，壓力15MPa(制品表面計(jì))，抽得材料性能如下彎曲強(qiáng)度120MPa、彈性模量6.2GPa、熱膨脹系數(shù)2.0×10-5/℃、摩擦系數(shù)0.10、體積磨損率6.5×10-15m3/(N.m)；制得2PALA67型號模盒，使用壽命1年以上。
幾種組成的煙機(jī)模合用熱塑性聚酰亞胺基復(fù)合材料性能表

權(quán)利要求
1.一種樹脂基煙草機(jī)械模盒，其特征在于該模盒的材料組成及重量百分含量如下熱塑性聚酰亞胺 55～95％增強(qiáng)纖維 0～30％固體潤滑劑 5～25％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草機(jī)械模盒，其特征在于所述的熱塑性聚酰亞胺的性能指標(biāo)為拉伸強(qiáng)度70～110MPa，彎曲強(qiáng)度150～190MPa，玻璃化溫度為≥250℃，沖擊強(qiáng)度20～150kJ/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草機(jī)械模盒，其特征在于所述的增強(qiáng)纖維為碳纖維和玻璃纖維的一種或兩者混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草機(jī)械模盒，其特征在于所述的固體潤滑劑至少為聚四氟乙烯、石墨、二硫化鉬、二氧化硅、三氧化二鋁或銅粉中的一種。
5.一種制備權(quán)利要求1所述的煙草機(jī)械模盒的方法，其步驟包括稱取占原料總重量55～95％熱塑性聚酰亞胺，占原料總重量0～30％的增強(qiáng)纖維和占原料總重量5～25％的固體潤滑劑混合均勻，采用擠出造粒的方法制備復(fù)合粒料，復(fù)合粒料通過注塑方法成型，制得煙機(jī)模盒；或者采用熱模壓的方法制品復(fù)合材料毛坯件，后采用機(jī)加工的方法制得模盒制品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于注塑工藝條件如下擠出造粒溫度320～380℃；注塑溫度320～380℃，注塑壓力70～200MPa；熱模壓成型溫度320～380℃，相對制品表面計(jì)成型壓力為8～20MPa，成型時(shí)間40～60min/10mm厚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種樹脂基煙草包裝機(jī)械用模盒及制備方法，尤其涉及一種熱塑性聚酰亞胺基模盒及制備方法。其步驟包括稱取占原料總重量55～95％熱塑性聚酰亞胺，占原料總重量0～30％的增強(qiáng)纖維和占原料總重量5～25％的固體潤滑劑混合均勻，采用擠出造?；蛘卟捎脽崮褐频媚：兄破?。所得制品成本較低，且性能優(yōu)異，使用周期長，可顯著延長維護(hù)周期，降低生產(chǎn)成本，是替代國外產(chǎn)品的理想材料。
文檔編號B65B19/00GK1821308SQ20061003927
公開日2006年8月23日 申請日期2006年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日
發(fā)明者黃培, 王曉東, 宋艷江 申請人:南京工業(yè)大學(xué)