一种PMMA板材生产系统及其生产方法

技术领域

本发明涉及PMMA板生产技术领域，尤其涉及一种PMMA板材生产系统及其生产方法。

背景技术

PMMA为以甲基丙烯酸甲酯为反应单体，通过聚合得到的高分子材料，因其具有较高的透明性，可替代玻璃，广泛用于生产生活等多个应用领域；其中，在光学领域中PMMA存在广泛应用，如PMMA导光片，光学镜头元器件，光学滤光片等。

PMMA板材在生产的过程中需要经过聚合、混合、注入模具、水浴和热聚合等环节，在水浴环节中，需要将模具放入到热水中加热，现有技术中，需要模具人工的放置到水浴锅中，待水浴完成后需要人工的将模具再取出，然后送至烘干箱中热聚合，效率较低，且模具在水浴的过程中，容易发生松动，导致不良品的产生。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种PMMA板材生产系统及其生产方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种PMMA板材生产系统，包括聚合釜、混合釜、真空脱泡箱、水浴锅和烘箱，所述水浴锅的内部设有升降驱动机构，升降驱动机构的输出端连接有放置架，放置架上开设有放置槽，放置槽内放置有模具，水浴锅上设有加热夹层，加热夹层内通有导热油。

优选地，所述升降驱动机构包括驱动电机，驱动电机固定于水浴锅的底端，水浴锅的内部转动安装有螺纹套筒，螺纹套筒的外部固定有第一直齿轮，驱动电机的输出轴延伸至水浴锅的内部且固定有第二直齿轮，第一直齿轮与第二直齿轮啮合，螺纹套筒内安装有升降螺纹杆，升降螺纹杆的顶端固定有连接横杆。

优选地，所述连接横杆远离升降螺纹杆的一端固定有竖直设置的导向条，水浴锅的外壁上固定有竖直设置的导轨，导向条与导轨滑动配合。

优选地，所述连接横杆分别转动安装有第一转轴和第二转轴，第一转轴和第二转轴上均固定有连接支架，连接支架与放置架固定。

优选地，所述连接横杆上还转动安装有弧形齿条，且弧形齿条同轴固定连接有第一同步轮，第二转轴同轴固定连接有第二同步轮，第一同步轮与第二同步轮之间通过同步带传动。

优选地，所述螺纹套筒的外部靠近顶端位置自上而下等距分布有多个环形的啮合齿，啮合齿与弧形齿条对应匹配，螺纹套筒与升降螺纹杆相对转动过程中不影响啮合齿与弧形齿条的啮合关系。

优选地，所述第一转轴和第二转轴上均固定有第一锥齿轮，连接横杆上转动安装有水平设置的传动杆，传动杆的两端均固定有第二锥齿轮，两个第二锥齿轮分别对应与两个第一锥齿轮啮合。

优选地，所述放置架的顶端固定有触发箱，触发箱内华达安装有第一升降柱和第二升降柱，第一升降柱的底端延伸至放置架的放置槽内且固定有夹紧板，第一升降柱的顶端安装有夹紧弹簧，第二升降柱的顶端延伸至触发箱的外部且固定有按压板，水浴锅的顶端固定有水平横条，水平横条与按压板对应匹配。

优选地，所述触发箱内转动安装有第三直齿轮，第一升降柱和第二升降柱相互靠近的一侧均固定有竖直齿条，两个竖直齿条分别从两侧与第三直齿轮啮合。

一种PMMA板材生产方法，包括以下步骤：

S1：甲基丙烯酸甲酯、其他丙烯酸脂类中加入高分引发剂，加入聚合釜内聚合，通过加热使其达到其沸点，保持沸腾状态15min，然后自然冷却至常温，得到甲基丙烯酸甲酯预聚合料；

S2：将脱模剂、低温引发剂、纳米分散液加入到甲基丙烯酸甲酯预聚合料中，加入混合釜，随后进行搅拌混合得到混合物，混合时间为30min；

S3：将S2中得到的混合物放入真空脱泡箱中真空脱泡，然后再将混合物注入到模具中，并除去气泡；

S4：将模具放入至水浴锅内60℃的水浴，进行水浴聚合2h-6h，随后将模具转移至烘箱进行高温聚合，温度控制在120℃-140℃，聚合时间2h-4h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过水浴锅的设计，水浴时，将装有原料的模具放入到放置架上的放置槽内，通过升降驱动机构带动放置架向下移动，使得模具没入至水中，从而进行水浴，水浴完成后，通过升降驱动机构抬起，能够方便的将模具取出，从而进行下一步的高温聚合；

2、第一转轴和第二转轴转动时能够带动放置架转动，放置架转动至水平状态时，能够方便的将一个个模具塞入至放置槽内，当放置架转动至竖直状态时，能够降低放置架的高度，使得模具能够快速完全的没入至水中；

3、升降螺纹杆相对于螺纹套筒升降移动时，能够带动弧形齿条升降移动，弧形齿条向下移动时，会由于啮合逆时针转动，转动的角度恰巧为九十度，使得升降螺纹杆向下移动至最低位置时，放置架恰巧转动至竖直状态，当升降螺纹杆向上移动至最高位置时，放置架恰巧转动至水平状态，从而用过联动的方式，带动放置架升降移动的同时发生转动，能够更加高效快捷的转移模具，能够提高模具的取放效率；

4、当升降螺纹杆向上移动至最高位置时，放置架恰巧转动至水平状态，这个过程中，按压板恰好朝向水平横条移动并被挤压，使得第二升降柱能够向下移动，并通过竖直齿条与第三直齿轮的啮合带动第一升降柱向上移动，从而带动夹紧板向下移动，从而松开模具，使得模具能够被轻松的进行取放，当升降螺纹杆向下移动时，按压板与水平横条分离，通过夹紧弹簧的弹力会推动夹紧板向下移动自动的将模具夹紧，使得模具安装更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的水浴锅放置架升起状态示意图；

图3为本发明的水浴锅放置架落下状态示意图；

图4为本发明的水浴锅仰视图；

图5为本发明的水浴锅俯视图；

图6为本发明的连接横杆升起状态放大细节图；

图7为本发明的连接横杆升起状态第一视角放大细节图(省略放置架)；

图8为本发明的连接横杆升起状态第二视角放大细节图(省略放置架)；

图9为本发明的连接横杆落下状态第一视角放大细节图；

图10为本发明的连接横杆落下状态第二视角放大细节图；

图11为本发明的触发箱剖视图；

图12为图11中A位置放大细节图；

图中：1水浴锅、101加热夹层、102导轨、103水平横条、2螺纹套筒、201第一直齿轮、202啮合齿、3驱动电机、301第二直齿轮、4升降螺纹杆、401连接横杆、402导向条、403第一转轴、404第二转轴、405连接支架、406第一同步轮、407第二同步轮、408第一锥齿轮、409第二锥齿轮、5放置架、6模具、7触发箱、701第一升降柱、702夹紧板、703第二升降柱、704按压板、705竖直齿条、706第三直齿轮、707夹紧弹簧、8聚合釜、9混合釜、10真空脱泡箱、11烘箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1-12，一种PMMA板材生产系统，包括聚合釜8、混合釜9、真空脱泡箱10、水浴锅1和烘箱11，水浴锅1的内部设有升降驱动机构，升降驱动机构的输出端连接有放置架5，放置架5上开设有放置槽，放置槽内放置有模具6，水浴锅1上设有加热夹层101，加热夹层101内通有导热油；

水浴时，将装有原料的模具6放入到放置架5上的放置槽内，通过升降驱动机构带动放置架5向下移动，使得模具6没入至水中，从而进行水浴，水浴完成后，通过升降驱动机构抬起，能够方便的将模具6取出，从而进行下一步的高温聚合。

实施例2

参照图1-12，本实施例与实施例1的区别在于，升降驱动机构包括驱动电机3，驱动电机3固定于水浴锅1的底端，水浴锅1的内部转动安装有螺纹套筒2，螺纹套筒2的外部固定有第一直齿轮201，驱动电机3的输出轴延伸至水浴锅1的内部且固定有第二直齿轮301，第一直齿轮201与第二直齿轮301啮合，螺纹套筒2内安装有升降螺纹杆4，升降螺纹杆4的顶端固定有连接横杆401；

当开启驱动电机3时，能够带动第二直齿轮301转动，再通过第二直齿轮301与第一直齿轮201的啮合即可带动螺纹套筒2转动，升降螺纹杆4是与螺纹套筒2螺纹配合的，且升降螺纹杆4只能够升降而无法转动，当螺纹套筒2转动时，即可推动升降螺纹杆4升降移动，具体移动方向取决与螺纹套筒2的旋转方向，从而达到带动连接横杆401和放置架5升降移动的目的。

其中，连接横杆401远离升降螺纹杆4的一端固定有竖直设置的导向条402，水浴锅1的外壁上固定有竖直设置的导轨102，导向条402与导轨102滑动配合；

导向条402与导轨102的滑动配合起到限位导向的作用，能够保证螺纹杆4只能够竖直升降移动而无法转动。

实施例3

参照图1-12，本实施例与实施例2的区别在于，连接横杆401分别转动安装有第一转轴403和第二转轴404，第一转轴403和第二转轴404上均固定有连接支架405，连接支架405与放置架5固定；

第一转轴403和第二转轴404转动时能够带动放置架5转动，放置架5转动至水平状态时，能够方便的将一个个模具塞入至放置槽内，当放置架5转动至竖直状态时，能够降低放置架5的高度，使得模具6能够快速完全的没入至水中。

实施例4

参照图1-12，本实施例与实施例3的区别在于，连接横杆401上还转动安装有弧形齿条405，且弧形齿条405同轴固定连接有第一同步轮406，第二转轴404同轴固定连接有第二同步轮407，第一同步轮406与第二同步轮407之间通过同步带传动；

当弧形齿条405转动时，能带动第一同步轮406转动，再通过同步带的传动带动第二同步轮407转动，进而带动第二转轴404转动，从而带动其中一个放置架5转动；

第一转轴403和第二转轴404上均固定有第一锥齿轮408，连接横杆401上转动安装有水平设置的传动杆，传动杆的两端均固定有第二锥齿轮409，两个第二锥齿轮409分别对应与两个第一锥齿轮408啮合；

通过第二锥齿轮409与第一锥齿轮408的啮合，以及传动杆的传动效果，当第二转轴404转动时，第一转轴403会跟随同步转动，使得两个放置架5会同步的进行转动。

螺纹套筒2的外部靠近顶端位置自上而下等距分布有多个环形的啮合齿202，啮合齿202与弧形齿条405对应匹配，螺纹套筒2与升降螺纹杆4相对转动过程中不影响啮合齿202与弧形齿条405的啮合关系；

升降螺纹杆4相对于螺纹套筒2升降移动时，能够带动弧形齿条405升降移动，弧形齿条405向下移动时，会由于啮合逆时针转动，转动的角度恰巧为九十度，使得升降螺纹杆4向下移动至最低位置时，放置架5恰巧转动至竖直状态，当升降螺纹杆4向上移动至最高位置时，放置架5恰巧转动至水平状态，从而用过联动的方式，带动放置架5升降移动的同时发生转动，能够更加高效快捷的转移模具，能够提高模具的取放效率。

实施例5

参照图1-12，本实施例与实施例4的区别在于，放置架5的顶端固定有触发箱7，触发箱7内华达安装有第一升降柱701和第二升降柱703，第一升降柱701的底端延伸至放置架5的放置槽内且固定有夹紧板702，第一升降柱701的顶端安装有夹紧弹簧707，第二升降柱703的顶端延伸至触发箱7的外部且固定有按压板704，水浴锅1的顶端固定有水平横条103，水平横条103与按压板704对应匹配。

其中，触发箱7内转动安装有第三直齿轮706，第一升降柱701和第二升降柱703相互靠近的一侧均固定有竖直齿条705，两个竖直齿条705分别从两侧与第三直齿轮706啮合；

当升降螺纹杆4向上移动至最高位置时，放置架5恰巧转动至水平状态，这个过程中，按压板704恰好朝向水平横条103移动并被挤压，使得第二升降柱703能够向下移动，并通过竖直齿条705与第三直齿轮706的啮合带动第一升降柱701向上移动，从而带动夹紧板702向下移动，从而松开模具6，使得模具6能够被轻松的进行取放，当升降螺纹杆4向下移动时，按压板704与水平横条103分离，通过夹紧弹簧707的弹力会推动夹紧板702向下移动自动的将模具6夹紧，使得模具6安装更加稳定。

一种PMMA板材生产方法，包括以下步骤：

S1：甲基丙烯酸甲酯、其他丙烯酸脂类中加入高分引发剂，加入聚合釜8内聚合，通过加热使其达到其沸点，保持沸腾状态15min，然后自然冷却至常温，得到甲基丙烯酸甲酯预聚合料；

S2：将脱模剂、低温引发剂、纳米分散液加入到甲基丙烯酸甲酯预聚合料中，加入混合釜9，随后进行搅拌混合得到混合物，混合时间为30min；

S3：将S2中得到的混合物放入真空脱泡箱10中真空脱泡，然后再将混合物注入到模具6中，并除去气泡；

S4：将模具6放入至水浴锅1内60℃的水浴，进行水浴聚合2h-6h，随后将模具转移至烘箱11进行高温聚合，温度控制在120℃-140℃，聚合时间2h-4h。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。