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      由UV可固化組合物制造成型制品的裝置、模具和方法與流程

      文檔序號(hào):12038719閱讀:289來源:國(guó)知局
      由UV可固化組合物制造成型制品的裝置、模具和方法與流程
      本發(fā)明涉及一種用于制造塑料樹脂部件的裝置、模具和方法。具體地講,本發(fā)明涉及一種使用紫外線(“UV”)固化技術(shù)來成型塑料樹脂的裝置、模具和方法。更具體地講,本發(fā)明涉及一種使用UV透射模具由紫外線可固化硅橡膠組合物來制造成型制品,并在熱成型UV透射模具中固化所述UV可固化硅橡膠組合物的裝置、模具和方法。所述熱成型UV透射模具提供對(duì)UV光源的UV輻射偏轉(zhuǎn)特性。所述成型制品優(yōu)選為戶內(nèi)或戶外使用的電絕緣體,優(yōu)選為高電壓電絕緣體。所述熱成型UV透射模具由熱塑性UV透射聚合物制成,且優(yōu)選由熱塑性UV透射和UV穩(wěn)定聚合物制成。所述UV輻射偏轉(zhuǎn)裝置以箔或UV偏轉(zhuǎn)顆粒為代表。所述UV光源優(yōu)選為UV-LED光源。

      背景技術(shù):
      現(xiàn)有技術(shù)中已知的傳統(tǒng)成型方法包括注塑成型和擠出成型,其中聚合物被加熱至塑性狀態(tài),之后在模具或模頭中成型,然后冷卻以形成最終制品。對(duì)于此,模具必須由能夠承受這些壓力和溫度變化的基材制成。通常地,模具由高強(qiáng)度鋼材制成且制造成本昂貴。為了解決這些問題,在過去的四十年中提出了UV固化方法。根據(jù)這些方法,施用紫外線輻射至樹脂,例如涂料、膠粘劑、不褪色墨水和光刻膠、以及光可固化物質(zhì)等,以進(jìn)行光聚合。UV固化方法尤其顯示出如下的優(yōu)勢(shì):i)在固化反應(yīng)中,液體單體在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w聚合物;ii)由于整個(gè)材料基本上通過不含溶劑的光聚合來固化,所以其非常有效地滿足了相關(guān)環(huán)境法規(guī)和制度的要求,所述法規(guī)和制度例如PRTR(污染物排放和轉(zhuǎn)移登記制度)、法律或ISO14000;iii)除非暴露于光線中,UV可固化材料不會(huì)發(fā)生固化,且不像熱可固化材料,UV可固化材料在保存期間不會(huì)逐漸地固化,因此,其對(duì)于自動(dòng)化過程的活化期(pot-life)足夠短,iv)可將多種樹脂用于這樣的UV固化方法中。然而,特別是考慮到所制造的制品或多或少地具有復(fù)雜的形狀,就會(huì)引起如下的問題。這些樹脂的特征在于它們僅在暴露于多于一定量的能量輻射的區(qū)域中才固化。另一方面,以UV輻射為代表的能量輻射的特征在于其在穿過樹脂的時(shí)候會(huì)減弱。這使得能量輻射難于穿透足夠深的樹脂且難于在每個(gè)位置穿透樹脂,或能量輻射被大幅減弱或吸收。由此,光可固化樹脂僅在能量輻射可穿過其中的具有幾微米至幾毫米厚的表面層固化,且在更深層的部分以及由UV源以線性方式發(fā)射的輻射無法達(dá)到的部分均保持未固化。因此,難以或局部不能夠施用光可固化樹脂至厚壁材料和/或具有或多或少的復(fù)雜的形狀的材料。因此,UV固化樹脂實(shí)際上用于形成涂層和膠粘劑,而通常不用于成型應(yīng)用是預(yù)料之中的。這尤其可通過下述的實(shí)例來獲知:發(fā)明名稱為“在材料成型模頭中光化輻射固化塑性復(fù)合材料(Actinicirradiationacuringofplasticcompositeswithinamaterialformingdie)”的US5,916,509提到了包含紫外可固化試劑的未固化熱固性復(fù)合材料反應(yīng)物可通過使用獨(dú)特的成型模頭擠拉成型而有效地固化,所述方法均一地輻射包含在模頭中的未固化的復(fù)合材料。發(fā)明名稱為“小型和微型部件的制造(Productionofsmallandmicroparts)”的DE19705303涉及制造由成型組合物制成的小型和微型部件,且包括:(a)撤出模具中整合的模具鑲件;(b)在壓力下將成型組合物置于模具中,使用低粘度成型組合物,所述組合物包含可通過短波光線硬化的組分;(c)利用短波光線輻射的同時(shí),維持背壓以完全固化所述組合物;和(d)打開模具并移除成型制品。在US5,885,514“環(huán)境UV-L-可固化彈性體成型裝置”中,描述了一種使用注塑成型裝置來成型例如為墊片的零件的改進(jìn)方法。根據(jù)該文獻(xiàn),所述成型裝置包括具有不同尺寸的圖樣凹進(jìn)、可透射UV光的上模板和下模板,UV光源,用于將彈性體輸送至模板的低壓注塑系統(tǒng),且其相互間隔地設(shè)置。在根據(jù)JP59215838的成型裝置中,由注塑成型裝置將紫外線硬化成型材料注塑進(jìn)入模頭中以填充型芯中的空間。之后來自紫外光輻射源的紫外線通過光纖分別輻射模腔和型芯。由此,本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)在于提供一種使用基于UV輻射的固化系統(tǒng)來制 造成型制品的裝置和方法。本發(fā)明的進(jìn)一步的目標(biāo)在于提供制造成型制品的本質(zhì)上的改進(jìn)并降低能量消耗;允許使用低成本的模具材料;降低材料浪費(fèi);且提供更廣闊的制造適應(yīng)性。本發(fā)明的進(jìn)一步的目標(biāo)在于提供一種用于高效制造成型制品的方法。本發(fā)明的更進(jìn)一步的目標(biāo)在于提供一種在電子技術(shù)工業(yè)中使用的高效制造成型制品的方法。發(fā)明概述已經(jīng)發(fā)現(xiàn)能夠制造UV固化的成型厚壁制品和/或具有復(fù)雜形狀模具的制品,所述模具提供UV輻射反射裝置。本發(fā)明的裝置優(yōu)選由包括僅一個(gè)或多個(gè)模具部分的模具形成,各部分可相互配合在一起以形成所述模具且可相互分離以從所述模具中剝離得到制品。這些模具或至少其部件或部分可由板狀材料制造,所述板狀材料也被稱為半成品的(semi-finished)、具有均一厚度的平面板狀制品。根據(jù)一個(gè)備選方案,所述板狀材料包含UV輻射偏轉(zhuǎn)顆粒。根據(jù)另一個(gè)備選方案,在成型該板狀材料之前或之后,為該板材提供至少一層包含UV輻射偏轉(zhuǎn)顆粒的涂層或UV偏轉(zhuǎn)箔。也就是說,所述UV輻射偏轉(zhuǎn)顆???i)結(jié)合到模具壁中;(ii)安置在模具壁的外側(cè);(iii)安置在模具壁的內(nèi)側(cè)。所述板狀材料被轉(zhuǎn)化成所需的形狀,例如通過機(jī)械加工、熱成型和/或組裝,以使得其內(nèi)部輪廓反像或正像于將要在模具中成型的制品的形狀。根據(jù)將要通過所述模具來成型的制品的復(fù)雜程度和橫截面,可能會(huì)需要一件式模具、兩個(gè)半模相互匹配的兩件式模具或包括多個(gè)模具部件的多件式模具。模具和模腔的設(shè)計(jì)必須允許通過UV光源直接照明UV可固化材料和UV輻射偏轉(zhuǎn)顆?;騏V偏轉(zhuǎn)箔或包含UV偏轉(zhuǎn)顆粒的層。這可通過各種不同的裝置來實(shí)現(xiàn),例如在模具的上端提供開口以將UV光導(dǎo)入模腔中,只要從開口進(jìn)入的光線曝光模具的所有內(nèi)部表面。優(yōu)選模具基本上由熱塑性UV透射和UV穩(wěn)定的聚合板狀材料制成。此類模具的壁厚可在約1mm至50mm之間變化,這取決于將要成型的制品的尺寸以及UV可固化組合物(例如UV可固化硅橡膠組合物)的量,考慮這些因素以使得所述組合物得到支持,同時(shí)又防止用于成型制品的模具或模具的部分發(fā)生變形。換句話說,相比僅具有1mm壁厚的模具來說,具有大于1mm壁厚的模具可承 載更重的UV可固化組合物的填充。使用根據(jù)本發(fā)明的熱成型的熱塑性UV輻射偏轉(zhuǎn)模具將允許以工業(yè)規(guī)模大量制造具有或多或少的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品。這使得由UV可固化硅橡膠組合物制造UV固化成型制品的生產(chǎn)相當(dāng)?shù)土?。此外,本發(fā)明的方法允許制造具有UV輻射偏轉(zhuǎn)特性的大尺寸模具,該大尺寸模具不能夠利用其它的方法(例如機(jī)械加工或注塑成型技術(shù))來制造。這對(duì)于大尺寸制品(例如空心絕緣子的電絕緣體)的制造特別有益。本發(fā)明的上述以及其它目標(biāo)、方面和特性將通過下文與附圖相結(jié)合的詳述而得以指出或理解。發(fā)明詳述本發(fā)明通過權(quán)利要求中得以限定。特定地,本發(fā)明涉及由UV可固化組合物,優(yōu)選由通過使用UV光輻射所述UV可固化硅橡膠組合物得到的硅橡膠組合物來制造成型制品的裝置、模具和方法。據(jù)此,在本文中提供了由UV透射材料制成的且偏轉(zhuǎn)紫外輻射的模具。優(yōu)選的熱塑性組合物包括如上所述的合適的熱塑性材料以及UV偏轉(zhuǎn)材料的顆粒。所述熱塑性組合物和UV偏轉(zhuǎn)材料的組成和配置可被選擇以提供具有所需水平的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù)以及用于所期望應(yīng)用的耐久性的組合物。所述組合物還優(yōu)選當(dāng)暴露于UV輻射的時(shí)候至少在所希望的時(shí)間周期內(nèi)不降解(UV穩(wěn)定性)。UV穩(wěn)定材料的總量為所述組合物重量的至少60%重量,優(yōu)選至少85%且更優(yōu)選至少95%重量。除了所述偏轉(zhuǎn)顆粒,其它材料可任選地存在于所述組合物中,所述其它材料例如添加劑或交聯(lián)劑等。圖1示出由傳統(tǒng)的UV透射材料制成的模具壁1的一部分。管2表示UV源,且箭頭表明UV光在UV透射材料中的傳導(dǎo)。圖2示出模具壁1的一部分,其由包含在垂直方向上偏轉(zhuǎn)UV光的顆粒的UV透射材料制成。管2表示UV源,且箭頭指示UV光在UV透射材料中的傳導(dǎo),所述UV透射材料包含UV輻射偏轉(zhuǎn)顆粒3。圖3示出模具壁1的一部分,其覆蓋有UV光反射層4以在特定的方向上引導(dǎo)UV光。管2表示UV源,且箭頭指示UV光在UV透射材料中的傳導(dǎo)。UV光傳導(dǎo)板或塊可為機(jī)械加工、熱成型或組裝而成,從而構(gòu)造為模具。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,模具由多個(gè)模具部分組成,所述模具部分可裝配在一起從而形成模具并相互分離以從模具剝離出得到的產(chǎn)品?,F(xiàn)有技術(shù)中已知有多種UV透射和UV穩(wěn)定的熱塑性聚合物商品。在本文中所使用的術(shù)語“熱塑性材料”或“熱塑性聚合物”意欲指加熱可變軟或熔融且冷卻可再次變硬的聚合物材料。通過使用模具或類似部件的熔融成型之后的冷卻,熱塑性聚合物可表現(xiàn)為結(jié)晶的或半晶的形態(tài)。所述熱塑性材料經(jīng)選擇或調(diào)整以提供在暴露于UV輻射的時(shí)候所需水平的抗分解性。優(yōu)選地,熱塑性組分為聚甲基丙烯酸酯均聚物??捎糜谥圃毂景l(fā)明范圍內(nèi)的模具的可市售得到的UV透射和UV穩(wěn)定的聚合物為UV透射工程塑料,例如:聚氨酯(PU);聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);聚氯乙烯(PVC);可市售得到的商標(biāo)名為或的環(huán)烯烴聚合物(COP);聚甲基丙烯酰甲亞胺聚合物(PMMI);聚碳酸酯(PC);聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET);苯乙烯-丙烯腈聚合物(SAN);聚砜聚合物(PSU);聚甲基丙烯酰亞胺(PMI);聚丙烯(PP);聚苯乙烯(PS)。優(yōu)選的為聚氨酯(PU),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚氯乙烯(PVC),環(huán)烯烴聚合物(COP),聚甲基丙烯酰甲亞胺聚合物(PMMI),聚碳酸酯(PC)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。最優(yōu)選的為可市售得到的商標(biāo)名為的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。此外,本發(fā)明范圍內(nèi)的UV透射熱塑性聚合物為UV透射率為至少30%的聚合物,優(yōu)選所述UV透射率為至少60%,更優(yōu)選至少80%,且最優(yōu)選至少90%,例如在約360nm至380nmUV光譜的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有60%UV透射率的材料。如果選擇其它的透射率,那么需要相應(yīng)地調(diào)整波長(zhǎng)。模具的壁厚,即UV透射模具的壁厚可在約1mm至50mm之間改變,其賦予制造柔性或剛性透射模具的可能性。據(jù)此,在一種實(shí)施方案中,所述模具的壁厚介于約1.0mm至約50mm,優(yōu)選大于1mm,優(yōu)選介于約2.0mm至約30mm,更優(yōu)選介于約2.0mm至約15mm,最優(yōu)選介于約2.0mm至約10mm。根據(jù)所述模具的另一個(gè)特性,所述壁具有介于1至50mm的厚度,和/或其中內(nèi)體積提供1cm直徑的球形子容積。在所指出范圍內(nèi)的厚度通常足以提供能經(jīng)受多個(gè)成型循環(huán)和承載更重的重量的模具。所述壁厚經(jīng)選擇以使得板狀材料可被加熱而用于進(jìn)行熱成型工藝,以生成將要被成型制品的負(fù)像或正像。UV偏轉(zhuǎn)或反射裝置表示為各自分散地設(shè)置在模具的透射材料中的UV輻射偏轉(zhuǎn)顆粒,或這些顆粒的UV反射層,或包含這些顆粒的模具壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的箔,其在模具的鄰面(內(nèi)部)方向上傳導(dǎo)UV光。在本發(fā)明范圍內(nèi),術(shù)語“偏轉(zhuǎn)顆?!被颉癠V輻射偏轉(zhuǎn)顆粒”代表改變UV光線方向的顆粒(包括散射和反射)。UV偏轉(zhuǎn)材料優(yōu)選為鋁,盡管其它UV偏轉(zhuǎn)材料也可使用,所述其它的UV偏轉(zhuǎn)材料例如不銹鋼;或非金屬材料,如金屬氧化物,例如氧化鎂或氧化鋁;或非金屬氧化物,例如二氧化硅;或元素周期表(PSE)中第一、第二或第三主族元素的鹽,優(yōu)選元素周期表的第一、第二或第三主族的金屬鹵化物,更優(yōu)選元素周期表的第一、第二或第三主族的金屬氟化物,最優(yōu)選氟化鎂、氟化鈣、氟化鋰;或偏轉(zhuǎn)聚合物材料或兩種或多種UV偏轉(zhuǎn)材料的組合。UV偏轉(zhuǎn)材料的顆粒可具有適用于提供所需水平的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù)的任意尺寸,但是優(yōu)選為微粒,例如具有平均尺寸為約1至100μm,或更優(yōu)選為約15μm至約55μm的微粒。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案,所述UV輻射偏轉(zhuǎn)顆粒具有模具壁的相應(yīng)橫截面積的至少1%、優(yōu)選至少10%的總散射截面。所述熱塑性組合物可包括任意量的UV偏轉(zhuǎn)材料,以提供所需水平的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù),但是優(yōu)選包含約0.0001%至約5%重量的UV偏轉(zhuǎn)顆粒。具有所需水平的UV反射率的不同的UV反射組合物可使用不同尺寸和濃度的UV反射微粒的組合來配制。更大的顆粒和/或更高的濃度的UV反射材料可提供更高水平的UV反射率;更小的顆粒和更低濃度的UV反射材料可提供更低水平的UV反射率。UV反射材料的表面積與體積的比值的增加可至少部分地導(dǎo)致更小的顆粒的UV反射系數(shù)增加。例如,在聚丙烯均聚物熱塑性材料中包括平均尺寸為17μm的1.00%鋁微粒的熱塑性組合物在254nm波長(zhǎng)的UV輻射下可具有高達(dá)約40%或更高的反射率。然而,為了硬化所述可固化組合物,可將UV偏轉(zhuǎn)熱塑性組合物與可固化組合物接觸一段時(shí)間,但不應(yīng)當(dāng)導(dǎo)致UV輻射偏轉(zhuǎn)顆?;螂s質(zhì)發(fā)生不符合要求水平的由所述熱塑性組合物至流體或部分固化的組合物的遷移。熱塑性材料中可包括任意密度的UV偏轉(zhuǎn)材料的顆粒,所述熱塑性材料提供具有所期望水平的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù)的熱塑性組合物。UV偏轉(zhuǎn)材料的顆粒的密度 優(yōu)選足夠高以提供給熱塑性組合物所期望水平的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù),而不會(huì)不期望地影響熱塑性組合物的機(jī)械加工性能。例如,約5%或更高濃度的磨損性UV偏轉(zhuǎn)材料,例如金屬UV偏轉(zhuǎn)金屬可導(dǎo)致機(jī)械表面的損壞。因此,熱塑性組合物中金屬UV偏轉(zhuǎn)材料的密度優(yōu)選小于約5%重量,更優(yōu)選小于4%重量,且最優(yōu)選小于2%重量。為了提供足夠水平的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù),例如金屬UV偏轉(zhuǎn)材料的密度典型地為至少0.25%重量,且優(yōu)選至少0.50%重量。具有期望水平的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù)的各種不同UV偏轉(zhuǎn)組合物可使用不同尺寸和濃度的UV偏轉(zhuǎn)微粒的組合來配制。較大顆粒和/或較高濃度的UV偏轉(zhuǎn)材料可提供較高水平的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù);較小顆粒和較低濃度的UV偏轉(zhuǎn)材料可提供較低水平的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù)。UV偏轉(zhuǎn)材料的表面積與體積的比值的增加可至少部分地導(dǎo)致較小顆粒具有增加的UV偏轉(zhuǎn)系數(shù)(deflectance)。例如,包含聚丙烯均聚物熱塑性材料以及其中1.00%的平均尺寸為17μm的鋁微粒的熱塑性組合物在254nm波長(zhǎng)的UV輻射下可具有高達(dá)約40%或更高的反射率。類似地,包含聚丙烯均聚物熱塑性材料及其中1.50%平均尺寸為54μm的鋁微粒的熱塑性組合物在254nm波長(zhǎng)的UV輻射下也可具有高達(dá)約40%或更高的反射率。優(yōu)選的UV偏轉(zhuǎn)組合物在254nm下具有的UV反射系數(shù)(reflectance)為至少約30%。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案,模具壁具有用于連接UV光源的線性延伸的UV光源連接區(qū)域,所述的連接區(qū)域優(yōu)選具有至少5∶1、且更優(yōu)選具有至少10∶1的縱橫比。由UV光源產(chǎn)生的UV光線穿透進(jìn)入模具壁中并傳導(dǎo)至由模具壁包圍的模具的內(nèi)體積。在傳導(dǎo)通過所述壁期間,UV光線的至少一部分被偏轉(zhuǎn)/散射或反射。根據(jù)本實(shí)施方案,所述內(nèi)體積以各向異性的方式被輻射,所述輻射優(yōu)選以小于50%的各向異性的速率進(jìn)行(即,在所述內(nèi)體積的中心部分從兩個(gè)任意不同的方向測(cè)量的UV光強(qiáng)度在強(qiáng)度上的差別小于較大強(qiáng)度的50%,且UV光強(qiáng)度在至少5度的角度區(qū)域上在每個(gè)角度方向取值均等)。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的方面,包含玻璃狀清澈(glass-clear)的基體塑料和分布于其中且具有所謂的核-殼形態(tài)的有機(jī)塑料顆粒的模具/模型特別適用于解決本發(fā)明的問題。塑料顆粒的核被交聯(lián)且殼至少部分地連接至所述核,且所述殼材料與基體塑料是可混溶的。塑料顆粒的核材料的折射率與基體塑料的折射率相差0.06至0.4。而且, 塑料顆粒的核的直徑小于0.2μm,且塑料顆粒的比例為占基體塑料的0.0001重量%至5重量%。散射顆粒的核與基體塑料之間的折射率差值為0.09至0.3。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案,塑料顆粒的比例典型地為基于基體塑料的0.001重量%至0.2重量%??商貏e采用兩種不同類型的模具。首先,合適的模具具有聚丙烯酸酯和聚丙烯酸甲酯(PMMA)的基體,且由大于90重量%的丙烯酸和甲基丙烯酸(MMA)(nD20=1.49)的酯組成。與PMMA基體相結(jié)合的塑料顆粒包含折射率大于1.57的核。這些顆??赏ㄟ^苯乙烯與交聯(lián)劑的共聚獲得。此外,包含其它芳族基團(tuán)的單體也適用,例如乙烯基萘。在采用PMMA基體的情況下,至少部分地連接至核的PMMA自身適用作為顆粒的殼材料??墒褂玫牡诙N類型的模具具有由聚苯乙烯、雙酚型聚碳酸酯(例如雙酚A聚碳酸酯)、或芳族聚酯(例如對(duì)苯二甲酸亞烷基酯)的聚酯制成的基體。在這種情況中,塑料顆粒的殼材料由與所述基體聚合物相容的乙烯基聚合物制成。例如,見述于DE3632369的60份(重量)MMA和40份(重量)甲基丙烯酸環(huán)己酯的共聚物或聚苯乙烯自身皆適合用作聚苯乙烯基體的殼材料。在其它物質(zhì)中,與所述聚碳酸酯相容的MMA和甲基丙烯酸苯酯的共聚物適合用作與雙酚A聚碳酸酯相混合的塑料顆粒的殼材料,見述于DE3719239。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案,苯乙烯和MMA的共聚物還適合用作殼材料。這些殼材料還可用于芳族聚酯的塑料基體。在具有相對(duì)高的折射率、例如nD20>1.57的芳族塑料基體的情況中,選擇具有盡可能低的折射率的聚合物顆粒的核。例如,交聯(lián)的PMMA(nD20=1.49),交聯(lián)的聚丙烯酸丁酯(nD20=1.466),此外,基于部分氟化的(甲基)丙烯酸酯的核適合用作這種情況中的核材料。塑料顆粒為所謂的核-殼顆粒,其可通過乳液聚合容易地獲得(例如參見DE19820302)。原則上,這些塑料顆粒由兩種不同的聚合物組成,這兩種聚合物具有相應(yīng)的不同的功能。關(guān)于偏轉(zhuǎn)/散射功能,以與基體材料的折射率的差值Δn以及尺寸對(duì)核進(jìn)行表征。Δn的范圍為0.06至0.4,優(yōu)選為0.09至0.3。通常,核為球形顆粒,其直 徑范圍為0.02μm至0.2μm,優(yōu)選為0.04μm至0.15μm。用于與基體塑料聚(甲基)丙烯酸酯相混合的塑料顆粒的核通常包括>60%重量,優(yōu)選>90%重量的苯乙烯或其它的芳族乙烯基單體以及0.01%至30%重量、優(yōu)選0.05%至5%重量的多官能乙烯基化合物(交聯(lián)劑),例如二乙烯基苯或二甲基丙烯酸乙二酯。優(yōu)選聯(lián)合使用小比例(例如0.01%至10%重量)的交聯(lián)劑,所述交聯(lián)劑具有2個(gè)不同活性的可聚合基團(tuán)(接枝交聯(lián)劑),例如甲基丙烯酸烯丙酯。用于與PMMA相混合的塑料顆粒的殼優(yōu)選地包括MMA和小比例(例如4%重量)的丙烯酸的C1-C4烷基酯。如果使用具有高折射率核的塑料顆粒用于與塑料基體(PMMA)混合,則選擇具有低折射率(例如nD20<1.50)的塑料顆粒用于與具有更高折射率的芳族基體塑料混合。塑料顆粒的合適核材料通過例如>80份的MMA、1至19份的丙烯酸酯(例如丙烯酸乙酯)和0.1至10份的交聯(lián)劑(例如丁二醇二丙烯酸酯)的共聚來獲得。如上所述,與所述塑料基體相容的乙烯基聚合物可用作殼材料。據(jù)此,可使用包括90份MMA和10份甲基丙烯酸苯酯的殼材料(見DE3719239)。一般而言,核與殼的重量比范圍為3∶1至1∶10,優(yōu)選為2∶1至1∶5。塑料顆粒的核是交聯(lián)的且是尺寸穩(wěn)定的。優(yōu)選具有>60℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的核。包括塑料基體和塑料顆粒的模具/模型的制造是現(xiàn)有技術(shù)中已知的(參見WO2007/025864,第6頁第15行至第7頁第30行)。UV偏轉(zhuǎn)材料可通過任何合適的方法與熱塑性材料相結(jié)合。例如,合適的熱塑性組合物可由制造商配制,例如,由PolyOne(Northbrook,III.)出售的商標(biāo)名為GRAVITE的改進(jìn)版本的聚合物-金屬復(fù)合材料。UV透射材料可選自暴露于UV輻射的時(shí)候具有所需水平的抗降解性的任何材料,優(yōu)選為熱塑性的材料。UV光源產(chǎn)生本發(fā)明范圍內(nèi)使用的UV光線,所述UV光源例如為氙燈、汞燈和摻雜鐵或鎵的汞燈、黑光燈、準(zhǔn)分子激光器和UV-LED燈。UV光源可通過例如電弧UV燈、或微波動(dòng)力UV燈或LEDUV燈來提供。LEDUV燈相對(duì)于其它兩種類型的UV燈的主要優(yōu)勢(shì)在于LEDUV燈在特定波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行輻射。在這種方式中,UV輻射期間產(chǎn)生明顯更少量的熱。由此, 優(yōu)選LEDUV燈與透射有機(jī)模具共同工作。優(yōu)選基于UV-LED技術(shù)的光源,特別是半導(dǎo)體光矩陣(SLM)的形式光源,例如密閉封裝的LED。這樣的光源易于安裝,使用安全且節(jié)約能源,而且使用壽命長(zhǎng)并幾乎沒有維護(hù)成本。UV-LED源進(jìn)一步具有高UV光線強(qiáng)度且給出良好的固化效果,例如對(duì)于UV固化UV-LSR組合物,當(dāng)在一定的UV光源距離和輻射時(shí)間下比較固化深度時(shí),顯示出這樣的良好效果。UV-LED源通常比傳統(tǒng)的鹵素UV源具有更好的效果,因?yàn)閁V-LED源的UV強(qiáng)度通常比傳統(tǒng)鹵素UV源的UV強(qiáng)度更高。一個(gè)市售可得的UV燈的實(shí)例為Phoseon水冷卻的UV-LEDRXStarFireMax,其波長(zhǎng)為365nm和395nm,標(biāo)稱輸出功率為2W/cm2或4W/cm2。輻射源優(yōu)選具有2kW至20kW范圍內(nèi)的能量消耗,且在1cm至100cm距離間施用,優(yōu)選的距離為1cm至10cm。根據(jù)這樣的組合,該模具作為自照明模具(selfilluminatingmold)使用。適用于UV固化LSR的UV光輻射強(qiáng)度的優(yōu)選范圍為1W/cm2至4W/cm2,更優(yōu)選為2W/cm2至4W/cm2,波長(zhǎng)如上文中所限定?,F(xiàn)有技術(shù)中用于UV固化不同的可固化材料所使用的常用UV源為汞燈和摻雜鐵或鎵的汞燈。由這些類型的光源發(fā)射的UV光線覆蓋較寬范圍的波長(zhǎng)。然而,最短的波長(zhǎng)導(dǎo)致了不期望的臭氧波和長(zhǎng)波光線的形成,形成的光線部分地位于紅外范圍內(nèi),并產(chǎn)生熱量。鹵素?zé)艟哂屑s1000小時(shí)的較短的使用壽命,與之相比,UV-LED燈為數(shù)萬小時(shí)。因此,與汞燈相比,優(yōu)選UV-LED燈??蛇m當(dāng)?shù)夭贾肬V-LED燈以獲得最優(yōu)化的效果??墒褂貌煌ㄩL(zhǎng)的LED燈以使得可以通過單獨(dú)地調(diào)節(jié)UV-LED單元的數(shù)量以及它們的強(qiáng)度水平來最優(yōu)化UV固化。用于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱產(chǎn)品的一種可能的生產(chǎn)設(shè)置為使得待UV固化的產(chǎn)品布置在垂直的位置,例如在緩慢旋轉(zhuǎn)的盤上。可通過使用垂直安置且可調(diào)節(jié)的UV-LED頭來獲得非常短的固化時(shí)間,例如三個(gè)這樣的UV-LED頭均一間隔120度的角度,所述UV-LED頭例如為具有365nm的波長(zhǎng)的PhoseonRXStarFireMax類型的UV-LED頭,以及任選地附加的UV聚光燈,例如為PhoseonRXFireFlex型單元,其設(shè)置在模具的上面和下面以使得可以同時(shí)地輻射外部和內(nèi)部部分。根據(jù)本發(fā)明,對(duì)于薄壁產(chǎn)品(例如室內(nèi)電纜終端(SOT))可獲得約10秒的固化時(shí)間。優(yōu)選的UV光源為在365nm下提供約為115mW/cm2的UV強(qiáng)度的UV燈。UV光源合適地提供250-500nm的寬廣范圍的波長(zhǎng),其相比僅提供365nm波長(zhǎng)的輻射來說將快得多地固化材料。UV可固化材料的限制在于其必須傳輸U(kuò)V光,且因此不能是不透明的。UV可固化材料可是有顏色的或帶色彩的。所述UV可固化材料可選自多種不同的UV可固化聚合物體系。UV可固化聚合物體系典型地包括1-3%的光引發(fā)劑、15-60%的活性稀釋劑、25%-90%的低聚聚合物、以及1-50%的添加劑和填料。在UV可固化聚合物體系中使用的聚合物可包括聚氨酯、環(huán)氧化物、聚酯和丙烯酸酯。特定的常用于所述聚合物的單體包括N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸羥乙酯、(聚)乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸降冰片酯和苯乙烯。另一種合適的聚合物體系為硫醇-烯聚合物體系(也被稱為巰基酯)??墒惺鄣玫降腢V可固化聚合物體系包括來自于美國(guó)新澤西州哈肯薩克市MasterBond公司、美國(guó)康涅狄格州Winsted地區(qū)Tangent工業(yè)、日本大阪Sakai地區(qū)Daicel化學(xué)工業(yè)有限公司和美國(guó)康涅狄格州新哈特福德市CtechLLC的產(chǎn)品。合適的硫醇-烯聚合物體系可購于Ctech,LLC。優(yōu)選的UV可固化液體為固化時(shí)具有良好的光學(xué)性質(zhì)的產(chǎn)品,因?yàn)檫@通??深A(yù)示其在本發(fā)明的方法中將得到所需的光潔度和外觀。這些產(chǎn)品通常在環(huán)境溫度下固化,或在100℃或低于100℃的溫度下使用UV光源固化。通常的固化時(shí)間范圍為5秒至5分鐘,取決于UV光線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度以及將要被固化的厚度。UV可固化組合物可包含感光劑和/或光引發(fā)劑,例如衍生自蒽、呫噸酮(xanthonone)、蒽醌(anthrachinone)的化合物。這樣的化合物以及它們作為感光劑和/或光聚合劑的使用為現(xiàn)有技術(shù)中已知的,且可通過市售得到。一種典型的UV可固化液體為丙烯酸酯配混物。一種在本發(fā)明中使用的可市售得到的配混物為Ctech8166-4A配混物,所述配混物可在100℃下暴露在UV中5分鐘被固化為不粘表面。另一種典型的UV可固化液體為硫醇-烯聚合物體系。一種在本發(fā)明中使用的可市售得到的配混物為CtechHardDomeCoat配混物,其優(yōu)選通過在100℃下暴露在30mW/cm2范圍內(nèi)的UV中5分鐘而在較低強(qiáng)度的UV光線下固化。特別是涉及電子技術(shù)的應(yīng)用,優(yōu)選為RTV-SR和LSR組合物,所述組合物為通常由兩種組分組成的可固化硅橡膠組合物,即第一組份包括至少一種在分 子中結(jié)合有烯基(例如乙烯基)的聚硅氧烷,第二組分包括至少一種在分子中結(jié)合有≡SiH基團(tuán)的聚硅氧烷?;旌线@兩種組分,填充至模具中并在催化劑的存在下固化,所述催化劑例如UV感應(yīng)交聯(lián)催化劑。這樣的可在UV輻射下固化的UV可固化硅橡膠組合物在現(xiàn)有技術(shù)中已知且見述于例如WO2006/010763A1和WO2009/027133A2,其內(nèi)容通過引用而結(jié)合于本文中。UV可固化硅橡膠組合物還可包含如上所述的感光劑和/或光引發(fā)劑。UV可固化橡膠組合物在UV光線的影響下非??焖俚毓袒?,甚至對(duì)于數(shù)厘米的較大厚度亦然。這一點(diǎn)非常重要,原因是固化時(shí)間在這樣的產(chǎn)品的生產(chǎn)和周期時(shí)間中起重要作用。根據(jù)本發(fā)明的制造成型制品的方法包括提供在其內(nèi)至少具有基本被圍繞的模腔的模具或模頭,將UV可固化材料填充至所述模具或模頭,且將所述UV可固化材料暴露至足夠強(qiáng)度的UV光源以足夠時(shí)間,從而將所述UV可固化材料固化為包含在所述模具或模頭中的固體物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的成型制品的制造方法包括:i)提供在其內(nèi)至少具有基本被圍繞的模腔的模具或模頭,所述模具或模頭具有用于發(fā)散地將UV輻射偏轉(zhuǎn)入所述模具或模頭的模腔中的裝置;ii)利用UV可固化材料填充所述模具或模頭;且iii)由UV光源發(fā)射UV光線穿過模具壁;iv)通過UV光線偏轉(zhuǎn)顆粒來偏轉(zhuǎn)UV光線,優(yōu)選偏轉(zhuǎn)UV光線的至少70%;v)使用UV光線輻射UV可固化物質(zhì),從而固化UV可固化物質(zhì)以生成UV固化制品。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方案,本發(fā)明涉及本發(fā)明的模具在制造成型制品中的應(yīng)用,且所述制品優(yōu)選為電絕緣體。
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