[發明專利]一種制備聚合物超臨界發泡材料的設備及方法

有效

• 申請號: 201310280625.3
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103350510A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 陳海賢;魏増;徐朝暉
• 申請（專利權）人: 浙江海虹控股集團有限公司
• 主分類號: B29C67/20
• 分類號: B29C67/20
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本發明涉及一種制備方法及設備，更具體說，它涉及一種制備聚合物超臨界發泡材料的設備及方法。

背景技術

聚合物超臨界發泡可使用清潔綠色氣體作為發泡劑，所生產產品原料和工藝綠色無污染，聚丙烯發泡產品具有良好的熱穩定性(最高使用溫度達130,℃而聚苯乙烯僅為80℃)和高溫下制品的尺寸穩定性、較高的韌性以及較高的拉伸強度和抗沖擊強度、適宜和柔順的表面、優異的微波適應性、良好的環境效應和易于回收等。可廣泛地應用于醫療器械上、兒童玩具、汽車、食品包裝、保溫隔熱、體育器材、建筑等各個領域。

由于聚合物超臨界發泡連續生產工藝中，存在超臨界流體連續無脈沖注入計量裝置復雜價格貴，維護成本高和擠出模具出口內外壓力差大，溶入聚合物內的超臨界流體快速膨脹發泡，難以控制產品品質等問題，導致在連續發泡生產中難以控制，直接影響產品品質，難以得到高品質產品。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種操作簡單易控，產品品質可調可控，生產效率高，維護成本低的制備聚合物超臨界發泡材料的設備及方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。這種制備聚合物超臨界發泡材料的設備，包括依次連接的擠出機、平板模、保溫箱、多層模具和冷卻定型裝置，其中多層模具內每層均設有型腔并分別設有一個或多個進口連接超臨界流體注入系統；所述超臨界流體注入系統由液化氣體，加熱系統、計量泵依次連接組成，所述多層模具連接有用于加熱并恒溫到工藝溫度的導熱油。

作為優選：所述擠出機為單螺桿或雙螺桿。

作為優選：所述平板模為密煉機或開煉機。

本發明所述的這種聚合物超臨界發泡材料的制備方法，具體步驟如下：

第一步：聚合物及助劑從由擠出機上的投料口加入的擠出機中；

第二步：經擠出機混合溶練塑化，溶體經平板模擠出成扁平帶狀；

第三步：再將已經擠出成開型的熔體按一定的長度切斷成一張張薄片，放入到保溫箱內進行保溫，以備后用；

第四步：油壓機將已經通過導熱油加熱并恒溫到工藝溫度的多層模具打開，將保溫箱內成型聚合物塊取出放入到多層模具的型腔里，液化氣體經加熱系統加熱后由無脈沖高壓注射計量泵壓縮制成超臨界流體，并按工藝所需量全方位多點注入到每一個型腔中去，超臨界流體在模具型腔內與聚合物溶融，均勻擴散到聚合物內部；

第五步：油壓機快速釋放鎖模壓力，多層模具快速打開，型腔內已經包裹超臨界液體的聚合物，其超臨界液體在壓力釋放后迅速膨脹發泡，在聚合物內部產生微小氣孔，制得微孔聚合物發泡材料；

第六步：從多層模具內取出剛發泡好的產品放入帶有循環冷卻水系統的冷卻定型裝置內進行定型和冷卻，達到所需發泡產品。

作為優選：所述第三步中：薄片需要在聚合物塑化加工溫度范圍內轉移到保溫箱內。

作為優選：所述第四步中：薄片進入多層模具后，需要對模具鎖壓，鎖定壓力應大于1MPa；超臨界流體注入完成后，應保持多層模具5一定的鎖模壓力1min以上，保證超臨界流體與聚合物充分融合均勻。

本發明的有益效果是：保溫箱內的片材放入到有全方位超臨界注入點的恒溫模具型腔內，鎖緊模具并快速注入超臨界液體，使超臨界體同一時間溶入到片材各部位，大大縮短了超臨界流體的溶入時間。溶入好后，模具快速卸壓開模發泡，再通過帶圓形冷卻循環水的冷卻定型板進行定型冷卻，得到可控的高品質聚合物超臨界發泡產品。本工藝有效解決了連續發泡存在的問題，操作簡單易控，產品品質可調可控，生產效率高，維護成本低等特點。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為聚合物超臨界發泡材料生產線示意圖；

圖3為擠出成型示意圖；

圖4為超臨界流體置備及注入系統圖；

圖5為多層模具示意圖；

圖6為冷卻定型裝置圖；

附圖標記說明：擠出機1，投料口2，平板模3，保溫箱4，多層模具5，液化氣體6，加熱系統7、計量泵8、導熱油9、支架10、溶體11、成型聚合物塊12、型腔13、發泡產品14。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步描述。雖然本發明將結合較佳實施例進行描述，但應知道，并不表示本發明限制在所述實施例中。相反，本發明將涵蓋可包含在有附后權利要求書限定的本發明的范圍內的替換物、改進型和等同物。