[發明專利]用于模制擠出聚合物泡沫的低于常壓形態控制工藝及由此產生的制件

有效

• 申請號: 201580044682.9
• 申請日: 2015-08-07
• 公開（公告）號: CN107073791B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: B·比爾德;P·厄美;C·蘭伯特;J·邁爾斯;E·沃倫科姆;S·瓦格納
• 申請（專利權）人: 托萊多制模和沖模股份有限公司
• 主分類號: B29C49/04
• 分類號: B29C49/04;B29K23/00;B29K105/04;B29L23/00
• 代理公司: 北京從真律師事務所 11735
• 代理人: 程義貴

本發明涉及一種用于帶改進型結構特性的重量輕的部件的吹模聚合物泡沫和皮上泡沫夾芯板構造的低于常壓處理方法。該方法產生有皮的或者無皮的泡沫，該泡沫提供平滑內表面和平滑外表面、無表面孔隙或者可控表面孔隙、預定厚度的皮、以及與材料面垂直膨脹和取向的、自然有效球形的或者多邊形的、并且提供改善型撓曲和壓縮強度。

技術領域

本發明涉及模制擠出聚合物泡沫技術領域，并且尤其涉及采用低于常壓工藝的吹模法，通過在基本制件形狀形成后施加特定壓力和熱邊界條件，低于常壓工藝既改善泡沫細胞的形態又改善制件壁的結構特性。特別是，泡沫樹脂制件形狀承受的包含極端低于常壓的精確壓力控制狀況能夠動態改變整個制件的細胞結構，并且因此提供多個處理優點和性能優點。

背景技術

泡沫吹模技術領域的當前狀態包括引入如果需要具有相容樹脂和適當成核劑的擠出機內的化學或者物理發泡劑。無論采用什么方式，要求的結果都是產生單相流體，該單相流體在擠出系統中在溫度和壓力條件情況下均勻。在從擠出系統排出到模具端頭處的周圍環境中后，流體壓力的突然降低產生從來自一次單相聚合物熔融物的溶液出來的氣體并且在聚合物共混物固有的或者分散的成核劑固有的斷續處出現的成核點處形成充氣細胞。在理想情況下，細胞以球形生長，并且保持獨立，且數量眾多，因為操縱擠出部并且使其形成為其最終形狀。該過程是非常動態的、持久拉伸力、連續變化的非線性材料特性變化、溫度和壓力梯度、改變聚合物內的氣體的擴散性和溶解性、細胞內壓力、細胞聚結和破壞等等。通常，必須采用呈現熔體指數、熔體拉伸、應變硬化等等的特定組合的聚合物或者聚合物共混物，從而被正確擠出、發泡并且使得與預定制件形狀正確相符。，操縱相對于周圍大氣壓非常低壓力的空氣、張拉相對于周圍大氣壓非常低壓力的空氣以及將相對于周圍大氣壓非常低壓力的空氣吹入該型坯中，以在模制空腔上形成該型坯的過程自然使該細胞結構扁平并且變長，失去其更理想的圓形或者多面體形狀。

泡沫吹模技術現狀是將足夠的氣體送到聚合物，以在模具端頭處產生足夠多的泡沫，從而在保持最大量的松散泡沫細胞和低產品密度時，繼續存在從擠出型坯到形成商品的過度。因為在冷卻時，樹脂中的氣體的壓力、擴散性和溶解性發生變化，所以在冷卻和后續施加成形壓力時，因為氣體重新吸入樹脂中，一些細胞的體積簡單收縮甚至消失。通常，內部細胞壓力降低，在制件形成和冷卻時，導致細胞收縮和褶皺。在型坯膨脹到達到模型的壁時，細胞往往平行于在局部稱為材料面的制件的表面變得扁平并且變成長條。在施加成形壓力從而使制件輪廓清晰的情況下，這些扁平細胞能夠變得更扁平。通常，利用氣體含量、樹脂體系、擠出模具幾何結構、擠出物溫度和擠出速率、周圍空氣溫度和模型溫度、成形壓力和時間之間的精確平衡來保持該條件，從而確保最大殘余泡沫細胞體積。按照慣例，必須非常平穩地處理泡沫樹脂，以在整個處理過程中，保持泡沫的完整性。最終制件常常聚集大體上扁平的細胞，許多具有塌陷細胞壁。這些細胞因為成形壓力、細胞內壓力降低以及冷卻有關材料收縮而稍許壓縮和塌陷，其常常具有通常與材料面平行地對齊的扁平并且褶皺的形狀。這種發泡結構常常既在撓曲方面又在材料面的法線方面具有不佳的材料特性。如果不仔細保持該條件，則許多細胞可能塌陷或者破裂，產生能夠形成非常粗糙的并且/或者多孔的表面的開孔泡沫。

授予Kyoraku的美國專利8,517,059公開了一種吹模泡沫工藝，但是沒有公開在將制件形成為其最終形狀后而仍處于熔融狀態或者半熔融狀態時，利用內部真空條件和特定模型熱邊界條件來使泡沫制件壁的結構膨脹或者操縱泡沫制件壁的結構的低于常壓工藝。

授予JSP的美國專利US 7,169,338公開了一種利用物理發泡劑吹模聚乙烯泡沫的方法，該方法還說明出于使兩個對置壁非常接近，從而在內部熔合在一起，而不俘獲夾氣的目的，從形成的制件的內部抽出空氣。該專利未提及以任何方式利用內部真空調整或者控制泡沫結構，亦未提及球形細胞或者可變密度結構。

美國專利US 8,535,598公開了一種用于生產低密度聚丙烯泡沫的方法，該方法中陳述了化學發泡劑不足以將密度降低到低于0.7g/cm³，其與1.29倍的膨脹系數有關，并且符合本發明之前的所有公知信息。該專利還公開了最大制件寬度與模具直徑比為1.5倍的限制。