[發明專利]一種用于微孔發泡注塑的疊層模具及工藝方法

有效

• 申請號: 201610273486.5
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105835293B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 趙國群;張磊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B29C44/34
• 分類號: B29C44/34;B29C44/58
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本發明涉及一種用于微孔發泡注塑的疊層模具結構及其工藝方法，特別涉及一種利用疊層模具生產表面質量高、內部泡孔致密的外觀注塑件的工藝技術。

背景技術

外觀制件一直是微孔發泡注塑工藝難以生產的產品。既要保證高品質的外觀質量，又要求產品內部均勻分布致密的泡孔結構，這是傳統微孔發泡注塑工藝難以實現的技術要求。目前，高品質的塑件外觀質量可以通過反壓、快速熱循環、型腔表面覆膜技術來實現，但這些技術與微孔發泡技術的結合都帶來了不利影響。例如，反壓技術通過型腔內高壓氣體防止聚合物熔體流動過程中發泡解決表面泡痕問題，但是也嚴重阻礙了后期冷卻過程中產品內部泡孔的長大；快速熱循環技術通過高模溫修復產品破裂的泡坑，但是產品內部往往呈現少而大的泡孔質量。型腔表面覆膜技術通過特制隔膜可防止冷模表面將產品表面泡痕凍結，但是薄膜覆蓋以及注射后冷卻需要較長的時間，生產效率較低。

在傳統的微孔發泡注塑工藝中，發泡過程分為注塑充填過程中動態發泡和充填結束后的靜態發泡。由于這兩個發泡過程是連續進行的，甚至動態發泡過程夾雜著靜態發泡過程，在通過輔助技術影響動態發泡時，難免也會影響到靜態發泡過程。因此，唯有將兩個過程徹底分離開，才能同時實現微發泡產品表面質量和內部泡孔結構的有效控制。

生物聚合物網絡有限公司在2008年在中國公開了一種名為“聚乳酸泡沫體的制造方法”(公開號：CN 200880009491.9)的專利技術。該技術首先在一定壓力和溫度環境中用二氧化碳浸泡聚乳酸珠粒，然后調節溫度使珠粒預膨脹，將預膨脹后的珠粒引入到模具中并通過施加高于預膨脹的溫度使所述珠粒進一步膨脹并熔合。該方法雖然將產品成型過程分為兩步，提高了生產效率，但在珠粒間存在溶解面，影響了產品的力學性能。

David E.Thomas等人在2004年在美國公開了一種名為“Microcellular Foaming”(公開號：US 6723761B1)的專利技術。該技術首先將聚合物板放在高壓流體環境中，稱為飽含發泡劑的聚合物，降低壓力使得該聚合物板達到過飽和狀態，然后加熱聚合物板使其接近玻璃態，聚合物板內部發泡，最后降溫冷卻。該技術是一種間歇式制備聚合物發泡板的方法，可以避免聚合物板表面不必要的泡痕，保證內部充分發泡。但是該方法與公開號為CN 200880009491.9的專利技術一樣，通過擴散法將發泡劑混入聚合物中，這是一種耗時的工藝步驟，生產效率較低。

塑料技術公司在2005年公開了一種名為“具有發泡器壁的容器”(公開號：CN 200580005092.1)的專利技術。該技術通過注塑成型含非活性氣體的聚合物預成型體，冷卻該預成型體至該聚合物軟化溫度以下的溫度，再加熱該預成型體至比該聚合物軟化溫度更高的預設溫度，吹塑該再加熱預成型體，以制備基本由微孔發泡聚合物組成的容器。該技術將也將產品的成型過程分為兩部分，通過螺桿攪拌加速發泡劑進入聚合物體系，僅適用于吹塑成型的中空容器類塑料件。

發明內容

本發明根據上述現有技術的不足，提出了一種用于微孔發泡注塑的疊層模具結構及工藝方法。通過疊層模具的兩個型腔，分別成型含發泡劑的預制坯和含致密泡孔結構的最終產品。其中預制坯制備過程中采用高壓注射工藝，防止預制坯發泡；預制坯在最終產品成型型腔內不能接觸成型產品外觀面的模具壁面。其中預制坯成型型腔A的體積可控制在最終產品成型型腔B體積的40-99％范圍內。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種用于微孔發泡工藝的疊層模具，包括依次相連的動模組件、中間組件和定模組件；在定模組件上設有與預制坯成型型腔相連通的熱流道系統和氣體進出預制坯成型型腔的管道，所述的管道包括主氣道和支氣道，所述的支氣道通過分型面縫隙和制件筋柱結構處的鑲塊縫隙與預制坯成型型腔內部聯通，主氣道將支氣道與模具外部氣壓控制裝置相連；所述的動模組件和中間組件內設置有對最終產品成型型腔壁進行加熱和冷卻的部件，所述的加熱部件為電加熱棒或蒸汽管道，所述冷卻部件為冷卻水管道或熱導率較高的金屬塊，且加熱和冷卻部件的數量和布局以高效加熱或冷卻最終產品成型型腔為原則，根據產品具體形狀確定

進一步的，所述的動模組件，包括動模座板、動模側墊塊和動模型芯板；所述的模座板、動模側墊塊和動模型芯板依次通過導套和導柱相連，在動模側墊塊內有空腔，在所述的空腔內設有推板和推板固定板，所述的頂桿一端插在推板固定板上，另一端穿過芯板，到達最終產品成型型腔。