[發(fā)明專利]一種大型超高壓熱塑性聚合物發(fā)泡成型裝置及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910362223.5
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109955423A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮云平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東奔迪新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B29C44/02
• 分類號(hào): B29C44/02;B29C44/34
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李盛洪

本發(fā)明公開(kāi)了一種大型超高壓熱塑性聚合物發(fā)泡成型裝置及其方法，該裝置包括超臨界流體輸送系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)、快速高壓鎖模裝置、溫度控制裝置、壓力控制裝置、壓力釋放裝置、快速高壓合模裝置、發(fā)泡制品和聚合物，所述超臨界流體輸送系統(tǒng)與快速高壓鎖模裝置相連，溫度控制裝置、壓力控制裝置，該裝置可提供快速高壓合模的發(fā)泡設(shè)備，采用聚合物一步發(fā)泡成型，無(wú)需高壓水蒸氣加溫模塑，合模速度為0.5?30米/秒，合模壓力50?30000噸，可生產(chǎn)熔點(diǎn)溫度達(dá)50℃?350℃聚合物材料的發(fā)泡制品，實(shí)現(xiàn)大型多種聚合物材料的模壓可控發(fā)泡生產(chǎn)，本發(fā)明經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有合模速度快，合模壓力大的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱塑性聚合物材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大型超高壓熱塑性聚合物發(fā)泡成型裝置及其方法。

背景技術(shù)

由于超臨界流體技術(shù)具有清潔環(huán)保的特點(diǎn)，聚合物微孔發(fā)泡材料應(yīng)用超臨界流體技術(shù)制備，對(duì)環(huán)境和發(fā)泡制品都不會(huì)造成污染，因此，應(yīng)用超臨界流體技術(shù)制備聚合物微孔發(fā)泡制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)、食品、醫(yī)療、建筑、交通工具等領(lǐng)域。

利用超臨界流體在接近聚合物熔點(diǎn)的溫度條件下，對(duì)聚合物進(jìn)行溶脹滲透，使得超臨界流體能夠在聚合物基體中大量溶解，同時(shí)聚合物能保持足夠的強(qiáng)度，通過(guò)快速卸壓使得聚合物基體中的超臨界流體過(guò)飽和，從而成核發(fā)泡，得到微孔發(fā)泡聚合物制品。

目前，工業(yè)上采用高溫高壓的超臨界流體模壓發(fā)泡法生產(chǎn)聚合物發(fā)泡制品，其工藝過(guò)程是將熱塑性聚合物樹(shù)脂加工成一定的形狀，然后將模壓機(jī)上的發(fā)泡模具升溫，待達(dá)到發(fā)泡溫度后，將預(yù)制好的聚合物毛坯放入模具，模壓機(jī)合模密封，向模具內(nèi)充入超臨界流體，使聚合物溶脹擴(kuò)散，然后模壓機(jī)開(kāi)模泄壓發(fā)泡，即可得到泡孔尺寸和密度可控的聚合物微孔發(fā)泡制品。

公開(kāi)號(hào)CN1621437A公開(kāi)了一種超臨界CO2發(fā)泡通用型聚丙烯樹(shù)脂的方法。包括如下步驟：將聚丙烯置于超臨界狀態(tài)的CO2流體中進(jìn)行溶脹和滲透0.5-1小時(shí)，然后快速卸壓并冷卻，即可得到泡孔均勻，大小可控的閉孔微孔發(fā)泡聚丙烯材料。

公布號(hào)CN102167840A公開(kāi)了一種超臨界模壓發(fā)泡制備聚合物微孔發(fā)泡材料的方法。其步驟是將模壓機(jī)上的發(fā)泡模具升溫，待達(dá)到發(fā)泡溫度后，將聚合物預(yù)成型胚胎放入模具，模壓機(jī)合模密封，向模具內(nèi)充入超臨界流體，超臨界流體向聚合物溶脹擴(kuò)散一段時(shí)間后，模壓機(jī)迅速打開(kāi)模具泄壓，即可得到聚合物微孔發(fā)泡材料。

公布號(hào)CN104097288A公開(kāi)了一種超臨界流體輔助聚合物模壓發(fā)泡裝置，該裝置由超臨界流體輸送系統(tǒng)、模具系統(tǒng)、溫度測(cè)量裝置、壓力測(cè)量裝置、壓力釋放裝置、顯示和控制系統(tǒng)等組成。模具系統(tǒng)利用模壓機(jī)的上、下熱板進(jìn)行加熱，利用超臨界流體超強(qiáng)的滲透和擴(kuò)散能力浸漬聚合物，在一定的溫度、時(shí)間和超臨界流體壓力作用下，超臨界流體逐漸擴(kuò)散進(jìn)聚合物基體，然后快速釋放壓力獲得一定形狀的發(fā)泡材料，實(shí)現(xiàn)多種聚合物材料的自由發(fā)泡和可控發(fā)泡。

上述方法僅適合合模壓力小、生產(chǎn)批量少、形狀簡(jiǎn)單的發(fā)泡材料的制備，生產(chǎn)效率低下，產(chǎn)品成本高，不具備規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。

公布號(hào)CN108081652A公開(kāi)了一種超臨界發(fā)泡鞋底的制備工藝，包括如下步驟：先將彈性體顆粒放入注塑機(jī)中注塑成鞋中底模型型胚；再將鞋中底型胚放入高壓反應(yīng)釜中，再往反應(yīng)釜中加入戊烷、二氧化碳、液氮中的一種或幾種氣體的混合氣體，使反應(yīng)釜溫度控制在50-90℃之間，反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)到10-50Mpa，滲透0.5-10h；打開(kāi)反應(yīng)釜閥門(mén)，泄壓取出飽和有氣體的鞋中底；將鞋中底放入成型模具中，通入水蒸氣，讓鞋中底在水蒸氣成型模具型腔內(nèi)發(fā)泡，待鞋底在型腔內(nèi)發(fā)泡完成后，關(guān)閉蒸汽閥門(mén)，打開(kāi)冷卻水閥門(mén)，經(jīng)定型之后打開(kāi)模具，得到發(fā)泡鞋底成品。這種方法為兩步法，首先使制品型胚在模具充氣預(yù)發(fā)泡，然后再放入成型模具通入水蒸氣發(fā)泡成型。這種工藝分兩段工序生產(chǎn)，先再將鞋中底型胚放入高壓反應(yīng)釜中，加入氣體預(yù)發(fā)泡和泄壓取出飽和有氣體的鞋中底型胚放入成型模具中，通入水蒸氣，讓鞋中底在水蒸氣成型模具型腔內(nèi)發(fā)泡，該工藝成型復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，所以我們提出一種大型超高壓熱塑性聚合物發(fā)泡成型裝置及其方法，用于解決上述所提出的問(wèn)題。