[發(fā)明專利]一種微發(fā)泡注塑超臨界流體注氣系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010081098.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-06
• 公開（公告）號(hào): CN111283947B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 信春玲;安華亮;何亞?wèn)|;閆寶瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C44/34
• 分類號(hào): B29C44/34;B29C44/60
• 代理公司: 北京京萬(wàn)通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11440
• 代理人: 許天易;王躍交

本發(fā)明公開了一種微發(fā)泡注塑超臨界流體注氣系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括氣源、主路單元、支路單元、氣體注射器、主路速斷閥、支路速斷閥，注氣控制裝置，其中，所述氣源、所述主路單元、所述主路速斷閥和所述氣體注射器依次串聯(lián)，所述支路速斷閥與所述支路單元串聯(lián)設(shè)置在所述主路速斷閥出口和所述氣體注射器入口之間，其中，所述注氣控制裝置，用于控制所述主路速斷閥、所述支路速斷閥的開啟和關(guān)閉，使得所述主路速斷閥開啟時(shí)，所述支路速斷閥關(guān)閉；所述主路速斷閥關(guān)閉時(shí)，所述支路速斷閥開啟。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠消除微發(fā)泡注塑工藝的超臨界流體間歇注氣過(guò)程中的氣涌現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微發(fā)泡注塑工藝領(lǐng)域，特別涉及一種微發(fā)泡注塑超臨界流體注氣系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

微發(fā)泡注塑是將微發(fā)泡技術(shù)和注塑工藝相結(jié)合的一種制品加工技術(shù)：在注塑加工過(guò)程中的塑化階段，將超臨界氣體注射入注塑機(jī)的機(jī)筒內(nèi)，在螺桿的剪切混合以及機(jī)筒內(nèi)高溫高壓的作用下，發(fā)泡劑與聚合物熔體充分混合，形成單相熔體，并在注射階段注射入模腔內(nèi)，由于壓力條件的快速變化，單相熔體中的氣體會(huì)析出形成泡孔，最終根據(jù)模腔形狀冷卻形成具有致密泡孔的制品。

微發(fā)泡注塑中，塑化階段注塑機(jī)的螺桿會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)后退運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)物料進(jìn)行塑化和混合，但螺桿本身的混合能力較弱，而且螺桿塑化時(shí)間很短，通常在30s以內(nèi)，甚至在10s以內(nèi)，所以螺桿對(duì)氣體和聚合物熔體的混合效果有限，因此若要形成優(yōu)良的單相熔體，精確控制注氣量和注氣時(shí)間非常重要，微發(fā)泡注塑中注氣量通常保持在0.5％以下，同時(shí)注氣系統(tǒng)要能進(jìn)行重復(fù)的高精度注氣。微發(fā)泡注塑中使用的通常是超臨界狀態(tài)的氣體，非常難于控制和精確計(jì)量，因此需要對(duì)微發(fā)泡注塑工藝的超臨界流體注氣系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，為了將超臨界流體順利輸送到聚合物熔體中，需要使超臨界流體的壓力高于熔體壓力，而注塑工藝的間歇特性以及注氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，使得每次注氣開始時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)集聚于氣體管路內(nèi)的高壓氣體快速釋放進(jìn)入熔體的現(xiàn)象，這些過(guò)量氣體很難在螺桿剪切作用下混合均勻，因此會(huì)以氣泡的形式存儲(chǔ)于熔體，這些熔體進(jìn)入模具后，熔體壓力降低，存儲(chǔ)于熔體中的小氣泡會(huì)長(zhǎng)大形成大氣泡。這些大氣泡破壞了制品的力學(xué)結(jié)構(gòu)，極端情況下會(huì)炸裂，使得整個(gè)制品報(bào)廢，同時(shí)過(guò)量氣體的存在會(huì)使局部氣體濃度過(guò)高，無(wú)法完全溶解在熔體中，導(dǎo)致在注塑機(jī)中的高分子材料的粘度變化，這會(huì)給生產(chǎn)穩(wěn)定性和制品質(zhì)量保證帶來(lái)問(wèn)題。這種氣體快速釋放的現(xiàn)象被稱為氣涌，其產(chǎn)生的基本條件是：氣體與熔體的壓力差足夠大且氣體釋放管路不受限制。