一種間歇式微發泡注塑成型設備及工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微發泡注塑成型設備及工藝，尤其涉及一種間歇式微發泡注塑成型設備及工藝，屬于高分子材料加工成型領域。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著石油價格的上漲不斷，聚合物材料的價格也在不斷上漲，人們希望利用新的工藝研制一種既能減輕重量、減少塑料消耗，又能基本保證塑料制品性能的材料。因此，微發泡成型成了近年來研宄的熱點。目前，利用超飽和氣體法制備微發泡產品得到較普遍的應用，其成型工藝方法主要有間歇法、連續擠出法、微發泡注塑等類型。但是，目前制備微發泡產品的工藝方法中都存在著各種各樣的不足。
[0003]現有微發泡成型工藝方法中:間歇法工藝簡單，而且溫度、壓力和保壓時間都可以控制，發泡工藝可控性強，但是，該工藝生產周期長，效率低，應用范圍窄。連續擠出法與間歇法相比，其可在一定范圍內提高生產效率，有很大潛力實現工業化，但是制備過程影響參數較多，較為復雜，實際制備與定性研宄有一定差距。注塑成型法可在降低制品重量的同時還能保持其基本力學性能，可用于大部分制件的成型，且成型周期短，抑制翹曲，方便進行工業化生產。但是，其需要增加超臨界控制單元和改進塑化系統，設備改造復雜，所需投資成本較大且工藝控制難度大。特別是形成聚合物/氣體均相體系的控制不確定性大，直接影響了制品的發泡質量，推廣困難，包括Mucell在內的眾多微發泡方法都面臨難以大規模市場推廣的困境。
[0004]因此，需要一種新的工藝方法來改善微發泡注塑成型工藝中所面臨的設備改造復雜、控制難度大的問題。如何尋找一種既能有一定生產效率，同時又能使得微發泡注塑成型更加易于控制，減少設備改造的復雜程度的新工藝成為解決微發泡注塑成型工藝存在的問題的關鍵。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提出了一種既有一定生產效率，又使微發泡注塑成型更加易于控制，且能減少設備改造的復雜程度的間歇式微發泡注塑成型設備及工藝。
[0006]本發明的目的可通過下列技術方案來實現:一種間歇式微發泡注塑成型設備，主要包括設置有滲透釜的超臨界流體滲透系統、儲料系統、設置有加料斗的注塑系統；
[0007]儲料系統主要包括取放料裝置、冷凝儲料筒和計量供料裝置；
[0008]取放料裝置將滲透釜中的飽和原材料取出送入冷凝儲料筒中，冷凝儲料筒通過計量供料裝置將飽和原材料送入注塑系統的加料斗中。
[0009]在上述的一種間歇式微發泡注塑成型設備中，超臨界流體滲透系統還包括設置有供氣管的儲氣瓶、設置有進氣口和出氣口的冷凝器、設置有進氣口和出氣口的增壓泵、設置有進氣口和出氣口的預熱循環器；儲氣瓶的供氣管與冷凝器的進氣口相連，冷凝器的出氣口與增壓泵的進氣口相連，增壓泵的出氣口與預熱循環器的進氣口相連，預熱循環氣的出氣口與滲透釜相連，滲透釜內設置有容納原材料的腔體。
[0010]在上述的一種間歇式微發泡注塑成型設備中，滲透釜包括釜體和釜座，釜體活動安裝在釜座上，容納原材料的腔體設置于釜體內。本發明滲透釜的釜體活動安裝在釜座上，可拆卸，方便移動運輸至不同的地點，且拆卸后可保溫保壓一段時間。由于卸壓后取出飽和原材料的放置溫度環境以及從取出飽和原材料到加入注塑機熔融塑化之間的時間對制品的影響較大，因為飽和原材料的放置溫度低，加入注塑機的時間短，氣體的逸出量就較少。因此，本發明一個滲透釜釜體的飽和原材料盡量供多個注塑機使用，這樣就縮短了物料進入注塑機的時間，減少氣體逸出量，保證一定的氣體混入量，確保微發泡制品的質量穩定性。同時，本發明還可制作多個釜體，在不同的時間對原材料進行滲透飽和，輪流給注塑機供料，可確保注塑機不間斷的運行，保證注塑機的生產效率。
[0011]在上述的一種間歇式微發泡注塑成型設備中，計量供料裝置為吸料機或計量泵或閥門，吸料機或計量泵或閥門連接在冷凝儲料筒和加料斗之間。當本發明計量供料裝置是閥門時，冷凝儲料筒的位置應高于注塑機加料斗，以便依靠重力通過閥門的調節來控制供料量。
[0012]在上述的一種間歇式微發泡注塑成型設備中，注塑系統還包括模具、設置有熱油管道的熱流道系統和設置有熱油接口的熱油控制器，模具安裝在注塑機模板上，熱流道系統安裝在模具上，熱油控制器的熱油接口與熱流道系統上的熱油管道相連。
[0013]本發明間歇式微發泡注塑成型設備主要包括超臨界流體滲透系統，儲料系統和注塑系統。其主要是考慮到間歇法發泡氣體易于控制和微發泡注塑效率高易于工業化生產的優點，將間歇法和常規注塑通過儲料系統相結合，輔以熱流道系統控制澆注系統的溫度，確保了制品充模的流暢性，最終制得微發泡注塑成型制品。
[0014]本發明注塑機改造小，解決了微發泡注塑設備改造復雜程度高，費用昂貴且氣體難以控制的缺點。而且，采用熱流道系統控制澆注系統的溫度，不僅節省了材料，而且熱流道對發泡的影響大大減小，對于微發泡制品的加工更加容易。
[0015]本發明另一個目的在于提供一種間歇式微發泡注塑成型工藝，間歇式微發泡注塑成型工藝主要包括以下步驟:
[0016]S1、將原材料放入滲透釜中利用超臨界流體進行飽和滲透，飽和后卸壓，得到飽和原材料；
[0017]S2、取出飽和原材料并加入注塑機中熔融塑化，得到聚合物/氣體的均相溶液，將得到的聚合物/氣體的均相溶液完成注射，冷卻定型后，開模得到制品。
[0018]在上述的一種間歇式微發泡注塑成型工藝中，步驟SI的具體過程為:分別設定冷凝器和滲透釜內的溫度和壓力，將原材料放入滲透釜釜體內的腔體中并密封，開啟預熱循環器對滲透釜預熱，運行冷凝器降低冷凝器內部氣體的溫度至設定溫度后，打開儲氣瓶，開啟增壓泵，儲氣瓶中的氣體進入冷凝器中冷凝后被增壓泵泵入預熱循環器中，氣體經預熱循環器預熱后進入滲透釜中，滲透釜中的壓力逐漸增高，達到所需的溫度和壓力后保證滲透釜內的恒定溫度，達到飽和時間后，卸除滲透釜內的壓力，得到飽和原材料。
[0019]在上述的一種間歇式微發泡注塑成型工藝中，步驟S2的具體過程為:利用取放料裝置取出飽和原材料并放置于冷凝儲料筒中，再通過計量供料裝置定量的將飽和原材料加入注塑機中加熱熔融混合成聚合物/氣體均相溶液，定量計量注射到模具型腔中。
[0020]在上述的一種間歇式微發泡注塑成型工藝中，注射前利用熱流道系統加熱模具中的澆注系統至恒定溫度。
[0021]在上述的一種間歇式微發泡注塑成型工藝中，熱流道系統以熱油為介質加熱模具中的澆注系統。本發明采用熱油作為熱流道的加熱介質，使得模具澆注系統的溫度可以快速升高至某一數值且加熱均勻，可控性強，可改善充模的流暢性及微發泡制品的質量。
[0022]與現有技術相比，本發明將間歇法和常規注塑通過儲料系統相結合，輔以熱流道系統控制澆注系統的溫度，使其既具有一定生產效率，又使微發泡注塑成型更加易于控制，且能減少設備改造的復雜程度。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明一種微發泡注塑成型設備及工藝流程圖；
[0024]圖2是熱油加熱的熱流道模具圖。
[0025]圖中:1.儲氣瓶，2.冷凝器，3.增壓泵，4.預熱循環器，5.滲透釜，6.原材料，7.取放料裝置，8.冷凝儲料筒，9.計量供料裝置，10.加料斗，11.螺桿，12.機筒，13.模具，14.注射油缸，15.熱油控制器，16.澆注系統，17.熱流道系統，18.制品。
【具體實施方式】
[0026]以下是本發明的具體實施例，并結合【附圖說明】對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。
[0027]如圖1所示，本發明微發泡注塑成型設備主要包括超臨界流體滲透系統，儲料系統和注塑系統。
[0028]本發明方案中儲氣瓶1，冷凝器2、增壓泵3、預熱循環器4和滲透釜5設備間的連接可以用不銹鋼波紋軟管軟性連接或者以金屬管道剛性連接，另有說明的除外。儲氣瓶1，冷凝器2、增壓泵3、預熱循環器4和滲透釜5的進出口均可以為金屬管道，另有說明的除外。
[0029]超臨界流體滲透系統中，主要包括儲氣瓶1，冷凝器2、增壓泵3、預熱循環器4和滲透釜5。儲氣瓶I與冷凝器2之間以不銹鋼波紋軟管連接，冷凝器2與增壓泵3之間以金屬管道螺紋連接，增壓泵3與預熱循環器4之間以金屬管道螺紋連接，預熱循環器4與滲透釜5之間以金屬管道螺紋連接。滲透釜5內放置原材料6。
[0030]進一步地，滲透釜5的釜體是可拆裝的，且拆卸后的運輸移動過程中可保溫保壓一段時間，拆裝處的定位連接結構是統一標準，具有互換性，方便拆裝。