用于生產聚合物微孔發泡材料的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于生產聚合物微孔發泡材料的設備。
【背景技術】
[0002]聚合物微孔發泡材料是指孔徑小于lOOum，孔密度大于1.0x106個/cm3的多孔聚合物發泡材料。具有優異的減震隔熱和吸聲性能，并在保持機械性能的前提下顯著降低制品重量，節約成本，廣泛用于包裝，隔熱保溫，減震緩沖和消音等領域。
[0003]但現有技術不能制備厚度大的塊狀聚合物微孔發泡材料(例如大平板和模內發泡)，適用性較差，精度控制和設備裝置要求高(例如注射發泡)。
[0004]且現有技術不能對發泡反應室的內壓、加壓速率、卸壓速率等進行靈活控制，生產效率低。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種用于生產聚合物微孔發泡材料的設備。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供一種用于生產聚合物微孔發泡材料的設備，包括:
[0007]軸向延伸的密閉殼體，
[0008]內置于殼體并可沿殼體軸向平移的隔板，
[0009]殼體內腔被隔板分隔出的密閉反應室，
[0010]設于反應室一側并用于輸出聚合物微孔發泡材料的出口，
[0011]與出口連接并用于密閉出口的蓋體，
[0012]與隔板連接并驅動隔板沿殼體軸向平移以調整反應室內腔體積的驅動機構，
[0013]與反應室連接并向反應室單向輸入聚合物和發泡劑的混合物料輸入裝置，
[0014]與反應室連接并向反應室單向輸入超臨界流體的超臨界流體輸入裝置，
[0015]與反應室連接并用于調整反應室內溫的內溫調整裝置，
[0016]與反應室連接并用于反應室減壓的減壓裝置，
[0017]以及對反應室內的混合物料進行攪拌的攪拌裝置；
[0018]所述攪拌裝置包括:設于反應室內的攪拌頭，以及驅動攪拌頭周向旋轉并沿殼體軸向平移的移動軸。
[0019]優選的，所述攪拌頭內設有加熱管和/或溫度傳感器。
[0020]優選的，所述移動軸貫穿蓋體，所述移動軸與蓋體的結合部設有密封機構；所述驅動機構包括:與隔板連接并驅動隔板沿殼體軸向平移的推桿；所述推桿貫穿殼體，所述推桿與殼體的結合部設有密封機構。
[0021]優選的，所述攪拌頭為沿移動軸周向均布的攪拌桿或攪拌框。
[0022]優選的，所述內溫調整裝置包括環繞于反應室外壁的加熱器和/或冷卻器。
[0023]優選的，所述混合物料輸入裝置和反應室間設有單向閥；所述超臨界流體輸入裝置和反應室間設有氣閥和/或計量閥；所述減壓裝置為安全閥、減壓閥或排氣孔。
[0024]優選的，所述殼體為圓柱形或棱柱形(如長方體形)。
[0025]優選的，所述殼體臥置，所述隔板豎置或斜置。
[0026]本實用新型還提供一種用于生產聚合物微孔發泡材料的方法，其使用上述設備，并包括如下步驟:
[0027]I)備料:將聚合物粒料和發泡劑在密煉機中混合后投入混合物料輸入裝置；
[0028]2)進料:隔板在推桿驅動下移動至外側位，混合物料輸入裝置向反應室中單向輸入混合物料，減壓裝置排出多余空氣；或者，隔板從內側位移動至外側位，把混合物料吸入反應室中；
[0029]3)壓縮加壓:隔板由外側位移動至中間位，由減壓裝置排出多余空氣后，所有閥門閉合；隔板再由中間位移動至內側位，為反應室加壓；內溫調整裝置工作，使反應室內溫調整至預定值；攪拌裝置攪拌混合物料，攪拌頭在移動軸的驅動下周向旋轉并沿殼體軸向往返平移，攪拌均勻后，攪拌頭在移動軸的驅動下貼靠反應室內壁并停止旋轉；
[0030]4)充入超臨界流體:超臨界流體輸入裝置向反應室內單向輸入超臨界流體，通過隔板保持反應室內壓，通過內溫調整裝置使反應室內溫保持在預定值，溶脹滲透一定時間；
[0031]5)卸壓:通過隔板移位對反應室進行卸壓，并通過內溫調整裝置使反應室降溫，最后使隔板停留在成型位，混合物料形成整塊聚合物微孔發泡材料；
[0032]6)出料:打開蓋體，通過隔板將聚合物微孔發泡材料推出反應室；
[0033]其中，
[0034]隔板在外側位時，反應室內腔體積達到最大預定值；
[0035]隔板在內側位時，反應室內腔體積達到最小預定值；
[0036]所述中間位位于外側位與內側位之間；
[0037]所述成型位為中間位或外側位。
[0038]清洗反應室內壁，可準備下一工作循環。
[0039]將聚合物微孔發泡材料切除邊角料和接觸痕跡后，可切片狀或塊狀，用熱壓或冷壓工藝制成各種產品。
[0040]優選的，所述備料步驟中:聚合物粒料的用量為95?99.5重量份，發泡劑的用量為0.5?5重量份；所述聚合物粒料為EVA、ABS、HIPS、PP、PE中的一種或多種；所述發泡劑為AC發泡劑；
[0041]所述壓縮加壓步驟中:反應室加壓至14.5?15.5MPa，反應室內溫調整為130?170 0C ；
[0042]所述充入超臨界流體壓步驟中:超臨界流體為二氧化碳或氮氣；反應室內壓保持在14.5?15.5MPa，反應室內溫保持在130?170°C，溶脹滲透15?30分鐘；
[0043]所述卸壓壓步驟中:反應室降溫至30°C，卸壓速率為10MPa/s。
[0044]本實用新型設備結構簡單可靠，通過隔板的移動來控制反應室的內壓、加壓速率、卸壓速率等，靈活調整和控制發泡狀態，生產效率高，能制造出大厚度、性質均一的塊狀聚合物微孔發泡材料。尤其對于EVA等，能發出厚度大于1cm的柱狀原材料，目前市場上還沒有超出此厚度的EVA材料。
[0045]本實用新型設備也可通過隔板的反向移動，產生負壓，從而使發泡體進一步增大，得到更低密度的輕質材料。
[0046]根據聚合物微孔發泡材料產品界面形狀不同，密閉殼體可為圓柱桶形，或者棱柱形(如長方體形)。
[0047]隔板能在殼體里軸向平移，同時與殼體密封嚴密，根據不同聚合物微孔發泡材料的要求，例如低壓發泡能承受2?7MPa的壓力。
[0048]反應室用于制出特定體積大小的聚合物微孔發泡材料。
[0049]混合物料輸入裝置和反應室間設有單向閥，打開時進料，關閉時保持壓力。
[0050]內溫調整裝置包括加熱器和/或冷卻器，控制反應室的工作溫度。
[0051]高壓氣體輸入裝置，向反應室內提供物理發泡劑。計量閥用于控制物理發泡劑(二氧化碳或氮氣)的流率。
[0052]攪拌裝置包括攪拌頭和移動軸，攪拌頭能旋轉和沿殼體軸向平移，能將注入的聚合物和發泡劑攪混分散均化。
[0053]攪拌裝置實際上代替了注塑發泡工藝中的螺桿，存料空間更大，攪拌更均勻，成本更低。
[0054]攪拌頭可伸縮至反應室內壁，以避免陷入成型材料內部。
[0055]攪拌頭內部可裝加熱管，在反應室內部加熱原料，使溫度能均勻分布，加熱和冷卻能保持內外一致，使泡孔更加均勻一致。
[0056]攪拌頭也可加裝溫度傳感器，測量原料內部溫度，進一步保證內外溫度一致。
[0057]攪拌頭可設計為各種形狀，適用于不同攪拌環境，攪拌頭采用攪拌框，可以將靠近反應室內壁的原料攪拌均勻，消除邊緣區域(產品外表面)發泡不成熟的現象，減少浪費。
[0058]本實用新型適用性廣泛，通過局部裝置的改變，可用于各種聚合物原料的發泡成型，例如可增加進料閥門，分別加入多種原料。例如設定更多隔板位置，來滿足更復雜的發泡工藝過程。
【附圖說明】
[0059]圖1是本實用新型的一個示意圖，其攪拌頭采用攪拌桿；
[0060]圖2是本實用新型的另一個示意圖，其攪拌頭采用攪拌框。
【具體實施方式】
[0061]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0062]本實用新型具體實施的技術方案是:
[0063]如圖1、圖2所示，本實用新型提供一種用于生產聚合物微孔發泡材料的設備，包括:
[0064]軸向延伸的密閉殼體1，
[0065]內置于殼體I并可沿殼體I軸向平移的隔板2，
[0066]殼體I內腔被隔板2分隔出的密閉反應室3，
[0067]設于反應室3 —側并用于輸出聚合物微孔發泡材料的出口，
[0068]與出口連接并用于密閉出口的蓋體4，
[0069]與隔板2連接并驅動隔板2沿殼體I軸向平移以調整反應室3內腔體積的驅動機構，
[0070]與反應室3連接并向反應室3單向輸入聚合物和發泡劑的混合物料輸入裝置5，
[0071]與反應室3連接并向反應室3單向輸入超臨界流體的超臨界流體輸入裝置6，
[0072]與反應室3連接并用于調整反應室3內溫的內溫調整裝置7，
[0073]與反應室3連接并用于反應室3減壓