一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型裝置及方法，所述裝置包括：立式成型機(jī)；用于放置所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料的模具；用于排除所述模具內(nèi)產(chǎn)生的泠凝水的真空罐；用于產(chǎn)生蒸汽的蒸汽發(fā)生器以及用于存儲蒸汽的儲氣罐，所述蒸汽發(fā)生器通過儲氣罐與所述模具連接；所述儲氣罐上設(shè)置有第一出氣口和第二出氣口。本發(fā)明通過運(yùn)用飽和蒸汽加熱，使模具內(nèi)材料受熱更均勻且熱效比更高；運(yùn)用真空罐能有效排出模具內(nèi)的冷凝水，避免影響材料的粘結(jié)，降低冷卻時間；二次鎖模動作能讓模具內(nèi)材料受熱充分，有效提高產(chǎn)品的粘結(jié)強(qiáng)度。所得到的熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型產(chǎn)品外觀漂亮、性能優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定。
【專利說明】一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)泡材料加熱后粘合成型領(lǐng)域，具體地，涉及一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型裝置及方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]聚氨酯彈性體(PU elastomer)又稱聚氨酯橡膠，是一類在分子鏈中含有較多氨基甲酸酯基團(tuán)(一 NHCOO —)的彈性體聚合物材料。通常以低聚物多元醇、多異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑/交聯(lián)劑及少量助劑為原料制得。
[0004]從分子結(jié)構(gòu)上看，聚氨酯彈性體是一種嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔性長鏈構(gòu)成軟段，以二異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑構(gòu)成硬段，硬段和軟段交替排列，形成重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。除含有氨酯基團(tuán)外，聚氨酯分子內(nèi)及分子間可形成氫鍵，軟段和硬段可形成微相區(qū)并產(chǎn)生微觀相分離。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的耐磨性和韌性，以“耐磨橡膠”著稱。
[0005]聚氨酯彈性體一般包括如下幾種:澆注型聚氨酯彈性體(簡稱CPU)，是聚氨酯彈性體中應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的一種；熱塑型聚氨酯彈性體(簡稱TPU)，熱塑型聚氨酯彈性體約占聚氨酯彈性體總量的25%左右；混煉型聚氨酯彈性體(簡稱MPU)，占聚氨酯彈性體總量的10%左右。
[0006]其中，熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料(ETPU)是一種新型材料，由于兼顧彈性體和發(fā)泡塑料所具有的優(yōu)良特性，具有彈性好、重量輕、抗拉伸性強(qiáng)、不吸水等特點(diǎn)，有良好的使用前景，其制品可應(yīng)用于運(yùn)動領(lǐng)域、防護(hù)領(lǐng)域；由于熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡后的顆粒直徑在5-10mm之間，顆粒粘結(jié)后局部會有小孔，成型工藝較難克服，目前市場上還未開發(fā)出所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料的成型工藝。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料(ETPU)成型裝置及方法，所得到的熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型產(chǎn)品外觀漂亮表面有凹凸的顆粒感、性能優(yōu)良彈性可以達(dá)到制品厚度的200-400%，斷裂延伸率最大300%，拉力值最大2.5Mpa/cm2尺寸穩(wěn)定。重復(fù)精度在0.2mm范圍內(nèi)
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要采用如下技術(shù)方案:
一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型裝置，所述裝置包括:立式成型機(jī)；用于放置所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料的模具，設(shè)置于所述立式成型機(jī)上，所述模具下端設(shè)置有排氣口 ；用于排除所述模具內(nèi)產(chǎn)生的泠凝水的真空罐，所述真空罐通過管道與所述模具底部連接；用于產(chǎn)生蒸汽的蒸汽發(fā)生器以及用于存儲蒸汽的儲氣罐，所述蒸汽發(fā)生器通過儲氣罐與所述模具連接；所述儲氣罐上設(shè)置有第一出氣口和第二出氣口，所述第一出氣口通過管道與所述模具上端連接，所述第二出氣口通過管道與所述模具下端連接。
[0009]同時，一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型方法，所述方法包括如下步驟:
1)將所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料放入模具內(nèi)；
2)一次鎖模，使所述模具內(nèi)體積為材料體積的3倍；
3)開啟儲氣罐閥門，通過儲氣罐的第一出氣口和/或第二出氣口向模具通入蒸汽，對模具內(nèi)材料進(jìn)行加熱，所述蒸汽溫度為10(T20(TC，蒸汽壓力為IMPa，蒸汽通入時間為50?70秒；
4)二次鎖模，使所述模具處于閉合狀態(tài)；
5)冷卻模具，開啟真空罐，將模具內(nèi)因冷凝所產(chǎn)生的冷凝水通過管道排至真空罐內(nèi)，模具冷卻至6(T65°C開模，冷卻時間為65?90秒；
6)開模，脫模，得到所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型產(chǎn)品。
[0010]另，所述模具上設(shè)置有管道接口，所述管道接口口徑為1/2英寸。
[0011]所述模具尺寸為200mmX200mmX200mm的正方體測試模，可以根據(jù)制品的形狀要求制作不同形狀及尺寸的模具。即所述模具形狀根據(jù)所欲制得的熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型產(chǎn)品形狀確定。
[0012]所述立式成型機(jī)采用?？耸匪芰现破?太倉)有限公司生產(chǎn)制造的立式成型機(jī)。
[0013]進(jìn)一步，步驟3)所述通入蒸汽的步驟及順序如下:
3a)通過所述儲氣罐第一出氣口向所述模具上端通入蒸汽，對模具內(nèi)材料進(jìn)行加熱，所通入蒸汽從所述模具下端通過排氣口排出，所通入蒸汽溫度為160°C，壓力IMPa，通入時間10?15秒；
3b)通過所述儲氣罐第二出氣口向上述模具下端通入蒸汽，對模具內(nèi)材料進(jìn)行加熱，所通入蒸汽從所述模具上端排氣口排出，所通入蒸汽溫度為160°C，壓力IMPa，通入時間10?15秒；
3c)通過所述儲氣罐的第一出氣口和第二出氣口向所述模具的上端和下端同時通入蒸汽，對模具內(nèi)材料進(jìn)行加熱，使模具內(nèi)壓和溫度迅速升高，模具溫度到達(dá)130-140°C，壓力
0.7-lMpa，所通入蒸汽溫度為160°C，壓力IMPa，通入時間30?35秒。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于:
a)運(yùn)用飽和蒸汽加熱能使模具內(nèi)材料受熱更均勻且熱效比更高，比傳統(tǒng)的熱水或熱油的熱傳導(dǎo)效果更佳；
b)真空罐的運(yùn)用能有效排出模具內(nèi)的冷凝水，避免影響材料的粘結(jié)；還能加快冷卻水流速，從而降低冷卻時間；
c)二次鎖模動作能讓模具內(nèi)材料受熱充分，有效提高產(chǎn)品的粘結(jié)強(qiáng)度。一次鎖模工藝的斷裂延伸率120-230%范圍，二次鎖模工藝的斷裂延伸率180-300% ；
d)所得到的熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型產(chǎn)品表面有凹凸的顆粒感、彈性可以達(dá)到制品厚度的200-400%，斷裂延伸率最大300%，拉力值最大2.5MPa/cm2尺寸穩(wěn)定，重復(fù)精度在0.2mm范圍內(nèi)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所提供的熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]參見圖1，本發(fā)明所述的一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型裝置，所述裝置包括:立式成型機(jī)I ;用于放置所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料的模具2，設(shè)置于所述立式成型機(jī)I上，所述模具下端設(shè)置有排氣口(未圖示，下同)；用于排除所述模具2內(nèi)產(chǎn)生的泠凝水的真空罐3，所述真空罐3通過管道與所述模具2底部連接；用于產(chǎn)生蒸汽的蒸汽發(fā)生器4以及用于存儲蒸汽的儲氣罐5，所述蒸汽發(fā)生器4通過儲氣罐5與所述模具2連接；所述儲氣罐5上設(shè)置有第一出氣口 51和第二出氣口 52，所述第一出氣口 51通過管道與所述模具2上端連接，所述第二出氣口 52通過管道與所述模具2下端連接。
[0018]另，所述模具2上設(shè)置有管道接口(未圖示，下同)，所述管道接口口徑為1/2英寸。
[0019]本發(fā)明利用所述裝置對熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料進(jìn)行成型的方法包括如下步驟:
1)將所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料放入模具2內(nèi)；
2)一次鎖模，使所述模具2內(nèi)體積為材料體積的3倍；
3)開啟儲氣罐5閥門(未圖示)，向模具2通入蒸汽，對模具2內(nèi)材料進(jìn)行加熱，通入蒸汽步驟及順序如下:
3a)通過所述儲氣罐5第一出氣口 51向所述模具2上端通入蒸汽，對模具2內(nèi)材料進(jìn)行加熱，所通入蒸汽從所述模具2下端通過排氣口排出，所通入蒸汽溫度為160°C，壓力IMPa，通入時間10秒；
3b)通過所述儲氣罐5第二出氣口 52向上述模具2下端通入蒸汽，對模具2內(nèi)材料進(jìn)行加熱，所通入蒸汽從所述模具2上端通過排氣口排出，所通入蒸汽溫度為160°C，壓力IMPa，通入時間10秒；
3c)通過所述儲氣罐5的第一出氣口 51和第二出氣口 52向所述模具2的上端和下端同時通入蒸汽，對模具2內(nèi)材料進(jìn)行加熱，使模具內(nèi)壓和溫度迅速升高，模具溫度到達(dá)130-140°C，壓力0.7-lMpa，所通入蒸汽溫度為160°C，壓力IMPa，通入時間30秒。
[0020]4) 二次鎖模，使所述模具2處于閉合狀態(tài)；
5)冷卻模具2，開啟真空罐3，將模具2內(nèi)因冷凝所產(chǎn)生的冷凝水通過管道排至真空罐3內(nèi)，所述冷卻時間為65秒；
6)開模，脫模，得到所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型產(chǎn)品。
[0021]經(jīng)檢測，所得到的熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型產(chǎn)品表面有凹凸的顆粒感、彈性可以達(dá)到制品厚度的200-400%，斷裂延伸率最大300%，拉力值最大2.5Mpa/cm2尺寸穩(wěn)定，重復(fù)精度在0.2mm范圍內(nèi)。
[0022]需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型裝置，其特征在于，所述裝置包括: 立式成型機(jī)； 用于放置所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料的模具，設(shè)置于所述立式成型機(jī)上，所述模具下端設(shè)置有排氣口； 用于排除所述模具內(nèi)產(chǎn)生的泠凝水的真空罐，所述真空罐通過管道與所述模具底部連接; 用于產(chǎn)生蒸汽的蒸汽發(fā)生器以及用于存儲蒸汽的儲氣罐，所述蒸汽發(fā)生器通過儲氣罐與所述模具連接； 所述儲氣罐上設(shè)置有第一出氣口和第二出氣口，所述第一出氣口通過管道與所述模具上端連接，所述第二出氣口通過管道與所述模具下端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型裝置，其特征在于，所述模具上設(shè)置有管道接口，所述管道接口 口徑為1/2英寸。
3.一種利用權(quán)利要求1或2所述裝置使熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 將所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料放入模具內(nèi)； 一次鎖模，使所述模具內(nèi)體積為材料體積的3倍； 開啟儲氣罐閥門，通過儲氣罐的第一出氣口和/或第二出氣口向模具通入蒸汽，對模具內(nèi)材料進(jìn)行加熱，所述蒸汽溫度為10(T20(TC，蒸汽壓力為IMPa，蒸汽通入時間為5(Γ70秒； 二次鎖模，使所述模具處于閉合狀態(tài)； 冷卻模具，開啟真空罐，將模具內(nèi)因冷凝所產(chǎn)生的冷凝水通過管道排至真空罐內(nèi)，模具冷卻至6(T65°C開模，冷卻時間為65?90秒； 開模，脫模，得到所述熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種熱塑型聚氨酯彈性體發(fā)泡材料成型方法，其特征在于，步驟3)所述通入蒸汽的步驟及順序如下: 通過所述儲氣罐第一出氣口向所述模具上端通入蒸汽，對模具內(nèi)材料進(jìn)行加熱，所通入蒸汽從所述模具下端通過排氣口排出，所通入蒸汽溫度為160°C，壓力IMPa，通入時間10?15秒； 通過所述儲氣罐第二出氣口向上述模具下端通入蒸汽，對模具內(nèi)材料進(jìn)行加熱，所通入蒸汽從所述模具上端排氣口排出，所通入蒸汽溫度為160°C，壓力IMPa，通入時間1(Γ?5秒； 通過所述儲氣罐的第一出氣口和第二出氣口向所述模具的上端和下端同時通入蒸汽，對模具內(nèi)材料進(jìn)行加熱，使模具內(nèi)壓和溫度迅速升高，模具溫度到達(dá)130-140°C，壓力0.7-lMpa，所通入蒸汽溫度為160°C，壓力IMPa，通入時間30?35秒。
【文檔編號】B29C33/20GK104149253SQ201410288736
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】燕俊威, 馮友平, 楊建波 申請人:?？耸匪芰现破罚ㄌ珎}）有限公司