一種高表面光澤高氣泡致密度的微孔發(fā)泡注塑工藝與模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高表面光澤高氣泡致密度的微孔發(fā)泡注塑工藝與模具，包括：利用微孔發(fā)泡注塑機(jī)將物理發(fā)泡劑或化學(xué)發(fā)泡劑在高壓環(huán)境中均勻混入聚合物熔體；升高模具溫度，向模具型腔內(nèi)通入高壓氣體，將小于模具型腔總體積的聚合物熔體注入到模具型腔，預(yù)留發(fā)泡空間；保持模具型腔壁面高溫狀態(tài)，配合開(kāi)啟位于模具型腔動(dòng)模側(cè)壁面和位于模具分型面上的氣體通道，控制氣體進(jìn)出模具型腔，控制聚合物熔體流動(dòng)，使發(fā)泡預(yù)留空間轉(zhuǎn)移到模具型腔動(dòng)模側(cè)；冷卻模具，待熔體溫度降到發(fā)泡溫度時(shí)，開(kāi)啟模具全部氣體通道，排凈預(yù)留空間內(nèi)氣體，使聚合物發(fā)泡并充填動(dòng)模型腔剩余空間。該工藝可以避免動(dòng)態(tài)發(fā)泡并且促進(jìn)靜態(tài)發(fā)泡，可用于生產(chǎn)表面光澤度高、內(nèi)部氣泡致密度高的塑料產(chǎn)品。
【專利說(shuō)明】
一種高表面光澤高氣泡致密度的微孔發(fā)泡注塑工藝與模具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種控制注塑模具型腔內(nèi)聚合物發(fā)泡過(guò)程的工藝方法和模具結(jié)構(gòu)，特別涉及一種避免動(dòng)態(tài)發(fā)泡且促進(jìn)靜態(tài)發(fā)泡的控制方法，用于生產(chǎn)表面光澤度高、內(nèi)部氣泡致密的塑料產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)80年代初期，美國(guó)的Suh教授提出并研制了一種微孔發(fā)泡塑料，即以熱塑性塑料為基體、以超臨界流體為發(fā)泡劑制備的聚合物微孔發(fā)泡材料，這種材料與普通的聚合物材料相比，其密度可降低5%?95%，沖擊強(qiáng)度可增加5倍，韌性提高5倍，剛度增加3?5倍，疲勞壽命延長(zhǎng)5倍，介電常數(shù)和熱導(dǎo)率也大幅下降，微孔發(fā)泡聚合物材料的應(yīng)用領(lǐng)域非常寬廣，被稱為“21世紀(jì)的新型材料”。美國(guó)特瑞塞爾公司提出了MuCe 11工藝，S卩微孔發(fā)泡注塑工藝，可制備泡孔尺寸小、泡孔密度高的注塑件，且其制備過(guò)程不涉及化學(xué)反應(yīng)，是一種綠色注塑生產(chǎn)工藝，在汽車、家電、航空航天、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域逐步得到廣泛關(guān)注。
[0003]然而，微孔發(fā)泡注射成型工藝問(wèn)世30余年以來(lái)，依然難以在實(shí)際生產(chǎn)中充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，仍未實(shí)現(xiàn)最初設(shè)計(jì)者所定義的產(chǎn)品性能并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣。這是由于該項(xiàng)工藝仍面臨一些技術(shù)難題，例如，難以生產(chǎn)表面光澤度高和內(nèi)部泡孔微小致密的產(chǎn)品等。特瑞塞爾公司在1999年11月4日申請(qǐng)的授權(quán)公開(kāi)的中國(guó)專利“包括注塑成形的微孔低密度聚合物材料的模塑聚合物材料” (CN200510068953.2)中提供了一種用于制備微孔泡沫材料和微孔制品的注塑成型系統(tǒng)和方法。通過(guò)調(diào)試注塑成型工藝，該方法可獲得較為細(xì)密的內(nèi)部泡孔結(jié)構(gòu)，但產(chǎn)品表面仍存在明顯的銀紋、泡坑、螺旋紋等質(zhì)量缺陷。這是由于在該工藝過(guò)程中存在動(dòng)態(tài)發(fā)泡和靜態(tài)發(fā)泡兩種發(fā)泡過(guò)程，其中，靜態(tài)發(fā)泡是理想的發(fā)泡模式，而動(dòng)態(tài)法將導(dǎo)致氣泡畸變、破裂，進(jìn)而形成表面缺陷。
[0004]為解決表面質(zhì)量問(wèn)題，人們采用了氣體反壓技術(shù)、快速熱循環(huán)技術(shù)和減少發(fā)泡劑用量等工藝方法，盡管可以消除表面缺陷，但產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍然不理想，存在泡孔少而大的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品力學(xué)性能下降。這是由于上述工藝方法在防止動(dòng)態(tài)發(fā)泡的同時(shí)也對(duì)靜態(tài)發(fā)泡過(guò)程造成了不利影響，使靜態(tài)發(fā)泡缺少發(fā)泡空間，難以形成微小且致密的內(nèi)部泡孔結(jié)構(gòu)。國(guó)家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心在2011年I月10日申請(qǐng)的授權(quán)公開(kāi)的中國(guó)專利“一種微孔聚合物材料的可控制備方法及其裝置”(201110003791.X)中提供了一種通過(guò)調(diào)節(jié)裝置的型腔體積和溫度，獲得微孔聚合物材料的方法。該方法通過(guò)外加液壓或電動(dòng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)模塊移動(dòng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)型腔體積變化，從而為發(fā)泡創(chuàng)造空間。但該方法未提及如何保證發(fā)泡產(chǎn)品的表面質(zhì)量，且該方法也不適用于薄壁或含筋柱等結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提出一種生產(chǎn)表面光澤度高和內(nèi)部泡孔致密度高塑料產(chǎn)品的微孔發(fā)泡注塑工藝以及一種型腔壓力、溫度可控的注塑模具結(jié)構(gòu)。該模具通過(guò)電加熱或蒸汽加熱的溫度控制技術(shù)和兩套氣體進(jìn)出通道的型腔壓力控制技術(shù)，可以準(zhǔn)確控制微孔發(fā)泡注塑過(guò)程中模具型腔的溫度和壓力。該工藝不僅能夠避免聚合物熔體在注塑充填過(guò)程中的動(dòng)態(tài)發(fā)泡，而且為聚合物熔體在型腔充填結(jié)束后的靜態(tài)發(fā)泡創(chuàng)造體積膨脹空間。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明所述的型腔壓力和溫度可控的發(fā)泡注塑模具，包括定模座板、定模模板組件、動(dòng)模模板組件、動(dòng)模座板和澆注系統(tǒng);所述的定模座板、定模模板組件、動(dòng)模模板組件、動(dòng)模座板依次相連組成模架系統(tǒng)，且定模模板組件和動(dòng)模模板組件之間形成型腔，在定模模板組件上設(shè)有澆注系統(tǒng);在動(dòng)模模板組件上設(shè)有兩套與型腔相連通的氣體通道，型腔邊緣的氣體通道和型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道均將模具型腔與外界氣壓控制裝置聯(lián)通;在定模模板組件和動(dòng)模模板組件中還包含有加熱和冷卻系統(tǒng)。
[0008]進(jìn)一步的，型腔還包括位于動(dòng)模板上的產(chǎn)品筋柱結(jié)構(gòu)的空腔。
[0009]進(jìn)一步的，型腔邊緣氣體通道通過(guò)模具分型面間隙、筋柱結(jié)構(gòu)鑲塊間隙將型腔與外界氣壓控制裝置聯(lián)通，型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道通過(guò)透氣機(jī)構(gòu)(透氣鋼或注氣針)將模具型腔與外界氣壓控制裝置聯(lián)通。
[0010]進(jìn)一步的，所述的氣體通道和型腔中的氣體包括但不限于他等氣體。
[0011]進(jìn)一步的，所述的模具外界氣壓控制裝置可以將型腔壓力控制在0.1?25MPa范圍。
[0012]進(jìn)一步的，所述的定模模板組件中包含加熱和冷卻系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)可以用電加熱或蒸汽加熱、冷卻系統(tǒng)采用水冷或高熱導(dǎo)率金屬(熱導(dǎo)率大于90W.m—1.K—O冷卻。所述的動(dòng)模模板組件中包含冷卻系統(tǒng)，也可包含加熱系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)可以用電加熱或蒸汽加熱、冷卻系統(tǒng)采用水冷或者高熱導(dǎo)率金屬冷卻。加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)由外界溫度控制裝置控制。
[0013]進(jìn)一步的，所述的外界溫度控制裝置可以將模具型腔溫度控制在10?220°C范圍。
[0014]進(jìn)一步的，所述的澆注系統(tǒng)可以是熱流道澆注系統(tǒng)，也可以是冷流道澆注系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明提供微孔發(fā)泡注塑工藝過(guò)程，包括如下具體步驟:
[0016]步驟I通過(guò)微孔發(fā)泡注塑機(jī)將發(fā)泡劑均勻混入聚合物熔體中，升高模具型腔壁面溫度，并保持；
[0017]步驟2閉合模具，開(kāi)啟模具中的兩套氣體通道，向已密封的模具型腔注入氣體，將小于模具型腔總體積的聚合物熔體注入到模具型腔，預(yù)留發(fā)泡空間。
[0018]步驟3繼續(xù)保持模具壁面高溫狀態(tài)，配合開(kāi)閉兩套氣體通道，控制氣體進(jìn)出模具型腔，控制聚合物熔體流動(dòng)，使發(fā)泡預(yù)留空間轉(zhuǎn)移到模具型腔動(dòng)模側(cè)；
[0019]步驟4冷卻模具，待熔體溫度降到合理發(fā)泡溫度時(shí)，開(kāi)啟兩套氣體通道，排出空腔內(nèi)氣體，卸去模具型腔內(nèi)熔體壓力，使聚合物發(fā)泡并充填動(dòng)模型腔剩余空間；
[0020]步驟5待模具冷卻至室溫，打開(kāi)模具，取出產(chǎn)品。
[0021 ]進(jìn)一步的，步驟I的具體過(guò)程如下:
[0022]模具合模前，微孔發(fā)泡注塑機(jī)將發(fā)泡劑均勻混入聚合物熔體中，并保持高壓環(huán)境，防止提前發(fā)泡;通過(guò)動(dòng)模模板組件和定模模板組件中的加熱系統(tǒng)加熱模具型腔壁面，使型腔壁面溫度達(dá)到60?200°C并保持。
[0023]進(jìn)一步的，步驟2的具體過(guò)程如下:
[0024]模具閉合，開(kāi)啟氣體通道，向已密封的模具型腔注入氣體，使型腔內(nèi)氣壓達(dá)到設(shè)定值后，關(guān)閉氣體通道；向模具型腔內(nèi)注入含有發(fā)泡劑的聚合物熔體，注入總體積為模具型腔總體積的50?99%。注塑機(jī)完成預(yù)設(shè)聚合物體積注射后，停止注射并關(guān)閉注塑機(jī)噴嘴。
[0025]進(jìn)一步的，步驟3的具體過(guò)程如下:
[0026]繼續(xù)保持模具壁面高溫狀態(tài)，開(kāi)啟型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道，向聚合物熔體與型腔動(dòng)模側(cè)壁面之間注入氣體;當(dāng)型腔動(dòng)模側(cè)空腔內(nèi)氣體壓力超過(guò)步驟(2)中型腔壓力時(shí)，開(kāi)啟型腔邊緣氣體通道排出模具型腔邊緣處和筋柱空腔內(nèi)氣體。繼續(xù)通過(guò)型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道向動(dòng)模側(cè)空腔加注氣體，直到預(yù)留的型腔空間全部轉(zhuǎn)移至聚合物熔體與型腔動(dòng)模側(cè)壁面之間的動(dòng)模側(cè)空腔，關(guān)閉氣體通道，保持型腔動(dòng)模側(cè)空腔內(nèi)氣體壓力。
[0027]進(jìn)一步的，步驟2中注塑機(jī)注射前，型腔內(nèi)氣壓要達(dá)到0.1?25MPa，此壓力高于發(fā)泡氣體在聚合物熔體中的飽和壓力，以防止型腔內(nèi)聚合物發(fā)泡；
[0028]進(jìn)一步的，步驟3中所述的型腔動(dòng)模側(cè)空腔內(nèi)氣體壓力要比注塑機(jī)注射前，型腔內(nèi)氣壓高I?3Mpa。
[0029]進(jìn)一步的，產(chǎn)品的表面質(zhì)量受模具壁面溫度影響，較高的壁面溫度可以獲得表面光澤度高的產(chǎn)品；產(chǎn)品內(nèi)部的發(fā)泡總體積量由步驟(2)中預(yù)留的型腔空間體積決定，泡孔尺寸和致密度主要受步驟(I)中發(fā)泡劑溶解量和步驟(4)中型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道的卸壓速率影響。
[0030]本發(fā)明的有益效果:
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的微孔發(fā)泡注塑工藝過(guò)程方法和配套的模具結(jié)構(gòu)，可以大幅度釋放熔體發(fā)泡能力，為形成致密泡孔結(jié)構(gòu)提供了可靠條件，而且可以獲得具有高光澤度表面的產(chǎn)品，可克服微孔發(fā)泡注塑技術(shù)的瓶頸。本發(fā)明對(duì)于物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡均可適用，不僅適用于外觀產(chǎn)品，且不受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)限制。本發(fā)明主要通過(guò)注塑短射量來(lái)控制產(chǎn)品的減重比，因而降低了對(duì)發(fā)泡劑計(jì)量精度的要求。相比現(xiàn)有的微孔發(fā)泡注塑工藝，本發(fā)明可降低生產(chǎn)耗能30%以上。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明提供的微孔發(fā)泡注塑工藝流程和發(fā)泡模具示意圖。
[0033]圖中，1、合模;I1、型腔欠注;II1、空間轉(zhuǎn)移;IV、模具冷卻;V、卸壓發(fā)泡;V1、開(kāi)模取件；1、注塑機(jī)噴嘴;2、定模座板;3、定模模板組件;4、型腔;5、動(dòng)模模板組件;6、動(dòng)模座板;7、型腔邊緣氣體通道;8、產(chǎn)品筋柱結(jié)構(gòu)空腔;9、型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道；10、澆注系統(tǒng)；11、含發(fā)泡劑的聚合物熔體;12、泡孔。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0035]本發(fā)明的微孔發(fā)泡注塑工藝過(guò)程包括如圖1所示的:合模I;型腔欠注II;空間轉(zhuǎn)移III;模具冷卻IV;卸壓發(fā)泡V;開(kāi)模取件VI;具體為:聚合物熔體和發(fā)泡劑混合、短射充填、預(yù)留空間轉(zhuǎn)移、卸壓發(fā)泡和產(chǎn)品冷卻，最終獲得表面光澤度高和內(nèi)部泡孔致密度高的發(fā)泡產(chǎn)品。其中，預(yù)留空間的大小和轉(zhuǎn)移是該項(xiàng)工藝成功實(shí)施的關(guān)鍵。
[0036]本實(shí)施例的型腔壓力、溫度可控的發(fā)泡模具，包括注塑機(jī)噴嘴1、定模座板2、定模模板組件3、型腔4、動(dòng)模模板組件5、動(dòng)模座板6、型腔邊緣氣體通道7、產(chǎn)品筋柱結(jié)構(gòu)空腔8、型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道9、澆注系統(tǒng)10;
[0037]其中，定模座板2、定模模板組件3、動(dòng)模模板組件5、動(dòng)模座板6依次相連組成模架系統(tǒng)，且定模模板組件和動(dòng)模模板組件之間形成型腔4和產(chǎn)品筋柱結(jié)構(gòu)空腔8，產(chǎn)品筋柱結(jié)構(gòu)空腔8屬于型腔4的一部分。型腔邊緣氣體通道7和型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道9均將模具型腔與外界氣壓控制裝置聯(lián)通。型腔邊緣氣體通道7通過(guò)模具分型面間隙、筋柱結(jié)構(gòu)鑲塊間隙將型腔4與外界氣壓控制裝置聯(lián)通，型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道9通過(guò)透氣機(jī)構(gòu)(透氣鋼或注氣針)將模具型腔4與外界氣壓控制裝置聯(lián)通。
[0038]進(jìn)一步的，氣體通道和型腔中的氣體包括但不限于他等氣體。
[0039]進(jìn)一步的，模具外界氣壓控制裝置可以將型腔壓力控制在0.1?25MPa范圍。
[0040]進(jìn)一步的，定模模板組件中包含加熱和冷卻系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)可以用電加熱或蒸汽加熱、冷卻系統(tǒng)采用水冷或高熱導(dǎo)率金屬(熱導(dǎo)率大于90W.m—1.K—O冷卻。所述的動(dòng)模模板組件中包含冷卻系統(tǒng)，也可包含加熱系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)可以用電加熱或蒸汽加熱、冷卻系統(tǒng)采用水冷或者高熱導(dǎo)率金屬冷卻。加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)由外界溫度控制裝置控制。_
[0041]進(jìn)一步的，外界溫度控制裝置可以將模具型腔溫度控制在10?220°C范圍。
[0042]進(jìn)一步的，澆注系統(tǒng)可以是熱流道澆注系統(tǒng)，也可以是冷流道澆注系統(tǒng)。
[0043]本實(shí)施例的工作過(guò)程為:
[0044]步驟(I)，模具合模前，微孔發(fā)泡注塑機(jī)將發(fā)泡劑均勻混入聚合物熔體中，并保持高壓環(huán)境，防止提前發(fā)泡;通過(guò)定模模板組件3中的加熱系統(tǒng)加熱模具型腔壁面，使型腔4壁面溫度達(dá)到60?20(TC并保持；
[0045]優(yōu)選的，型腔4壁面溫度為130°C。
[0046]步驟(2)，模具閉合。開(kāi)啟型腔邊緣氣體通道7和型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道9，向已密封的模具型腔4注入氣體，使型腔4內(nèi)氣壓達(dá)到16MPa后，關(guān)閉型腔邊緣氣體通道7和型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道9。向模具型腔內(nèi)注入含有發(fā)泡劑的聚合物熔體11，注入總體積為模具型腔4總體積的90%(具體注射量可根據(jù)型腔充填難易程度、目標(biāo)發(fā)泡倍率、目標(biāo)減重比確定)。注塑機(jī)完成預(yù)設(shè)聚合物體積注射后，停止注射并關(guān)閉注塑機(jī)噴嘴I。如果采用熱流道澆注系統(tǒng)，同時(shí)也要關(guān)閉截?cái)酂崃鞯劳ǖ馈Ｎ幢痪酆衔锶垠w11填充的空間是預(yù)留的發(fā)泡空間。型腔4內(nèi)的高壓氣體用于防止注入的聚合物熔體11發(fā)泡。
[0047]步驟(3)繼續(xù)保持模具壁面高溫狀態(tài)。開(kāi)啟型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道9，向步驟(2)中的聚合物熔體與型腔4動(dòng)模側(cè)壁面之間注入氣體。此步驟注入的氣體推動(dòng)聚合物熔體11充填流動(dòng)，一方面填充模具型腔4邊緣處和筋柱空腔剩余空間，另一方面在聚合物熔體11與型腔4動(dòng)模側(cè)壁面之間形成空腔。當(dāng)型腔4動(dòng)模側(cè)空腔內(nèi)氣體壓力超過(guò)步驟(2)中型腔壓力時(shí)，開(kāi)啟型腔邊緣氣體通道7排出模具型腔邊緣處和筋柱空腔內(nèi)氣體。繼續(xù)通過(guò)型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道9向動(dòng)模側(cè)空腔加注氣體，直到模具型腔4內(nèi)完成邊緣處和筋柱空腔的充填。至此，步驟(2)中預(yù)留的型腔空間全部轉(zhuǎn)移至聚合物熔體與型腔動(dòng)模側(cè)壁面之間的動(dòng)模側(cè)空腔，完成發(fā)泡預(yù)留空間轉(zhuǎn)移。此時(shí)，關(guān)閉型腔邊緣氣體通道7和型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道9，保持動(dòng)模側(cè)空腔內(nèi)氣體壓力。
[0048]預(yù)留發(fā)泡空間轉(zhuǎn)移過(guò)程中型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道布局、通氣量控制十分關(guān)鍵。通氣量過(guò)小，無(wú)法阻止聚合物熔體發(fā)泡，而且不能完成預(yù)留空間的完全轉(zhuǎn)移，易造成型腔充不滿;通氣量過(guò)大，容易發(fā)生氣體沿型腔厚度方向貫穿聚合物熔體，進(jìn)入聚合物熔體與型腔定模側(cè)壁面之間，或者氣體進(jìn)入步驟(2)中形成的預(yù)留空間，經(jīng)過(guò)型腔邊緣氣體通道溢出型腔，無(wú)法滿足型腔內(nèi)壓力要求。
[0049]步驟(4)，開(kāi)啟動(dòng)模模板組件5和定模模板組件3內(nèi)冷卻系統(tǒng)，開(kāi)始冷卻模具。待熔體11溫度降到合理發(fā)泡溫度時(shí)，開(kāi)啟型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道9，排出在步驟(3)中形成的動(dòng)模側(cè)空腔內(nèi)氣體，卸去模具型腔內(nèi)熔體壓力，開(kāi)始發(fā)泡。步驟(3)中聚合物熔體11的發(fā)泡會(huì)導(dǎo)致流體體積膨脹，從而完成模具型腔內(nèi)剩余空間的填充。步驟(I)中預(yù)留的型腔空間總體積約等于產(chǎn)品內(nèi)部泡孔總體積。
[0050]步驟(5)，待模具冷卻至室溫，打開(kāi)模具，取出產(chǎn)品。
[0051]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用生產(chǎn)表面光澤度高、內(nèi)部氣泡致密度高的塑料產(chǎn)品的微孔發(fā)泡注塑工藝，其特征在于，包含如下步驟: 步驟I通過(guò)微孔發(fā)泡注塑機(jī)將發(fā)泡劑均勻混入聚合物熔體中，升高模具型腔壁面溫度，并保持; 步驟2閉合模具，開(kāi)啟模具中的兩套氣體通道，向已密封的模具型腔注入氣體，將小于模具型腔總體積的聚合物熔體注入到模具型腔，預(yù)留發(fā)泡空間。 步驟3繼續(xù)保持模具壁面高溫狀態(tài)，配合開(kāi)閉兩套氣體通道，控制氣體進(jìn)出模具型腔，控制聚合物熔體流動(dòng)，使發(fā)泡預(yù)留空間轉(zhuǎn)移到模具型腔動(dòng)模側(cè)； 步驟4冷卻模具，待熔體溫度降到合理發(fā)泡溫度時(shí)，開(kāi)啟兩套氣體通道，排出空腔內(nèi)氣體，卸去模具型腔內(nèi)熔體壓力，使聚合物發(fā)泡并充填動(dòng)模型腔剩余空間； 步驟5待模具冷卻至室溫，打開(kāi)模具，取出產(chǎn)品。2.如權(quán)利要求1所述的微孔發(fā)泡注塑工藝，其特征在于，步驟I的具體過(guò)程如下: 模具合模前，微孔發(fā)泡注塑機(jī)將發(fā)泡劑均勻混入聚合物熔體中，并保持高壓環(huán)境，防止提前發(fā)泡;通過(guò)動(dòng)模模板組件和定模模板組件中的加熱系統(tǒng)加熱模具型腔壁面，使型腔壁面溫度達(dá)到60?200°C并保持。3.如權(quán)利要求1所述的微孔發(fā)泡注塑工藝，其特征在于，步驟2的具體過(guò)程如下: 模具閉合，開(kāi)啟氣體通道，向已密封的模具型腔注入氣體，使型腔內(nèi)氣壓達(dá)到設(shè)定值后，關(guān)閉氣體通道；向模具型腔內(nèi)注入含有發(fā)泡劑的聚合物熔體，注入總體積為模具型腔總體積的50?99%。注塑機(jī)完成預(yù)設(shè)聚合物體積注射后，停止注射并關(guān)閉注塑機(jī)噴嘴。4.如權(quán)利要求1所述的微孔發(fā)泡注塑工藝，其特征在于，步驟3的具體過(guò)程如下: 繼續(xù)保持模具壁面高溫狀態(tài)，配合開(kāi)閉兩套氣體通道，向聚合物熔體與型腔動(dòng)模側(cè)壁面之間注入氣體;直到預(yù)留的型腔空間全部轉(zhuǎn)移至聚合物熔體與型腔動(dòng)模側(cè)壁面之間的動(dòng)模側(cè)空腔，關(guān)閉氣體通道，保持型腔動(dòng)模側(cè)空腔內(nèi)氣體壓力。5.如權(quán)利要求1所述的微孔發(fā)泡注塑工藝，其特征在于，步驟2中注塑機(jī)注射前，型腔內(nèi)氣壓要達(dá)到0.1?25MPa;步驟3中所述的型腔動(dòng)模側(cè)空腔內(nèi)氣體壓力要比注塑機(jī)注射前，型腔內(nèi)氣壓高I?3Mpa。6.—種型腔壓力、溫度可控的發(fā)泡模具，其特征在于，包括定模座板、定模模板組件、動(dòng)模模板組件、動(dòng)模座板和澆注系統(tǒng);所述的定模模板組件安裝在定模座板上，所述的動(dòng)模模板組件安裝在動(dòng)模座板上，且定模模板組件和動(dòng)模模板組件之間形成型腔，在定模模板組件上設(shè)有與型腔相連通的澆注系統(tǒng)，在動(dòng)模模板組件上設(shè)有兩套與型腔相連通的氣體通道，型腔邊緣的氣體通道和型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道均將模具型腔與外界氣壓控制裝置聯(lián)通;在定模模板組件和動(dòng)模模板組件中還包含有加熱和冷卻系統(tǒng)。7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)泡模具，其特征在于，所述的型腔邊緣氣體通道通過(guò)模具分型面間隙、筋柱結(jié)構(gòu)鑲塊間隙將型腔與外界氣壓控制裝置聯(lián)通，型腔動(dòng)模側(cè)壁面氣體通道通過(guò)透氣機(jī)構(gòu)將模具型腔與外界氣壓控制裝置聯(lián)通。8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)泡模具，其特征在于，所述的透氣機(jī)構(gòu)為透氣鋼或注氣針； 或所述的加熱系統(tǒng)用電加熱或蒸汽加熱、冷卻系統(tǒng)采用水冷或者熱良導(dǎo)體金屬冷卻。9.如權(quán)利要求6、7或8所述的發(fā)泡模具，其特征在于，所述的模具外界氣壓控制裝置將型腔壓力控制在0.1?25MPa范圍； 或所述的加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)由外界溫度控制裝置控制，其將型腔溫度控制在10?220°C范圍。10.如權(quán)利要求7、8或9所述的發(fā)泡模具，其特征在于，所述的澆注系統(tǒng)為熱流道澆注系統(tǒng)或冷流道澆注系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】B29C44/58GK105835299SQ201610270747
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】張磊, 趙國(guó)群
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)