[发明专利]一种聚合物微孔发泡制品连续成型装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及聚合物微孔发泡成型装置和方法。

背景技术：

微孔发泡聚合物材料是一种泡孔直径为微米级的新型发泡材料，其最大的特点就是泡孔小而密，分布均匀，泡孔直径0.1-10μm，泡孔密度109-1015个/cm3。微孔塑料在减少塑料用量的同时，提高了制品的韧性，被认为是“21世纪的新型材料”。与泡孔尺寸在毫米级的传统泡沫塑料相比，微孔发泡聚合物材料具有更加优异的力学性能、尺寸稳定性、热稳定性、介电性能等，在汽车、飞机及各种运输器材领域有特殊的应用价值；另外，它还可用于食品包装、生物医学、建筑材料、家电产品、信息工程及运动器材等方面。

微孔发泡聚合物材料虽然具有诸多的优异性能，但其制备往往要求苛刻的条件。通常为了提高气泡成核密度，要求设备口模处熔体压力高于10MPa，通过口模出口的压力降速率大于1GPa/s。

CN03817185.6公开了一种利用螺杆将气体溶解进入熔体后，形成均相溶液，然后通过螺杆的轴向移动使物料快速经过喷嘴，形成高的压力降速率从而形成大量的泡孔核，这些泡孔核在模具中的生长受到限制，皮层通常没有发泡，而只在芯部形成泡孔，此工艺的发泡倍率通常较低，一般制品减重控制在15％以下。

美国专利NO.4479914公开了一种发泡制品反压注塑成型方法。该方法是在注射模具中充气加压，以阻止熔体中的发泡剂在注射充模的过程中溢出预发泡；在注射的过程中，同时泄气保持模具中的压力恒定；注射完成后，将剩余的预加压气体泄入真空腔，使得模具中压力降低，熔融树脂发泡充模。该方法通常反压气体压力较低，低于2MPa，目的是改善制品表面质量，通常制品的发泡倍率较低，制品减重在15％以下。

日本专利NO.S39-022213公开了一种型芯回退(core back)的发泡成型方法，该方法是将含发泡剂树脂熔体注入模具中后，在发泡树脂未固化的状态下，通过型芯回退，扩大模具容积以减小模具内的压力，熔体中的发泡剂析出产生泡孔，得到发泡制品。

CN101914247A公开了一种热塑性塑料发泡厚板连续成型装置及方法，通过在挤出机后串联储料缸，使含有发泡剂的塑料熔体在储料缸内的停留时间较长，能够使含有发泡剂的塑料熔体的温度和压力分布更均匀，且通过两个或两个以上的储料缸相互切换实现连续挤出发泡，能够制备得到质量均匀、厚度较大的发泡板材。但其制品的泡孔难以达到微孔尺度。

CN103042647A公开了一种聚丙烯微孔发泡厚板的生产方法，采用平板发泡设备对聚丙烯母板进行发泡，其特征在于：所用的聚丙烯母板带有芯部结构；聚丙烯发泡母板芯部的孔道结构，缩短了超临界二氧化碳扩散进入聚丙烯基体的路径，从而减少了达到扩散平衡所需要的饱和时间，显著提高了生产效率，但是这种孔道结构势必会影响到制品整体的力学性能。

CN1021677840A公开了一种超临界模压发泡制备聚合物微孔发泡材料的方法，首先将模压机上的发泡模具升温，待达到发泡温度后，将聚合物放入模具，模压机合模，模具密封，向模具内充入超临界流体，超临界流体向聚合物溶胀扩散，然后模压机开模卸压发泡，即可得到泡孔尺寸小、泡孔密度高的聚合物微孔发泡材料。该方法中超临界流体向聚合物溶胀扩散时间仍需10分钟至60分钟，达到均相所需的时间较长。

利用前述技术很难实现连续方法制备大横截面的微孔发泡制品。本发明旨在提供一种连续制备微孔发泡聚合物制品的装备及方法。既能得到泡孔尺寸为微米级，且制品横截面较大的发泡制品，同时能进行连续生产，提高生产效率，减低生产成本。

发明内容

本发明提供一种聚合物微孔发泡制品连续成型装置及方法，具体涉及一种气体反压辅助挤出微发泡装置和方法，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明提供一种聚合物微孔发泡制品连续成型装置，其包括：至少一台挤出机、至少两套反压发泡模具、至少两台模压成型机、熔体输送管路系统和反压气体输送管路及控制系统。所述挤出机出口与所述熔体输送管路系统熔体相连接，所述熔体输送管路系统上设置有换向阀和至少两根熔体输送歧管；所述至少两套反压发泡模具中的每一套分别设置在所述至少两台模压成型机中的一台中，分别与该模压成型机的上压板和下压板一起构成密闭的腔室；所述反压发泡腔室壁上至少开设一个熔体注入口和至少一个反压气体进/出气口；通过所述熔体注入口，所述反压发泡腔室与所述至少两根熔体输送歧管中的一根熔体相连接；通过所述反压气体进/出气口，所述反压发泡腔室与所述反压气体输送管路气体相连接。