[发明专利]一种用于微孔发泡注塑的叠层模具及工艺方法

权利要求书

1.一种用于微孔发泡工艺的叠层模具，其特征在于，包括依次相连的动模组件、中间组件和定模组件；在定模组件上设有与预制坯成型型腔相连通的热流道系统和气体进出预制坯成型型腔的管道，所述的管道包括主气道和支气道，所述的支气道通过分型面缝隙和制件筋柱结构处的镶块缝隙与预制坯成型型腔内部联通，主气道将支气道与模具外部气压控制装置相连；所述的动模组件和中间组件内设置有对最终产品成型型腔壁进行加热和冷却的部件，所述的加热部件为电加热棒或蒸汽管道，所述冷却部件为冷却水管道或金属块。

2.如权利要求1所述的用于微孔发泡工艺的叠层模具，其特征在于，所述的动模组件，包括动模座板、动模侧垫块和动模型芯板；所述的模座板、动模侧垫块和动模型芯板依次通过导套和导柱相连，在动模侧垫块内有空腔，在所述的空腔内设有推板和推板固定板，顶杆一端插在推板固定板上，另一端穿过芯板，到达最终产品成型型腔。

3.如权利要求1所述的用于微孔发泡工艺的叠层模具，其特征在于，所述的定模组件，包括定模型芯板、定模侧垫块、热流道板、定模座板和顶杆；所述的定模座板、热流道板、定模侧垫块和定模型芯板依次通过导套和导柱相连，在定模侧垫块内有空腔，在所述的空腔内设有推板和推板固定板，所述的顶杆一端插在推板固定板上，另一端穿过定模型芯板，到达预制坯成型型腔。

4.如权利要求3所述的用于微孔发泡工艺的叠层模具，其特征在于，所述的热流道系统依次穿过定模座板、热流道板、推板、推板固定板和芯板到达预制坯成型型腔。

5.如权利要求1所述的用于微孔发泡工艺的叠层模具，其特征在于，所述的中间组件，包括依次相连的动模侧型腔板、隔热层和定模侧型腔板；所述的动模侧型腔板与动模型芯板形成了最终产品成型型腔；所述的定模侧型腔板与定模型芯板形成了预制坯成型型腔。

6.如权利要求1所述的用于微孔发泡工艺的叠层模具，其特征在于，所述的预制坯成型型腔数量与最终产品成型型腔数量相等，两种型腔的总数量为大于2的偶数；所述的预制坯成型型腔的体积是最终产品成型型腔的体积的40-99%。

7.如权利要求1所述的用于微孔发泡工艺的叠层模具，其特征在于，所述的预制坯成型型腔和最终产品成型型腔能同时开模合模，或错时开模合模；所述叠层模具的开模合模动作需要外加的开模合模机构控制；所述的开模合模机构为齿轮齿条式、机械连杆式或液压辅助式。

8.利用权利要求1-7任一所述的叠层模具进行微孔发泡注塑成型工艺的方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

步骤I，合模前准备；通过注塑机螺杆搅拌功能将发泡剂均匀混入聚合物熔体中，储存在料筒中并保持高压，将上一生产周期获得的预制坯安放固定在最终产品成型型腔中，动模侧型腔板通过加热部件提前预热；

步骤II，合模加压和加热；闭合预制坯成型型腔，开启主气管和支气管，向预制坯成型型腔内加注高压气体，使型腔保持高压环境，闭合最终产品成型型腔，通过动模侧型芯板和动模侧型腔板内的加热部件加热模具型腔表面；

步骤III，充填和发泡；开启注塑机喷嘴和模具热流道，向预制坯型腔内注入聚合物熔体和发泡剂的混合体系；随着模板温度的上升，最终产品成型型腔内的预制坯软化后开始发泡，并且通过体积膨胀填充最终产品成型型腔；

步骤IV，保压和冷却；预制坯成型型腔充填完毕，注塑机施加设定的保压压力和设定的保压时间；保压结束后，预制坯进入冷却阶段；等到混合体系冷却至无法发泡，主气管和支气管内的气体压力卸去；最终产品成型型腔内充满后，开启动模侧型腔板和动模侧型芯板内的冷却部件，快速冷却模具，完成最终产品的定型；

步骤V，开模取件；打开最终产品成型模具型腔，获得最终产品；打开预制坯模具型腔，取出预制坯，将其安放到动模侧型芯板上并固定；进入下一生产周期。

9.如权利要求8所述的微孔发泡注塑成型工艺的方法，其特征在于， 所述的预制坯采用非等厚结构，避免因混气量不均造成的局部发泡不均，同时预制坯的形状要保证预制坯发泡前不触碰最终产品型腔壁面，防止表面泡坑的产生。

10.如权利要求8所述的微孔发泡注塑成型工艺的方法，其特征在于，预制坯成型型腔注射前，型腔压力要到达到2～20MPa，防止预制坯成型过程中发泡；最终产品成型型腔的温度要达到50～200℃，保证熔体进入高弹态发泡，高温保持时间要保证型腔充分填充。