[发明专利]一种用于微孔发泡注塑的叠层模具及工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于微孔发泡注塑的叠层模具结构及其工艺方法，特别涉及一种利用叠层模具生产表面质量高、内部泡孔致密的外观注塑件的工艺技术。

背景技术

外观制件一直是微孔发泡注塑工艺难以生产的产品。既要保证高品质的外观质量，又要求产品内部均匀分布致密的泡孔结构，这是传统微孔发泡注塑工艺难以实现的技术要求。目前，高品质的塑件外观质量可以通过反压、快速热循环、型腔表面覆膜技术来实现，但这些技术与微孔发泡技术的结合都带来了不利影响。例如，反压技术通过型腔内高压气体防止聚合物熔体流动过程中发泡解决表面泡痕问题，但是也严重阻碍了后期冷却过程中产品内部泡孔的长大；快速热循环技术通过高模温修复产品破裂的泡坑，但是产品内部往往呈现少而大的泡孔质量。型腔表面覆膜技术通过特制隔膜可防止冷模表面将产品表面泡痕冻结，但是薄膜覆盖以及注射后冷却需要较长的时间，生产效率较低。

在传统的微孔发泡注塑工艺中，发泡过程分为注塑充填过程中动态发泡和充填结束后的静态发泡。由于这两个发泡过程是连续进行的，甚至动态发泡过程夹杂着静态发泡过程，在通过辅助技术影响动态发泡时，难免也会影响到静态发泡过程。因此，唯有将两个过程彻底分离开，才能同时实现微发泡产品表面质量和内部泡孔结构的有效控制。

生物聚合物网络有限公司在2008年在中国公开了一种名为“聚乳酸泡沫体的制造方法”(公开号：CN 200880009491.9)的专利技术。该技术首先在一定压力和温度环境中用二氧化碳浸泡聚乳酸珠粒，然后调节温度使珠粒预膨胀，将预膨胀后的珠粒引入到模具中并通过施加高于预膨胀的温度使所述珠粒进一步膨胀并熔合。该方法虽然将产品成型过程分为两步，提高了生产效率，但在珠粒间存在溶解面，影响了产品的力学性能。

David E.Thomas等人在2004年在美国公开了一种名为“Microcellular Foaming”(公开号：US 6723761B1)的专利技术。该技术首先将聚合物板放在高压流体环境中，称为饱含发泡剂的聚合物，降低压力使得该聚合物板达到过饱和状态，然后加热聚合物板使其接近玻璃态，聚合物板内部发泡，最后降温冷却。该技术是一种间歇式制备聚合物发泡板的方法，可以避免聚合物板表面不必要的泡痕，保证内部充分发泡。但是该方法与公开号为CN 200880009491.9的专利技术一样，通过扩散法将发泡剂混入聚合物中，这是一种耗时的工艺步骤，生产效率较低。

塑料技术公司在2005年公开了一种名为“具有发泡器壁的容器”(公开号：CN 200580005092.1)的专利技术。该技术通过注塑成型含非活性气体的聚合物预成型体，冷却该预成型体至该聚合物软化温度以下的温度，再加热该预成型体至比该聚合物软化温度更高的预设温度，吹塑该再加热预成型体，以制备基本由微孔发泡聚合物组成的容器。该技术将也将产品的成型过程分为两部分，通过螺杆搅拌加速发泡剂进入聚合物体系，仅适用于吹塑成型的中空容器类塑料件。

发明内容

本发明根据上述现有技术的不足，提出了一种用于微孔发泡注塑的叠层模具结构及工艺方法。通过叠层模具的两个型腔，分别成型含发泡剂的预制坯和含致密泡孔结构的最终产品。其中预制坯制备过程中采用高压注射工艺，防止预制坯发泡；预制坯在最终产品成型型腔内不能接触成型产品外观面的模具壁面。其中预制坯成型型腔A的体积可控制在最终产品成型型腔B体积的40-99％范围内。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种用于微孔发泡工艺的叠层模具，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热导率较高的金属块，且加热和冷却部件的数量和布局以高效加热或冷却最终产品成型型腔为原则，根据产品具体形状确定

进一步的，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，所述的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。