[发明专利]一种微发泡增韧儿童塑料座椅的方法

说明书

本发明属于功能专用塑料技术领域，具体涉及一种微发泡增韧儿童塑料座椅的方法。在具有球形结构的纳米无机粉体的表面通过研磨和摩擦附着金属镍形成纳米粒，该纳米粒在脉冲磁场下会做往复振荡运动；因此通过将纳米粒分散为单个分散颗粒分散于塑料中，通过配合塑料中加入一定量的弹性体，使得在注塑时表现为粘弹态，在模具上下方、左右方、前后方施加脉冲磁场，磁场的往复变化使得分散在物料中的纳米粒在磁场作用下向四周往复冲击运动，从而形成近似球形的闭孔微孔。本发明微发泡得到的闭孔微孔均匀孔径小，对儿童座椅塑料制品增韧效果优异，工艺易于控制，得到的微发泡制品质量稳定，适合批量生产。

技术领域

本发明属于功能专用塑料技术领域，特别涉及一种微发泡增韧儿童塑料座椅的方法。

背景技术

在家居生活用品中，塑料椅子成为常用的生活用具。塑料座椅由于体积小、质量轻、成本低，而且能够承受较大的冲击力强，被广泛使用。塑料座椅在替代木质材料座椅、金属材料座椅具有优势。目前，儿童座椅大部分采用塑料材质制备。然而，由于塑料材质的强度缺陷，需要通过加入增强增韧材料对塑料进行改性处理，最为常用的塑料增强增韧技术是在塑料中加入玻璃纤维等进行改进处理，但是也导致塑料材质刚性增加，不适合用于儿童座椅材质。

中国发明专利公开号CN102875869B公开了一种纳米碳酸钙增强增韧塑料母料及其制备方法。该母料是由纳米碳酸钙、微米碳酸钙、茂金属聚乙烯、载体树脂和助剂组成，纳米和微米碳酸钙的共混加入提高了母料增强增韧的作用，茂金属聚乙烯强度高、韧性好，可同时提高母料的增强增韧效果。但由于加入较多的碳酸钙填料，也导致材质刚性增加，将其用于儿童座椅的制备不合适。

针对此情况，目前出现发泡的座椅。大尺寸发泡会导致强度较低，但微发泡在保证儿童座椅强度的同时，兼具韧性和稳定性。塑料微发泡技术(Microcellular Foaming)是以热塑性材料为基本原料，通过气孔的膨胀来填充制品，并在较低且平均的压力下完成注塑件的加工成型，由于在塑料制品中形成微米级的封闭微孔，可以明显减轻重量，微孔可以有效吸收冲击载荷，使塑料制品韧性增加。这一技术对开发轻质、缓冲、韧性的塑料制品非常重要。同时，微发泡不同于大尺寸发泡，该技术制备的塑料制品内应力小、翘曲小、尺寸稳定，在生产高精密的塑料制品中已有应用。

然而，现有微发泡成型技术工艺复杂，控制较为困难。如一个常规的微发泡过程需要三个步骤完成：首先，将超临界流体溶解到热熔塑料体系中形成单相熔体，并保持恒压稳定；然后，将单相熔体注入温度和压力较低的模具型腔中，形成微发泡产品，由于温度和压力降低引发分子的不稳定性，从而在制品中形成大量的气泡核，这些气泡核逐渐长大生成微小的孔洞；缓慢冷却得到微发泡制品。由于受保压时间、保压温度、冷却速率等不确定的工艺限制，使得微发泡工艺难以控制。微发泡一方面要形成微米级可控的闭孔微泡，另一方面要保证微孔不坍塌。由于微气泡成核的不稳定，即使形成了所需尺寸的微泡，由于在动态的注塑机中成型，难以保证微孔不坍塌。

发明内容

针对目前在塑料注塑加工中注入超临界流体微发泡控制困难的技术问题，本发明专门针对儿童座椅提出一种微发泡增韧儿童塑料座椅的方法，其突出的特点是在塑料粒料中提前预分散纳米粒，该纳米粒不但在塑料中具有纳米表面效应，增加塑料的抗冲击韧性，而且，在用于注塑时，趁热塑体在模具处在粘弹态，通过在注塑品模具的上下、左右、前后周围施加脉冲磁场，通过磁场的作用使纳米粒往复运动从而在制品中形成近似球形的闭孔微孔。这一技术克服了目前进行微发泡注塑时注入超临界流体微发泡控制困难的问题。

为实现上述技术效果，本发明一种微发泡增韧儿童塑料座椅的方法，其特征是在注塑成型儿童座椅时在模具施加脉冲磁场，使塑料制品中分散的纳米粒在不同方向快速震荡运动，从而形成近似球形的闭孔微孔，具体方法为：

(1)将球形的纳米无机粉体与金属镍按照质量比100：0.5-1混合后在球磨机中研磨，通过强力研磨和摩擦使具有延展性的金属镍包覆在球形的纳米无机粉体表面，得到纳米粒；