[发明专利]一种排气速率可控的模压发泡装置及其发泡工艺和应用

说明书

本发明涉及塑料成形加工技术领域，特别是涉及一种排气速率可控的模压发泡装置及其发泡工艺和应用。在两级密封件间设置排气管路，排气管路内设有气体限流阀，从而实现泄压过程中的排气速率的有效控制。此外，本发明在模具主体和模具底座上设置凸起和凹槽，凸起设有第二密封件，部分开模时第一密封件失效，聚合物原料内部形成一定程度的泡孔结构；全部开模时第一密封件和第二密封件全部失效，聚合物内部泡孔进一步生长，聚合物进一步发泡形成密度更低的聚合物泡沫。从而避免一次泄压大量气体膨胀导致强烈爆破，降低泄压过程高压气体冲击及巨大噪音。该装置与工艺排气速率可控、安全性高、噪音小、能耗低，产品结构多样、应用广泛、质量优异。

技术领域

本发明涉及塑料成形加工技术领域，特别是涉及一种排气速率可控的模压发泡装置及其发泡工艺和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

聚合物泡沫制品由于其轻量化、易加工、机械性能良好、隔热隔音、缓冲缓震等特性在建筑保温、运动器具、运输包装、航空航天等领域已经得到了广泛应用。对聚合物制品广泛的需求催生了多种多样的聚合物发泡工艺与装备。根据加工方式的区别，常见的聚合物发泡工艺包括注塑发泡、连续挤出发泡、模压发泡等等。

其中，模压发泡是将聚合物原料与发泡剂加入预设温度的密闭模具中，模内高压状态持续一定时间保证发泡剂在聚合物基体扩散均匀后，快速打开排气通道使高压气体泄出，利用气体压力降实现聚合物发泡。模压发泡工艺简单，安全环保，泡沫结构细密，产品轻质高强、质量优异，是应用最为广泛的发泡工艺之一。

然而发明人研究发现多数模压发泡装置利用密封圈实现高压模具的密封，并利用球阀泄压，在使用过程中易损坏，更换成本较高。若直接开模具泄压，其泄压过程不可控，气体急速膨胀爆破的过程具有很大安全隐患，并且噪音极大，对人员身体有一定损害。另外，多数模压发泡装置泄压过程中气体直接排出，排气速率不可控，从而无法控制对聚合物内部泡孔的形核与生长，制造的泡沫结构单一。此外，常见的模压发泡过程需要大量液态水作为发泡助剂，在发泡过程中需要频繁的加热冷却，效率较低并且能耗较高。

发明内容

为了解决现有技术存在的球阀泄压易损坏，直接开模具泄压过程不可控，卸压排气速率不可控的问题，本发明提出一种排气速率可控的模压发泡装置及其发泡工艺和应用，在两级密封件间设置排气管路，排气管路内设有气体限流阀，从而实现泄压过程中的排气速率的有效控制。此外，本发明在模具主体和模具底座上设置凸起和凹槽，凸起设有第二密封件，部分开模时第一密封件失效，聚合物原料内部形成一定程度的泡孔结构；全部开模时第一密封件和第二密封件全部失效，聚合物内部泡孔进一步生长，聚合物进一步发泡形成密度更低的聚合物泡沫。从而避免一次泄压大量气体膨胀导致强烈爆破，降低泄压过程高压气体冲击及巨大噪音。该装置与工艺排气速率可控、安全性高、噪音小、能耗低，产品结构多样、应用广泛、质量优异。

具体的，本发明通过如下所述的技术方案实现的：

本发明第一方面，提供一种排气速率可控的模压发泡装置，包括：模具主体、模具型腔、通气管路、模具底座、排气管路、气体限流阀、第一密封件、第二密封件，所述模具主体与模具底座围成的密闭空间为模具型腔，所述模具底座与模具主体接触的区域设有第一密封件；

在模具底座与模具主体接触的区域中，模具主体靠近模具底座的一侧设有凸起，所述凸起外围设有第二密封件，所述模具底座靠近模具主体的一侧设有与凸起形状和位置相对应的凹槽，所述凹槽与模具型腔的距离大于第一密封件与模具型腔的距离；

所述模具主体设有排气管路，所述排气管路一端位于第一密封件与凹槽之间，另一端与外界连通；

所述排气管路中设有气体限流阀。