[发明专利]带有温度与压力调控系统的发泡装置及其发泡方法和应用

说明书

本发明涉及塑料成形加工技术领域，特别是涉及带有温度与压力调控系统的发泡装置及其发泡方法和应用。发泡装置包括中央控制器、温度调控系统、压力调控系统、换热器、气体限流阀。通过在储气罐与发泡装置间设置温度调控系统与压力调控系统，将气罐内气体在换热器内进行精确化、智能化的控温控压后，再通入密闭的发泡装置中进行发泡。所述控温系统对气体控温控压精确，可对气体状态进行智能化实时闭环调节，从而避免了气体状态剧烈变化对发泡的影响，改善了发泡工艺稳定性，提高了发泡生产效率。

技术领域

本发明涉及塑料成形加工技术领域，特别是涉及带有温度与压力调控系统的发泡装置及其发泡方法和应用。

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。

聚合物泡沫制品已经越来越多地应用于生产生活中，其密度低、产品种类丰富、产品性能多元，缓震、保温、隔音性能优异，被广泛应用于汽车内饰、家电配件、交通运输包装、建筑隔热保温等多种用途。聚合物泡沫的加工手段丰富，加工装备多样。其中，超临界发泡工艺是利用超临界流体作为发泡剂，使其扩散于聚合物基体形成均相体系，在压力降或高温作用下，利用相分离诱导发泡。超临界发泡产品内部泡孔尺寸小，泡孔结构细密均匀，生产效率高，广泛用于聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯等聚合物泡沫的制造。

在发泡过程中，一些聚合物的最佳的发泡温度范围较窄，因此超临界发泡工艺对于发泡装置的温度精确度要求较高。常见的超临界发泡工艺包括模压发泡、注塑发泡、挤出发泡等，其共同点是需要将一定压力的气体发泡剂注入高温密闭的腔体内，使其均匀扩散于聚合物基体。而多数气体发泡剂以液态形式储存于气罐中，其温度极低，如液态二氧化碳一般低于-38℃，液态氮气一般低于-196℃。

发明人发现如果直接将气罐中的发泡剂通入高温密闭的腔体内，势必会对腔体温度造成极大波动，造成产品质量缺陷，例如：温度波动大会导致同一发泡产品的各个部位发泡不均匀，导致不同发泡产品之间的发泡程度差异大，密度不均匀。发明人研究后还发现多数气体预热装置简单地将气体通过换热器进行预热，由于气体在不同压力下密度的差异，以及相变过程中的吸放热行为，其传热过程十分复杂，因此换热器所设温度与内部气体实际温度关系复杂，气体温度控制并不精确。

发明内容

直接将液化气体通入腔体中容易造成发泡材料质量缺陷，简单地将气体通过换热器进行预热，由于不同气体密度、相变行为不同容易导致气体温度控制不精确，进而影响发泡过程和产品质量。为了解决这些问题，本发明提出一种带有温度与压力调控系统的发泡装置及其发泡方法和应用。该发泡装置在储气罐与模压发泡装置间设置置温度调控系统与压力调控系统，将储气罐内气体引入其中进行精确化的控温控压后，再通入密闭模压发泡装置进行发泡。所述置温度调控系统与压力调控系统可对气体状态进行智能化、精确化的实时调节，从而避免气体注入对腔体温度造成的剧烈波动，提高了生产稳定性及生产效率。

具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

本发明第一方面，提供一种带有温度与压力调控系统的发泡装置，包括：储气罐、模压发泡装置、温度调控系统与压力调控系统；

在储气罐与模压发泡装置间设置温度调控系统与压力调控系统，所述温度调控系统与压力调控系统由中央控制器、温度传感器、压力传感器、换热器组成，所述换热器的气体入口设有入口温度传感器和入口压力传感器，所述换热器的气体出口设有出口温度传感器和出口压力传感器，入口温度传感器、入口压力传感器、出口温度传感器和出口压力传感器分别与中央控制器连接。

本发明第二方面，提供一种基于带有温度与压力调控系统的发泡装置的发泡方法，包括：

1)预热温度调控系统与压力调控系统、模压发泡装置、聚合物原料；