CN203077566U - 在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置 - Google Patents

在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置 Download PDF

Info

Publication number
CN203077566U
CN203077566U CN2012207126261U CN201220712626U CN203077566U CN 203077566 U CN203077566 U CN 203077566U CN 2012207126261 U CN2012207126261 U CN 2012207126261U CN 201220712626 U CN201220712626 U CN 201220712626U CN 203077566 U CN203077566 U CN 203077566U
Authority
CN
China
Prior art keywords
injection
unit
supercritical fluid
foaming
extrusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2012207126261U
Other languages
English (en)
Inventor
彭响方
赵海滨
陈斌艺
余鹏
付大炯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN2012207126261U priority Critical patent/CN203077566U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN203077566U publication Critical patent/CN203077566U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/375—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages
    • B29C48/385—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages using two or more serially arranged screws in separate barrels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本实用新型公开一种在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置，包括挤出发泡单元、超临界流体输送单元和注射发泡单元，挤出发泡单元输出端设置恒温箱和切粒机，切粒机出料口与注射发泡单元相连接，超临界流体输送单元通过管道分别与挤出发泡单元和注射发泡单元连接，注射发泡单元出口端与模具型腔相连接；其方法是物料和超临界流体在挤出发泡单元内塑化熔融混合挤出，初次发泡形成条状物，并通过恒温箱冷却定型，然后由切粒机进行造粒，形成高含气量的聚合物发泡粒料；将聚合物发泡粒料送入注射发泡单元，与超临界流体塑化熔融混合，然后向模具型腔注射进行二次发泡，形成高性能发泡制品。

Description

在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置
技术领域
本实用新型涉及微孔发泡塑料成型技术，特别涉及一种在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置。 
背景技术
微孔塑料是指泡孔直径在0.1～10μm，泡孔密度在109～1015个/cm3的新型泡沫塑料，具有质量轻、比强度高的特点，同时具有良好的吸收冲击载荷的能力、能隔热保温隔音缓冲、绝缘、防腐等优点。 
微孔发泡注塑成型的原理是在预定背压下熔融塑化树脂，向熔融树脂中定量注入超临界氮气或者二氧化碳，通过进一步混合、扩散后形成均相溶液，并在进入模具型腔之前保持该状态，注射进入到型腔中，通过注射过程中的热力学不稳定性，瞬间形成大量的气泡核，在填充和冷却过程中，气泡长大并被固定，获得微孔发泡制品。微孔发泡注塑成型可以大幅提高制品尺寸精度和稳定性，有效缩短薄壁制品的成型周期，提高生产效率，同时还可以减小聚合物熔体的粘度，提高熔体的流动性。采用此技术的注塑制品已被应用于诸多工业领域，包括汽车、医药、电子、食品包装等行业。 
然而，在超临界流体与聚合物熔体形成单一均相体系的关键步骤中，现有的较短时间微孔发泡注塑成型周期内，其混合效果并不理想。无法将超临界氮气或者二氧化碳很好的分散在聚合物熔体内，就难以得到理想结构和性能的发泡制件。由于注射成型工艺固有的复杂性，微孔发泡注塑得到的制件往往孔径大小不一，泡孔密度不稳定，使得发泡试样的各项性能无法满足工业生产的一致性、稳定性和可靠性的要求。另外，实际应用中，单一物料往往难以达到综合性能各项指标的要求，因而多采用填充改性和共混改性技术。由此带来的无机填充粒子分散问题和多相体系中的相分离问题也是微孔注塑发泡成型应用 的挑战性难题。因此，如何在短时间内（即一个注射成型周期）将聚合物熔体与超临界流体高效混合，同时增强多相体系的界面作用以及填充粒子的分散效应，从而得到结构均匀的高性能制品，仍然是微孔发泡注射成型发展和推广应用的一个难题。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种气熔混合效果好、可有效提高发泡制品性能的连续式在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置。 
本实用新型的技术方案为：一种在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置，包括挤出发泡单元、超临界流体输送单元和注射发泡单元，挤出发泡单元的输出端依次设置恒温箱和切粒机，切粒机的出料口与注射发泡单元的进料端相连接，超临界流体输送单元的流体出口端通过管道分别与挤出发泡单元和注射发泡单元连接，注射发泡单元的出口端与模具型腔相连接。 
所述挤出发泡单元为单螺杆挤出机，包括挤出螺杆、挤出料筒、挤出机头、挤出料斗和挤出螺杆动力机构，挤出螺杆设于挤出料筒内，挤出机头和挤出螺杆动力机构分别设于挤出螺杆的两端，挤出料斗设于挤出螺杆的进料端；挤出料筒上设有第一超临界流体入口，第一超临界流体入口处通过管道与超临界流体输送单元连接。其中，挤出螺杆动力机构用于驱动挤出螺杆工作，物料从挤出料斗进入挤出料筒后，随着挤出螺杆的旋转进行塑化，形成熔体，该过程中，来自超临界流体输送单元的超临界流体同时进入挤出料筒内，超临界流体与熔融物料混合，然后经过挤出机头的释压、发泡和定型，挤出送至恒温箱。 
为了使超临界流体与熔体混合更充分，所述挤出料筒上可分布有多个第一超临界流体入口，各第一超临界流体入口处分别通过管道与超临界流体输送单元连接。 
所述注射发泡单元为微孔发泡注射成型机，包括注射螺杆、注射料筒、注射喷嘴、注射料斗和注射螺杆动力机构，注射螺杆设于注射料筒内，注射喷嘴和注射螺杆动力机构分别设于注射螺杆两端，注射料斗设于注射螺杆的进料 端；注射料筒上设有第二超临界流体入口，第二超临界流体入口处通过管道与超临界流体输送单元连接。其中，注射螺杆动力机构用于驱动注射螺杆工作，聚合物发泡粒料从注射料斗进入注射料筒后，随着注射螺杆的旋转进行塑化，形成含气熔体，该过程中，来自超临界流体输送单元的超临界流体同时进入注射料筒内，超临界流体与熔融物料混合，然后经过注射喷嘴注入模具型腔，在模具型腔内冷却定型后得到发泡制品。 
为了使超临界流体与熔体混合更充分，所述注射料筒上可分布有多个超临界流体入口，各第二超临界流体入口处分别通过管道与超临界流体输送单元连接。 
所述超临界流体输送单元包括储气瓶、压力表、冷却循环泵和高压计量泵，储气瓶、压力表、冷却循环泵和高压计量泵通过管道依次连接，管道末端为流体出口端；流体出口端与挤出发泡单元和注射发泡单元连接的管道上设有高压电磁阀，压力表与冷却循环泵之间的管道上设有高压阀。 
本实用新型通过上述装置实现一种在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型方法，在挤出发泡单元内，物料和来自超临界流体输送单元的超临界流体塑化熔融混合挤出，初次发泡形成条状物，并通过恒温箱冷却定型，然后由切粒机进行造粒，形成高含气量的聚合物发泡粒料；将聚合物发泡粒料送入注射发泡单元，聚合物发泡粒料和来自超临界流体输送单元的超临界流体塑化熔融混合，然后向模具型腔注射进行二次发泡，形成高性能发泡制品。该方法不仅适用于制备单一聚合物的高性能发泡制品，也适用于制备填充改性和共混改性的高性能聚合物基复合材料发泡制品。 
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果： 
（1）本实用新型由于采取在线配混连续式挤出发泡制得的发泡粒料，使得物料在进入微孔发泡注塑成型机之前已经充分形成微孔结构，包含一定气体量，在某种程度上提高了超临界流体与聚合物的配混效果，可以使氮气或二氧化碳更多更好的分散在聚合物基体里，以此来提高气体在聚合物中的溶解度，提高了制品的质量和性能。 
（2）本实用新型的联动式工艺方法将得到的发泡粒料立即进入微孔发泡 注射工艺过程，有效避免了传统预发泡方法在聚合物发泡材料放置一段时间后的气体逃逸问题。 
（3）对于复合材料，特别是纳米基复合材料的分散问题历来是行业内公认的难题，采用本在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型方法有助于最终注射成型制品中纳米粒子的分散，因为在发泡过程中的气体长大过程可认为是一种多维轴向拉伸的扩展过程，这种在微尺度下的扩展过程会大大改善共混相和填充增强体系的分散。 
（4）微孔发泡注塑成型机的剪切作用将聚合物粒料中包含的气体和聚合物熔体以及适应性补充的超临界流体有效混合，有效地解决了现有技术混合效果不理想、无法使超临界氮气或二氧化碳更好的分散在聚合物基体里的问题，同时有助于改善发泡结构得到最优高性能的发泡塑料。 
附图说明
图1为本在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置的结构示意图。 
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。 
实施例 
本实施例一种在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置，如图1所示，包括挤出发泡单元、超临界流体输送单元和注射发泡单元，挤出发泡单元的输出端依次设置恒温箱1和切粒机2，切粒机的出料口与注射发泡单元的进料端相连接，超临界流体输送单元的流体出口端通过管道分别与挤出发泡单元和注射发泡单元连接，注射发泡单元的出口端与模具型腔3相连接。 
挤出发泡单元为单螺杆挤出机，包括挤出螺杆4、挤出料筒5、挤出机头6、挤出料斗7和挤出螺杆动力机构8，挤出螺杆设于挤出料筒内，挤出机头 和挤出螺杆动力机构分别设于挤出螺杆的两端，挤出料斗设于挤出螺杆的进料端；挤出料筒上设有第一超临界流体入口，第一超临界流体入口处通过管道与超临界流体输送单元连接。其中，挤出螺杆动力机构用于驱动挤出螺杆工作，物料从挤出料斗进入挤出料筒后，随着挤出螺杆的旋转进行塑化，形成熔体，该过程中，来自超临界流体输送单元的超临界流体同时进入挤出料筒内，超临界流体与熔融物料混合，然后经过挤出机头的释压、发泡和定型，挤出送至恒温箱。 
为了使超临界流体与熔体混合更充分，挤出料筒上也可分布有多个第一超临界流体入口，各第一超临界流体入口处分别通过管道与超临界流体输送单元连接。 
注射发泡单元为微孔发泡注射成型机，包括注射螺杆9、注射料筒10、注射喷嘴11、注射料斗12和注射螺杆动力机构13，注射螺杆设于注射料筒内，注射喷嘴和注射螺杆动力机构分别设于注射螺杆两端，注射料斗设于注射螺杆的进料端；注射料筒上设有第二超临界流体入口，第二超临界流体入口处通过管道与超临界流体输送单元连接。其中，注射螺杆动力机构用于驱动注射螺杆工作，聚合物发泡粒料从注射料斗进入注射料筒后，随着注射螺杆的旋转进行塑化，形成熔体，该过程中，来自超临界流体输送单元的超临界流体同时进入注射料筒内，超临界流体与熔融物料混合，然后经过注射喷嘴注射入模具型腔，在模具型腔内张大并冷却定型得到发泡制品。 
为了使超临界流体与熔体混合更充分，注射料筒上也可分布有多个超临界流体入口，各第二超临界流体入口处分别通过管道与超临界流体输送单元连接。 
超临界流体输送单元包括储气瓶14、压力表15、冷却循环泵17和高压计量泵18，储气瓶、压力表、冷却循环泵和高压计量泵通过管道依次连接，管道末端为流体出口端；流体出口端与挤出发泡单元和注射发泡单元连接的管道上设有高压电磁阀19，压力表与冷却循环泵之间的管道上设有高压阀16。 
本实施例通过上述装置实现一种在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型方法，在挤出发泡单元内，物料和来自超临界流体输送单元的超临界流 体塑化熔融混合挤出，初次发泡形成条状物，并通过恒温箱冷却定型，然后由切粒机进行造粒，形成高含气量的聚合物发泡粒料；将聚合物发泡粒料送入注射发泡单元，聚合物发泡粒料和来自超临界流体输送单元的超临界流体塑化熔融混合，然后向模具型腔注射进行二次发泡，形成高性能发泡制品。该方法不仅适用于制备单一聚合物的高性能发泡制品，也适用于制备填充改性和共混改性的高性能聚合物基复合材料发泡制品。 
其具体过程为：在挤出发泡单元内，物料由挤出料斗进入挤出料筒，随着挤出螺杆的旋转进行熔融塑化，待挤出工艺条件稳定后打开连接挤出料筒的管道上的高压电磁阀，由超临界流体输送单元开始供气，熔融物料与气体在挤出螺杆的剪切塑化作用下均匀混合并推向挤出螺杆前端，形成的聚合物熔体和气体单一均相体系经过挤出机头的释压、发泡和定型，以及经过可控调节冷却温度的恒温箱后，进入切粒机，此时得到具有特定发泡结构和发泡密度，以及包含一定气量的聚合物发泡粒料。在注射发泡单元内，待发泡粒料在注射料斗中储积一定量后，启动微孔发泡注射成型机，通过控制连接注射料筒的管道上的高压电磁阀来调节注射料筒内的进气量，注射螺杆的剪切塑化作用将包含一定气量的聚合物熔体和适应性补充的打入注射料筒的气体再一次混合成均匀的单相体系，聚积在注射螺杆前端的熔体以一定的注射速度、注射压力和注射量被打入模具型腔内，由于压力突然释放带来的热力学巨大不稳定性，从而导致泡孔成核，最后经过模具内冷却定型后得到孔径相对均匀，泡孔密度稳定的发泡制品。结构的均一性和稳定性使得注射制品的性能大大提高。 
如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。 

Claims (6)

1.在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置，其特征在于，包括挤出发泡单元、超临界流体输送单元和注射发泡单元，挤出发泡单元的输出端依次设置恒温箱和切粒机，切粒机的出料口与注射发泡单元的进料端相连接，超临界流体输送单元的流体出口端通过管道分别与挤出发泡单元和注射发泡单元连接，注射发泡单元的出口端与模具型腔相连接。 
2.根据权利要求1所述在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置，其特征在于，所述挤出发泡单元为单螺杆挤出机，包括挤出螺杆、挤出料筒、挤出机头、挤出料斗和挤出螺杆动力机构，挤出螺杆设于挤出料筒内，挤出机头和挤出螺杆动力机构分别设于挤出螺杆的两端，挤出料斗设于挤出螺杆的进料端；挤出料筒上设有第一超临界流体入口，第一超临界流体入口处通过管道与超临界流体输送单元连接。 
3.根据权利要求2所述在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置，其特征在于，所述挤出料筒上分布有多个第一超临界流体入口，各第一超临界流体入口处分别通过管道与超临界流体输送单元连接。 
4.根据权利要求1所述在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置，其特征在于，所述注射发泡单元为微孔发泡注射成型机，包括注射螺杆、注射料筒、注射喷嘴、注射料斗和注射螺杆动力机构，注射螺杆设于注射料筒内，注射喷嘴和注射螺杆动力机构分别设于注射螺杆两端，注射料斗设于注射螺杆的进料端；注射料筒上设有第二超临界流体入口，第二超临界流体入口处通过管道与超临界流体输送单元连接。 
5.根据权利要求4所述在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置，其特征在于，所述注射料筒上分布有多个超临界流体入口，各第二超临界流体入口处分别通过管道与超临界流体输送单元连接。 
6.根据权利要求1所述在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置，其特征在于，所述超临界流体输送单元包括储气瓶、压力表、冷却循环泵和高压计量泵，储气瓶、压力表、冷却循环泵和高压计量泵通过管道依次连接， 管道末端为流体出口端；流体出口端与挤出发泡单元和注射发泡单元连接的管道上设有高压电磁阀，压力表与冷却循环泵之间的管道上设有高压阀。 
CN2012207126261U 2012-12-20 2012-12-20 在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置 Expired - Lifetime CN203077566U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012207126261U CN203077566U (zh) 2012-12-20 2012-12-20 在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012207126261U CN203077566U (zh) 2012-12-20 2012-12-20 在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN203077566U true CN203077566U (zh) 2013-07-24

Family

ID=48823435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012207126261U Expired - Lifetime CN203077566U (zh) 2012-12-20 2012-12-20 在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN203077566U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103057059A (zh) * 2012-12-20 2013-04-24 华南理工大学 在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置与方法
CN107825565A (zh) * 2017-09-29 2018-03-23 佛山汇众森泰科技有限公司 一种环保氧化镁发泡材料加工装置及加工工艺
CN109173932A (zh) * 2018-10-22 2019-01-11 欣好科技有限公司 一种干法制粒机的送料装置
CN110614732A (zh) * 2019-10-17 2019-12-27 北京化工大学 超临界流体微爆解缠聚合物高性能化加工工艺及装备

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103057059A (zh) * 2012-12-20 2013-04-24 华南理工大学 在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置与方法
CN107825565A (zh) * 2017-09-29 2018-03-23 佛山汇众森泰科技有限公司 一种环保氧化镁发泡材料加工装置及加工工艺
CN109173932A (zh) * 2018-10-22 2019-01-11 欣好科技有限公司 一种干法制粒机的送料装置
CN110614732A (zh) * 2019-10-17 2019-12-27 北京化工大学 超临界流体微爆解缠聚合物高性能化加工工艺及装备
CN110614732B (zh) * 2019-10-17 2024-05-28 北京化工大学 超临界流体微爆解缠聚合物高性能化加工工艺及装备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103057059B (zh) 在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置与方法
CN103895146B (zh) 一种聚合物微孔发泡制品连续成型装置和方法
CN103057061B (zh) 高效混合微孔发泡塑料精密注射成型装置与方法
US20120061867A1 (en) Polymer pellets containing supercritical fluid and methods of making and using
EP1264672A1 (en) Injection molding of microcellular material
CN203077566U (zh) 在线配混制备高性能微孔发泡塑料的注射成型装置
CN104085073B (zh) 一种超临界流体微孔塑料挤出成型装置及方法
CN203937090U (zh) 一种超临界流体微孔塑料挤出成型装置
CN109320952B (zh) 基于聚四氟乙烯和滑石粉耦合改性的挤出发泡制备低密度tpu珠粒泡沫的方法
CN103146047B (zh) 高强度超微孔纤维增强复合材料及其制备方法
CN111253677A (zh) 一种低密度聚丙烯珠粒泡沫、其制备方法及应用
CN104476698A (zh) 一种废弃汽车塑料微孔发泡回收再利用方法
CN109228003A (zh) 一种利用超临界混合流体挤出发泡制备低密度聚合物泡沫珠粒的装置及方法
CN102189650A (zh) 锥形螺杆注射机
CN101914247A (zh) 热塑性塑料发泡厚板连续成型装置及方法
CN102173056B (zh) 形成发泡产品的方法及其***
CN100471641C (zh) 包括注塑成形的微孔低密度聚合物材料的模塑聚合物材料
CN108285578A (zh) 一种pp/abs微发泡材料的制备方法
CN202079721U (zh) 形成发泡产品的生产***
CN104309080B (zh) 一种聚合物微孔发泡注塑成型用螺杆
CN200939682Y (zh) 一种超临界流体辅助微孔注塑设备
CN203157068U (zh) 高效混合微孔发泡塑料精密注射成型装置
CN102729394A (zh) 发泡塑料产品射出成型的方法及其设备
CN202079740U (zh) 锥形螺杆注射机
CN104690879A (zh) 一种塑料注射成型机

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20130724

CX01 Expiry of patent term