CN103131087A - 一种微孔发泡pp塑料制品的注塑成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，包括如下步骤：PP复合材料配制、PP发泡母料配制、上料溶融发泡、射胶和冷却开模。本发明通过控制微孔注塑成型加工中配方、注塑压力、温度、模具温度等关键参数，不仅可使加工成型的PP塑料制品的密度最低可降低15％，达到轻量化、节约生产成本的效果，而且微孔发泡PP的孔径均匀，加工成型的PP塑料制品具有良好的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。

Description

一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺
技术领域
本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺。
背景技术
微孔泡沫塑料是指泡孔直径为0.11～10微米，密度在109～1015个/cm3之间的一种新型的泡沫塑料。微孔泡沫塑料具有优越于一般泡沫塑料的力学性能，由于微孔的尺寸比塑料中原有的缺陷或微细裂缝小，因此微孔的存在不会降低塑料的强度，相反它能使原来存在的裂缝尖端钝化，从而改善塑料泡体的力学性能。微孔泡沫塑料的泡孔尺寸极小，可以制成薄壁制品，其重量大大减轻。微孔发泡塑料具有独特的微孔形态和优良的力学性能，因此一问世便受到人们的普遍关注，研究开发微孔发泡塑料成了热门的课题。
聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，具有熔点高、耐热性好、密度小、机械性能优异和化学稳定性好等优点，广泛地应用于包装材料、机械零部件、家用电器、医疗器械等领域。PP同其它材料相比具有较高的刚性、优良的力学性能和良好的耐热性，是制备发泡制品的理想材料。
目前，国内外有关微孔发泡注塑以注塑机外加气源物理发泡为主，即在注塑机外向注塑机料筒内注入压缩气体或超临界液体后与熔融塑胶混合后注射入腔，这种发泡注塑工艺需增加设备投资，且发泡效率和泡孔直径难于控制。而注塑发泡得到的发泡PP由于气孔尺寸较大且分布不均匀，泡孔的存在可使材料内部缺陷更严重，因此要获得泡孔大小均匀致密的微孔发泡PP，除了选择好适合的发泡剂，注塑机设备结构、注塑工艺中温度和压力等均能对泡孔结构和和塑件外观质量和性能产生重要影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，该注塑成型工艺可降低生产成本，且发泡效率和泡孔直径易于控制。
为解决上述技术问题，本发明一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，包括如下步骤：
1)、PP复合材料配制，所述PP复合材料中各组分的重量百分比为：HMSPP5～15％，共聚PP80～90％，POE2～10％，苯甲酸钠0.5～1％；
2)PP发泡母料配制，所述PP发泡母料中各组分的重量百分比为AC发泡剂1～8％，发泡助剂3～10％；HDPE80～90％，改性剂2～5％；
2)、上料溶融发泡：将上述步骤1)的PP复合材料和步骤2)的PP发泡母料按重量比为30～50∶0.5～2的比例添加到螺杆式注塑机中，注塑机料筒中五段温度控制在190～230℃，调节五段压力在50～150MPa、速度为40～95％；
3)、射胶：将上述步骤3)溶融发泡的复合材料通过射嘴注射到模具中，所述射嘴为自锁式弹簧射嘴，所述模具的温度控制在75～100℃；
4)、冷却开模。
在上述技术方案的基础上，为使PP经发泡后密度尽可能降低且具有良好的物理性能，上述步骤1)的PP复合材料中各组分的重量百分比为：HMSPP15％，共聚PP80％，POE4.5％，苯甲酸钠0.5％；上述步骤2)的PP发泡母料中各组分的重量百分比为AC发泡剂6％，发泡助剂10％；HDPE80％，改性剂4％；上述步骤3)中PP复合材料与PP发泡母料按重量比为40∶1。
上述发泡剂可选用无机或有机发泡剂，其中无机发泡剂优选为碳酸氢钠，有机发泡剂优选为AC(偶氮二甲酰胺)发泡剂。
为抑制上述AC发泡剂开始分解温度的过分下降，使发泡剂分解温度下降到最适宜的发泡温度，可加入锌化合物的发泡助剂，发泡助剂优选为ZnO/ZnSt并用体系。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过控制微孔注塑成型加工中配方、注塑压力、温度、模具温度等关键参数，不仅可使加工成型的PP塑料制品的密度最低可降低15％，达到轻量化、节约生产成本的效果，而且微孔发泡PP的孔径均匀，加工成型的PP塑料制品具有拉伸强度高、表面光滑、无水花等良好的物理性能。同进，本发明工艺参数易于控制，生产成本低廉易于推广。
具体实施方式
实施例1
一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，包括如下步骤：
PP复合材料配制：各组分的重量百分比为：HMSPP15％，共聚PP80％，POE4.5％，苯甲酸钠0.5％。
PP发泡母料配制：各组分的重量百分比为AC发泡剂(国产，型号为A-I)6％，发泡助剂(ZnO/ZnSt并用体系)10％；HDPE80％，改性剂4％。
将PP复合材料与PP发泡母料按40∶1的比例搅拌均匀后添加到螺杆式注塑机中，注塑机工艺参数控制如下：
射五 射四 射三 射二 射一
速度(％) 40 50 70 65 95
压力(MPa) 0 0 0 53 125
温度(℃) 195 205 220 210 230
再将上述溶融发泡的复合材料通过射嘴注射到模具中，所述射嘴为自锁式弹簧射嘴，所述模具的温度控制在95℃。
冷却开模即得到微孔发泡PP塑料制品，经微孔发泡的PP的泡孔均匀，横纵向直径为40μm。
本实施例制得的发泡PP塑料制品的密度仅为未经发泡PP塑料制品的85％，且该微孔发泡PP塑料制品外观光滑、无水花。经检测，各项机械性能指标良好，其拉伸强度为30MPa，弯曲强度为31MPa，冲击强度为12KJ/m2，断裂伸长率为45％，密度0.78g/cm3。
实施例2
一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，包括如下步骤：
PP复合材料配制：PP复合材料中各组分的重量百分比为：HMSPP10％，共聚PP85％，POE4％，苯甲酸钠1％。
PP发泡母料配制，所述PP发泡母料中各组分的重量百分比为AC发泡剂3％，发泡助剂5％；HDPE90％，改性剂2％。
将PP复合材料和PP发泡母料按重量比为50∶1.5的比例添加到螺杆式注塑机中，注塑机工艺参数控制同于实施例1。
射胶：将上述溶融发泡的复合材料通过射嘴注射到模具中，所述射嘴为自锁式弹簧射嘴，所述模具的温度控制在95℃。
冷却开模即得到微孔发泡PP塑料制品。
制得的发泡PP塑料制品的密度为未经发泡PP塑料制品的90％，微孔发泡PP塑料制品外观光滑、无水花。经检测，其拉伸强度为25MPa，弯曲强度为26MPa，冲击强度为10KJ/m2。
实施例3
一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，包括如下步骤：
PP复合材料配制：PP复合材料中各组分的重量百分比为：HMSPP10％，共聚PP80％，POE9％，苯甲酸钠1％。
PP发泡母料配制，所述PP发泡母料中各组分的重量百分比为AC发泡剂3％，发泡助剂9％；HDPE85％，改性剂3％。
将PP复合材料和PP发泡母料按重量比为40∶1的比例添加到螺杆式注塑机中，注塑机工艺参数控制同于实施例1。
射胶：将上述溶融发泡的复合材料通过射嘴注射到模具中，所述射嘴为自锁式弹簧射嘴，所述模具的温度控制在95℃。
冷却开模即得到微孔发泡PP塑料制品。
制得的发泡PP塑料制品的密度为未经发泡PP塑料制品的87％，微孔发泡PP塑料制品外观较光滑、无水花。经检测，其拉伸强度为27MPa，弯曲强度为25MPa，冲击强度为10KJ/m2，，断裂伸长率为40％。

Claims (5)

1.一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，其特征在于包括如下步骤：
1)、PP复合材料配制，所述PP复合材料中各组分的重量百分比为：
HMSPP     5～15％，
共聚PP    80～90％，
POE       2～10％，
苯甲酸钠  0.5～1％；
2)PP发泡母料配制，所述PP发泡母料中各组分的重量百分比为：
AC发泡剂  1～8％，
发泡助剂  3～10％，
HDPE      80～90％，
改性剂    2～5％；
3)、上料溶融发泡：将上述步骤1)的PP复合材料和步骤2)的PP发泡母料按重量比为30～50∶0.5～2的比例添加到螺杆式注塑机中，注塑机料筒中五段温度控制在190～230℃，调节五段压力在50～150MPa、速度为40～95％；
4)、射胶：将上述步骤3)溶融发泡后的复合材料通过射嘴注射到模具中，所述射嘴为自锁式弹簧射嘴，所述模具的温度控制在75～100℃；
5)、冷却开模。
2.根据权利要求1所述的一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，其特征在于所述步骤1)PP复合材料中各组分的重量百分比为：
HSMPP     15％，
共聚PP    80％，
POE       4.5％，
苯甲酸钠  0.5％。
3.根据权利要求1所述的一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，其特征在于所述步骤2)PP发泡母料中各组分的重量百分比为：
AC发泡剂  6％，
发泡助剂  10％，
HDPE      80％，
改性剂    4％。
4.根据权利要求1所述的一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，其特征在于所述步骤2)的发泡助剂为ZnO/ZnSt并用体系。
5.根据权利要求1所述的一种微孔发泡PP塑料制品的注塑成型工艺，其特征在于所述步骤3)中PP复合材料与PP发泡母料按重量比为40∶1。
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