CN108215044A - 一种聚合物发泡装置及采用该装置进行聚合物发泡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种聚合物发泡装置，包括模具、射频电源、第一射频电极和第二射频电极，模具上具有模腔，模腔的腔壁上开设有凹坑，第一射频电极和第二射频电极分别嵌装于凹坑内，凹坑内设置有隔层，隔层由电磁波屏蔽材料层和电绝缘材料层复合而成，第一射频电极和第二射频电极经电缆分别与射频电源的正极和负极连接。本发明还公开一种采用聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，当开启射频电源，在第一射频电极和第二射频电极之间产生高频交变电场，加热聚合物，实现超临界发泡。与现有技术相比，本发明结构简单，操作方便，加热均匀且加热速度快，效率高，可广泛应用于发泡材料的生产。

Description

一种聚合物发泡装置及采用该装置进行聚合物发泡的方法
技术领域
本发明涉及聚合物发泡设备技术领域，具体涉及的是一种聚合物发泡装置及采用该装置进行聚合物发泡的方法。
背景技术
高分子聚合物发泡材料广泛应用于隔热、隔音、减震、制鞋等领域。目前常用的聚合物材料发泡方式有物理发泡和化学发泡。化学发泡法是指将化学发泡剂与聚合物材料共混后，在一定温度下，化学发泡剂受热分解，产生气体，膨胀，使聚合物材料发泡，目前加热方式主要还是电加热方式，由于电加热过程是通过热传导使聚合物材料加热，即首先通过电热板将模具加热，模具将热量再传递给模腔内的材料，存在能耗高，加热时间长，易出现局部加热温度过高而部分区域仍存在加热死角等问题。
化学发泡剂存在异味重，不环保，有一定的毒副作用等问题。物理发泡通常是指超临界流体发泡技术。由于物理发泡所使用的气体通常为二氧化碳或氮气，因此，非常的环保。近年来，物理发泡技术成为聚合物材料发泡领域的新兴技术。目前，聚合物物理发泡方式主要有三种。第一种是挤出发泡，即将溶解有超临界流体的聚合物从单螺杆或双螺杆挤出机中挤出，经过模口定性成片材或板状，这种方法可以得到高发泡的材料，但发泡材料形状单一，只能是片材或棒状材料；第二种是通过将溶解有超临界流体的聚合物挤入到模具内，聚合物在模具内发泡，这种方式能够得到特殊形状的发泡材料，但只能得到发泡倍率小的材料；第三种方法是釜压发泡，即将物料放入高压釜中，通气施加压力，然后用电加热或油加热，将热量有外往里传递给高压釜中的聚合物材料，得到发泡材料通常是发泡粒子，如巴夫斯的E-TPU材料，需将这些发泡粒子进行热压成型，这种方法可以得到高发泡倍率的发泡粒子，但不能得到特殊形状的发泡材料，电加热和油加热都存在能耗大的问题。此外，第一种方法和第二种方法中，所需的设备复杂，造价高。传统的物理发泡技术因涉及电加热或油加热问题，由于电加热过程是通过热传导使聚合物材料加热，存在加热时间长，会出现局部加热温度过高而部分区域仍存在加热死角等问题。
鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加热均匀，加热速度快，效率高的聚合物发泡装置。
本发明的另一目的在于提供一种加热均匀，加热速度快，效率高的采用聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种聚合物发泡装置，包括模具、射频电源、第一射频电极和第二射频电极，所述模具上具有模腔，所述模腔的腔壁上开设有用于安装所述第一射频电极和用于安装所述第二射频电极的凹坑，所述第一射频电极和所述第二射频电极分别嵌装于所述凹坑内，所述凹坑内设置有用于阻隔所述第一射频电极、所述第二射频电极与所述模具接触的电绝缘隔层，所述电绝缘隔层为非极性且不导电的高分子材料层或不导电的无机材料层，所述第一射频电极和所述第二射频电极经电缆分别与所述射频电源的正极和负极连接；
所述模具包括上模和下模，所述上模和所述下模合模起后形成密闭的模腔，所述凹坑分别位于所述上模和所述下模的内壁上，所述第一射频电极和所述第二射频电极位于所述上模和所述下模上成相对布置。
进一步优选的，还包括气阀A、气阀B、气阀C、升压泵和气瓶，所述上模或所述下模上设置有连通所述模腔的进气孔，所述气瓶、所述气阀A、所述升压泵、所述气阀B和所述模腔的进气孔依次相连，所述气阀B和所述模腔的进气孔之间设置有用于对所述模腔进行排气的气阀C；所述模腔的内壁上涂覆一层用于提高所述模腔抗粘附性能的特氟龙。
进一步优选的，还包括气阀A、气阀B、升压泵和气瓶，所述上模或所述下模上设置有连通所述模腔的进气孔，所述气瓶、所述气阀A、所述升压泵、所述气阀B和所述模腔的进气孔依次相连，所述上模或所述下模上设置有连通所述模腔的排气孔，所述上模或所述下模上设置有用于有打开或封闭排气孔的密封装置，所述密封装置包括有压力盖和用于将压力盖顶压于所述排气孔上起密封作用的橡胶垫，所述橡胶垫位于所述压力盖上；所述模腔的内壁上涂覆一层用于提高所述模腔抗粘附性能的特氟龙。
一种采用聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，包括以下操作步骤：
(1)配制母料：将聚合物与发泡剂、助发泡剂、交联剂，抗氧剂、填料等进行共混均匀，得到待发泡母料；所述发泡剂为化学发泡剂或微球发泡剂；
(2)放料合模：将步骤(1)得到的待发泡母料放置于所述模具内，再进行合模，再通过现有常见压紧机构对合模后的所述模具进行压紧；
(3)加热发泡：开启所述射频电源，所述第一射频电极和所述第二射频电极之间产生高频振荡电场，并产生射频；在高频振荡电场和射频的共同作用下，所述模腔内的待发泡母料温度升高，当温度高于发泡剂分解温度时，发泡剂迅速分解，膨胀促使待发泡母料的聚合物发泡，得到与所述模腔形状相同的发泡聚合物材料。
优选的，步骤(1)中，常见压紧机构为常规的发泡硫化仪或常规的液压机。
一种采用聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，包括以下操作步骤：
(1)放料合模：将待发泡聚合物材料放置于所述模具的模腔内，再进行合模，再通过现有常见压紧机构对合模后的所述模具进行压紧；
(2)充填物理发泡剂：启动所述升压泵，打开所述气阀A将所述气瓶内的气体送入所述升压泵，所述升压泵将气体压缩至形成超临界流体所需临界压力以上，然后打开所述气阀B，将气体注入所述模腔中；
(2)加热处理：开启所述射频电源，在所述第一射频电极和所述第二射频电极之间产生高频振荡电场，并产生射频，在高频振荡电场和射频的共同作用下，所述模腔内聚合物被加热软化，促进超临界流体溶入聚合物材料内部的速度和溶解度；
(3)降压发泡：先关闭所述气阀A、所述气阀B和所述升压泵，再打开气阀C，所述模腔内气压急速下降，溶解进入聚合物材料内部的超临界流体迅速膨胀，促使聚合物材料发泡并充满整个所述模腔，得到与所述模腔形状一致的聚合物发泡材料。
优选的，步骤(1)中，若聚合物材料为非极性或弱极性，可与强极性材料共混后使用；常见压紧机构为常规的发泡硫化仪或常规的液压机。
一种采用聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，包括以下操作步骤：
(1)放料合模：将待发泡聚合物材料放置于所述模腔中，再进行合模，再通过现有常见压紧机构对合模后的所述模具进行压紧；同时给压力盖施加压力顶住出气孔，使出气孔封闭；
(2)充填物理发泡剂：打开所述气阀A将气瓶内的气体送入所述升压泵，所述升压泵将气体压缩至形成超临界流体所需压力以上，然后打开所述气阀B，将气体注入所述模腔中；
(3)加热处理：开启所述射频电源，在所述第一射频电极和所述第二射频电极之间产生高频振荡电场，并产生射频，所述模腔内聚合物材料被加热软化，促进超临界流体溶入聚合物材料内部的速度和溶解度；
(4)降压发泡：先关闭所述气阀A，所述气阀B和所述升压泵，再卸去所述压力盖的压力，再将所述压力盖升起，所述模腔内气压急速下降，溶解进入聚合物材料内部的超临界流体迅速膨胀，促使聚合物材料发泡并充满整个所述模腔，得到与所述模腔形状一致的聚合物发泡材料。
优选的，步骤(1)中，若聚合物材料为非极性材料，可与极性材料共混后使用；常见压紧机构为常规的发泡硫化仪或常规的液压机。
采用上述技术方案，本发明的有益的效果在于：一，克服传统技术的缺陷，解决传统化学发泡中电加热过程中加热不均匀等技术问题，提升加热速度，实现快速高效发泡。二，本发明中，模具可以用金属材料，不要求有穿透射频的物性，解决模具材料有特殊要求的问题。三，解决传统超临界发泡工艺过程中加热不均匀等技术问题，实现模内超临界发泡；实现超临界发泡和射频加热技术的巧妙结合。四，本发明也可广泛用于PU、TPU、EVA，PE，PP，SEBS(SEBS热塑性弹性体)以及其它弹性体材料或共混材料的发泡。即使对于不吸收射频或者极性弱的聚合物材料，也可以通过共混高极性的高分子材料或无机材料来充当射频吸收剂，从而实现射频加热。因此，本发明具有广阔的应用前景，具有重要的应用价值。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施方式及附图作以详细描述。
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为本发明实施例二的结构示意图。
图3为本发明实施例三的结构示意图。
图中：
1-上模； 2-下模；
3-模腔； 4-射频电源；
51-第一射频电极； 52-第二射频电极；
6-电绝缘隔层； 7-电缆；
8-气阀A； 9-气阀B；
10-气阀C； 11-气瓶；
12-升压泵； 13-压力盖；
14-橡胶垫； 15-进气孔；
16-排气孔。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
射频是一种高频交流变化电磁波的简称，频率范围从300KHz～30GHz之间。其中，微波频段(300MHz-300GHz)又是射频的较高频段。传统的射频加热，主要利用高频段微波对物体作用从而达到加热的目的，具有加热速度快，受热均匀的特点。这种加热方式主要用于食物的加热灯，例如家用的微波炉。
物理发泡通常是指超临界流体发泡技术，即将超临界流体与材料置于密闭的空间，加热到一定温度后，超临界流体渗入到聚合物材料中，瞬间卸载压力，渗入到聚合物材料中的超临界流体在聚合物材料内部膨胀，得到发泡材料。本发明的聚合物超临界发泡装置及发泡方法适用于物理发泡，也是采用物理发泡对高分子聚合物进行发泡。
实施例一
如图1所示，本发明的聚合物发泡装置，包括模具、射频电源4、第一射频电极51和第二射频电极52，所述模具上具有模腔3，所述模腔3的腔壁上开设有用于安装所述第一射频电极51和用于安装所述第二射频电极52的凹坑，所述第一射频电极51和所述第二射频电极52分别嵌装于所述凹坑内，所述第一射频电极51、所述第二射频电极52与凹坑接触面之间用电绝缘隔层6将所述第一射频电极51、所述第二射频电极52与凹坑的内表面隔开，并且保证所述第一射频电极51和所述第二射频电极52都至少有一面暴露在密闭的所述模腔3内；所述第一射频电极51和所述第二射频电极52经电缆7分别与所述射频电源4的正极和负极连接。采用上述技术方案，当开启射频电源4，在第一射频电极51和第二射频电极52之间产生高频交变电场，加热聚合物。电缆7是常规的电力电缆，即：指常规电缆表面再裹一层金属网，起到电磁屏蔽作用的电缆。电绝缘隔层6可以选用非极性且不导电的高分子材料或不导电的无机材料。当电绝缘隔层6选用非极性且不导电的高分子材料时，高分子材料可以是聚四氟乙烯。当电绝缘隔层6选用不导电的无机材料时，无机材料可以是石棉。
本实施例中，优选的，所述模具包括上模1和下模2，所述上模1和所述下模2合模起后形成密闭的模腔3，所述凹坑分别位于所述上模1和所述下模2的内壁上，所述第一射频电极51和所述第二射频电极52位于所述上模1和所述下模2上成相对布置。
乙烯-醋酸乙烯共聚物，英文简称:EVA，编码:1314，分子式:(C2H4)x.(C4H6O2)y，化学性质:通用高分子聚合物。
以EVA为例，EVA为弱极性材料，共混少量聚乙二醇混合作为吸波材料，聚乙二醇为强极性材料。用本施例的技术方案进行聚合物发泡的方法，具体步骤如下：
(1)配制母料：将100份EVA，2份AC发泡剂、1份助发泡剂、0.3份交联剂，0.5份抗氧剂、10份填料，1份聚乙二醇等进行共混均匀，得到待发泡母料；
(2)放料合模：将步骤(1)得到的待发泡母料放置于模具内，再进行合模，再通过现有常见压紧机构对合模后的所述模具进行压紧；
步骤(2)中，常见压紧机构为常规的发泡硫化仪或常规的液压机，采用常规的发泡硫化仪或常规的液压机对合模后的模具进行压紧。
(3)加热发泡：开启射频电源4，在所述第一射频电极51和所述第二射频电极52之间产生高频振荡电场，并产生射频，在高频振荡电场和射频的共同作用下，待发泡母料的聚乙二醇极性分子会不停地随之转换方向，随着极性分子或官能团的不断转向，彼此发生碰撞，相互摩擦进而产生热量，进而使模腔3内的待发泡母料温度升高，当温度高于AC发泡剂分解温度时，AC发泡剂迅速分解、膨胀，促使待发泡母料内的EVA发泡，得到与模腔3形状相同的发泡聚合物材料。
本实施例中，可预先在模腔3的内壁上涂覆一层用于提高模腔3抗粘附性能的特氟龙。即：在上模1和下模2合模之前涂覆一层用于提高模腔3抗粘附性能的特氟龙，或者在将待发泡母料放置于模具的模腔3内之前涂覆一层用于提高模腔3抗粘附性能的特氟龙。
本实施例，主要用于聚合物材料化学发泡。
实施例二
如图2所示，本发明的聚合物发泡装置，包括模具、射频电源4、第一射频电极51和第二射频电极52，所述模具上具有模腔3，所述模腔3的腔壁上开设有用于安装所述第一射频电极51和用于安装所述第二射频电极52的凹坑，所述第一射频电极51和所述第二射频电极52分别嵌装于所述凹坑内，第一射频电极51、所述第二射频电极52与凹坑接触面之间用电磁波屏蔽材料层和电绝缘材料层复合而成隔层6将第一射频电极51、所述第二射频电极52与凹坑的内表面隔开，并且保证第一射频电极51和第二射频电极52都至少有一面暴露在密闭的模腔3内；所述第一射频电极51和所述第二射频电极52经电缆7分别与所述射频电源4的正极和负极连接。还包括气阀A8、气阀B9、气阀C10、气瓶11和升压泵12，所述上模1或所述下模2上设置有连通所述模腔3的进气孔15，所述气瓶11、所述气阀A8、所述升压泵12、所述气阀B9和所述模腔3的进气孔15依次相连，所述气阀B9和所述模腔3的进气孔15之间设置有用于对所述模腔3进行排气的气阀C10。采用上述技术方案，通过气阀A8控制气瓶11与升压泵12之间气路导通或断开，通过气阀B9控制升压泵12与进气口之间气路导通或断开，在气阀B9和进气口之间设置气阀C10,通过关闭气阀B9打开气阀C10，实现对模具的模腔3进行排气。当开启射频电源4，在第一射频电极51和第二射频电极52之间产生高频交变电场，加热聚合物。
本实施例中，优选的，所述模具包括上模1和下模2，所述上模1和所述下模2合模起后形成密闭的模腔3，所述凹坑分别位于所述上模1和所述下模2的内壁上，所述第一射频电极51和所述第二射频电极52位于所述上模1和所述下模2上成相对布置。
TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。主要分为有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用，无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。
以聚合物TPU材料为例，TPU本身为极性材料，可以直接利用射频加热，可以不用添加其它极性材料。用本施例的技术方案进行聚合物发泡的方法，具体步骤如下：
(1)放料合模：将待发泡TPU聚合物材料放置于上述模腔3内，再进行合模，再通过现有常见压紧机构对合模后的所述模具进行压紧；
步骤(1)中，常见压紧机构为常规的发泡硫化仪或常规的液压机，并通过常规方式对合模后的模具进行压紧。
(2)充填物理发泡剂：打开所述气阀A8将所述气瓶11内的气体送入所述升压泵12，启动所述升压泵12，所述升压泵12将气体压缩至形成超临界流体所需临界压力以上，然后打开所述气阀B9，将气体注入所述模腔3中。
(3)加热处理：开启射频电源4，射频电源4对第一射频电极51和所述第二射频电极52施加高频电流，从而第一射频电极51和所述第二射频在模腔3内产生高频振荡电场和射频，第一射频电极51和所述第二射频产生的射频在模腔33内部不断反射，TPU聚合物材料内部极性分子或官能团会不停地随之转换方向，随着极性分子或官能团的不断转向，彼此发生碰撞，相互摩擦进而产生热量，模腔3内的TPU聚合物材料被加热软化，促进超临界流体溶入TPU聚合物材料内部的速度和溶解度。
(4)降压发泡：先关闭所述气阀A8、所述气阀B9和所述升压泵12，再打开气阀C10，模腔3内气压急速下降，溶解进入聚合物材料内部的超临界流体来不及扩散到体外，从而在TPU聚合物材料体内迅速膨胀，促使TPU聚合物材料发泡并充满整个模腔3。
(5)开模取件：打开步骤(1)中，对合模后的模具进行压紧的现有常见压紧机构，待现有常见压紧机构完全打开后，再打开模具，取出TPU聚合物材料的发泡材料，得到与模腔3形状一致的TPU聚合物材料的发泡材料。
本实施例中，可预先在模腔3的内壁上涂覆一层用于提高模腔3抗粘附性能的特氟龙。即：在上模1和下模2合模之前涂覆一层用于提高模腔3抗粘附性能的特氟龙，或者将待发泡TPU聚合物材料放置于上述模腔3内之前涂覆一层用于提高模腔3抗粘附性能的特氟龙。
本实施例，主要用于聚合物材料的物理发泡。
实施例三
如图3所示，本发明的聚合物超临界发泡装置，包括模具、射频电源4、第一射频电极51和第二射频电极52，所述模具上具有模腔3，所述模腔3的腔壁上开设有用于安装所述第一射频电极51和用于安装所述第二射频电极52的凹坑，所述第一射频电极51和所述第二射频电极52分别嵌装于所述凹坑内，第一射频电极51、所述第二射频电极52与凹坑接触面之间用电绝缘隔层6将第一射频电极51、所述第二射频电极52与凹坑的内表面隔开，并且保证第一射频电极51和第二射频电极52都至少有一面暴露在密闭的模腔3内；所述第一射频电极51和所述第二射频电极52经电缆7分别与所述射频电源4的正极和负极连接。还包括气阀A8、气阀B9、气瓶11和升压泵12，所述上模1或所述下模2上设置有连通所述模腔3的进气孔15，所述上模1或所述下模2上设置有连通所述模腔3的排气孔16，所述上模1或所述下模2上设置有用于有打开或封闭排气孔16的密封装置，所述密封装置包括有压力盖13和用于将压力盖13顶压于所述排气孔16上起密封作用的橡胶垫14，所述橡胶垫14位于所述压力盖13上。采用上述技术方案，通过气阀A8控制气瓶11与升压泵12之间气路导通或断开，通过气阀B9控制升压泵12与进气口之间气路导通或断开，在上模1或所述下模2上设置有用于有打开或封闭排气孔16的密封装置,通过开启密封装置的压力盖13，实现对模具的模腔3进行排气。当开启射频电源4，在第一射频电极51和第二射频电极52之间产生高频交变电场，加热聚合物。
本实施例中，优选的，所述模具包括上模1和下模2，所述上模1和所述下模2合模起后形成密闭的模腔3，所述凹坑分别位于所述上模1和所述下模2的内壁上，所述第一射频电极51和所述第二射频电极52位于所述上模1和所述下模2上成相对布置。
上述中，密封装置还包括用于驱动压力盖13运动的动力源，所述动力源可以是人工操作，也可以是本领域常规部件组合(例如：气缸、油缸或者电机配合丝杆等)。
SEBS是饱和型SBS，或称氢化SBS，是由特种线型SBS加氢使双键饱和而制得，SBS在催化剂存在下适度定向加氢，则使聚丁二烯链段氢化成聚乙烯(E)和聚丁烯(B)链鼓，故称为SEBS。同样，SIS氢化后使其中的聚异戊二烯转变为聚乙瞻(E)和聚丙烯链段，则得饱和型SIS(SEPS)。
以聚合物SEBS材料为例，SEBS本身为非极性材料，添加适量聚乙二醇作为吸波材料，进行共混，得到SEBS共混材料。用本施例的技术方案进行聚合物发泡的方法，具体步骤如下：
(1)放料合模：将待发泡SEBS共混材料放置于上述模腔3中，再进行合模，再通过现有常见压紧机构(常规的发泡硫化仪或常规的液压机)对合模后的所述模具进行压紧；
步骤(1)中，常见压紧机构为常规的发泡硫化仪或常规的液压机，并通过常规方式对合模后的模具进行压紧。
(2)充填物理发泡剂：打开所述气阀A8将所述气瓶11内的气体送入所述升压泵12，再启动所述升压泵12，所述升压泵12将气体压缩至形成超临界流体所需压力以上，然后打开所述气阀B9，将气体注入所述模腔3中。
(3)加热处理：开启射频电源4，在第一射频电极51和所述第二射频电极52之间产生高频振荡电场，产生射频，第一射频电极51和所述第二射频电极52之间产生的射频在模腔3内部不断反射，SEBS共混材料内部极性分子或官能团会不停地随之转换方向，随着极性分子或官能团的不断转向，彼此发生碰撞，相互摩擦进而产生热量，模腔3内的SEBS共混材料被加热软化，促进超临界流体溶入SEBS共混材料内部的速度和溶解度；
(4)降压发泡：先关闭气阀A8，所述气阀B9和所述升压泵12，再卸去压力盖13的压力，将压力盖13升起，模腔3内气压急速下降，溶解进入SEBS共混材料内部的超临界流体来不及扩散到体外，从而在SEBS共混材料迅速膨胀，促使SEBS共混材料发泡并充满整个模腔3，
(5)开模取件：打开步骤(1)中，对合模后的模具进行压紧的现有常见压紧机构，待现有常见压紧机构完全打开后，再打开模具，取出SEBS共混材料的发泡材料，得到与模腔3形状一致的SEBS共混材料的发泡材料。
本实施例中，可在模腔3的内壁上涂刷一层用于提高模腔3抗粘附性能的特氟龙。即：在上模1和下模2合模之前涂覆一层用于提高模腔3抗粘附性能的特氟龙，或者将待发泡SEBS共混材料放置于上述模腔3内之前涂覆一层用于提高模腔3抗粘附性能的特氟龙。
本实施例，主要用于聚合物材料的物理发泡。
因此，采用本发明的技术方案，本发明可广泛用于PU、TPU、EVA，PE，PP，SEBS(SEBS热塑性弹性体)以及其它弹性体材料或共混材料的发泡。即使对于不吸收射频或者极性弱的聚合物材料，也可以通过共混高极性的高分子材料或无机材料来充当射频吸收剂，从而实现射频加热。所以，本发明具有广阔的应用前景，具有重要的应用价值。
需要说明的是：实例一、二和三中，升压泵12的作用是将气体压力提升至达到超临界状态所需临界压力以上。这样可以保证注入模腔3内的压缩气体为超临界状态，便于溶入经射频加热后聚合物材料内部，有利于聚合物材料充分发泡成型。
还需特别说明的是，本发明的发泡装置，结构简单也比较小巧，便于安装和装配。另外，本发明的聚合物发泡装置及采用该装置进行聚合物发泡的方法，适用于物理发泡，由于物理发泡所使用的气体通常为二氧化碳或氮气，因此，非常的环保。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (9)

1.一种聚合物发泡装置，包括模具，其特征在于：还包括有射频电源、第一射频电极和第二射频电极，所述模具上具有模腔，所述模腔的腔壁上开设有用于安装所述第一射频电极和用于安装所述第二射频电极的凹坑，所述第一射频电极和所述第二射频电极分别嵌装于所述凹坑内，所述凹坑内设置有用于阻隔所述第一射频电极、所述第二射频电极与所述模具接触的电绝缘隔层，所述电绝缘隔层为非极性且不导电的高分子材料层或不导电的无机材料层，所述第一射频电极和所述第二射频电极经电缆分别与所述射频电源的正极和负极连接；
所述模具包括上模和下模，所述上模和所述下模合模起后形成密闭的模腔，所述凹坑分别位于所述上模和所述下模的内壁上，所述第一射频电极和所述第二射频电极位于所述上模和所述下模上成相对布置。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物发泡装置，其特征在于：还包括气阀A、气阀B、气阀C、升压泵和气瓶，所述上模或所述下模上设置有连通所述模腔的进气孔，所述气瓶、所述气阀A、所述升压泵、所述气阀B和所述模腔的进气孔依次相连，所述气阀B和所述模腔的进气孔之间设置有用于对所述模腔进行排气的气阀C；所述模腔的内壁上涂覆一层用于提高所述模腔抗粘附性能的特氟龙。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物发泡装置，其特征在于：还包括气阀A、气阀B、升压泵和气瓶，所述上模或所述下模上设置有连通所述模腔的进气孔，所述气瓶、所述气阀A、所述升压泵、所述气阀B和所述模腔的进气孔依次相连，所述上模或所述下模上设置有连通所述模腔的排气孔，所述上模或所述下模上设置有用于有打开或封闭排气孔的密封装置，所述密封装置包括有压力盖和用于将压力盖顶压于所述排气孔上起密封作用的橡胶垫，所述橡胶垫位于所述压力盖上；所述模腔的内壁上涂覆一层用于提高所述模腔抗粘附性能的特氟龙。
4.一种采用权利要求1所述的聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，其特征在于以下操作步骤：
(1)配制母料：将聚合物与发泡剂、助发泡剂、交联剂，抗氧剂、填料等进行共混均匀，得到待发泡母料；所述发泡剂为化学发泡剂或微球发泡剂；
(2)放料合模：将步骤(1)得到的待发泡母料放置于所述模具内，再进行合模，再通过现有常见压紧机构对合模后的所述模具进行压紧；
(3)加热发泡：开启所述射频电源，所述第一射频电极和所述第二射频电极之间产生高频振荡电场，并产生射频；在高频振荡电场和射频的共同作用下，所述模腔内的待发泡母料温度升高，当温度高于发泡剂分解温度时，发泡剂迅速分解，膨胀促使待发泡母料的聚合物发泡，得到与所述模腔形状相同的发泡聚合物材料。
5.根据权利要求4所述的一种采用权利要求1所述的聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，其特征在于：步骤(1)中，常见压紧机构为常规的发泡硫化仪或常规的液压机。
6.一种采用权利要求2所述的聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，其特征在于以下操作步骤：
(1)放料合模：将待发泡聚合物材料放置于所述模具的模腔内，再进行合模，再通过现有常见压紧机构对合模后的所述模具进行压紧；
(2)充填物理发泡剂：启动所述升压泵，打开所述气阀A将所述气瓶内的气体送入所述升压泵，所述升压泵将气体压缩至形成超临界流体所需临界压力以上，然后打开所述气阀B，将气体注入所述模腔中；
(2)加热处理：开启所述射频电源，在所述第一射频电极和所述第二射频电极之间产生高频振荡电场，并产生射频，在高频振荡电场和射频的共同作用下，所述模腔内聚合物被加热软化，促进超临界流体溶入聚合物材料内部的速度和溶解度；
(3)降压发泡：先关闭所述气阀A、所述气阀B和所述升压泵，再打开气阀C，所述模腔内气压急速下降，溶解进入聚合物材料内部的超临界流体迅速膨胀，促使聚合物材料发泡并充满整个所述模腔，得到与所述模腔形状一致的聚合物发泡材料。
7.根据权利要求6所述的一种采用权利要求2所述的聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，其特征在于：步骤(1)中，若聚合物材料为非极性或弱极性，可与强极性材料共混后使用；常见压紧机构为常规的发泡硫化仪或常规的液压机。
8.一种采用权利要求3所述的聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，其特征在于以下操作步骤：
(1)放料合模：将待发泡聚合物材料放置于所述模腔中，再进行合模，再通过现有常见压紧机构对合模后的所述模具进行压紧；同时给压力盖施加压力顶住出气孔，使出气孔封闭；
(2)充填物理发泡剂：打开所述气阀A将气瓶内的气体送入所述升压泵，所述升压泵将气体压缩至形成超临界流体所需压力以上，然后打开所述气阀B，将气体注入所述模腔中；
(3)加热处理：开启所述射频电源，在所述第一射频电极和所述第二射频电极之间产生高频振荡电场，并产生射频，所述模腔内聚合物材料被加热软化，促进超临界流体溶入聚合物材料内部的速度和溶解度；
(4)降压发泡：先关闭所述气阀A，所述气阀B和所述升压泵，再卸去所述压力盖的压力，再将所述压力盖升起，所述模腔内气压急速下降，溶解进入聚合物材料内部的超临界流体迅速膨胀，促使聚合物材料发泡并充满整个所述模腔，得到与所述模腔形状一致的聚合物发泡材料。
9.根据权利要求8所述的一种采用权利要求3所述的聚合物发泡装置进行聚合物发泡的方法，其特征在于：步骤(1)中，若聚合物材料为非极性材料，可与极性材料共混后使用；常见压紧机构为常规的发泡硫化仪或常规的液压机。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110194622A (zh) * 2019-05-13 2019-09-03 浙江大东吴集团建设有限公司 一种发泡混凝土生产工艺
CN111269073A (zh) * 2020-02-11 2020-06-12 安徽理工大学 一种微波加热法制备含能中空微球的方法
CN112810018A (zh) * 2019-11-18 2021-05-18 杭州高福机械制造有限公司 利用微波加热使可发性塑料颗粒发泡成型的方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1135809A (en) * 1962-04-17 1968-12-04 Robert Benny Buonaiuto Moulding method
US4134942A (en) * 1975-12-24 1979-01-16 Outboard Marine Corporation Method for producing foamed articles
GB2081171A (en) * 1980-08-05 1982-02-17 Asahi Dow Ltd Injection molded articles with improved surface characteristics, production of same and apparatus therefor
JPS58142828A (ja) * 1982-02-17 1983-08-25 Toyoda Gosei Co Ltd 内部発泡成形品の製造方法
US4853420A (en) * 1987-05-04 1989-08-01 The Dow Chemical Company Foamable thermoplastic polymers and a method for foaming
EP0367409A2 (en) * 1988-10-06 1990-05-09 Roseangle Forty One Limited Method of producing a foamed polymer
JPH06315995A (ja) * 1993-03-08 1994-11-15 Teijin Ltd 複合成形品の製造方法
US20030134918A1 (en) * 2002-12-03 2003-07-17 Ko Young C. Absorbent articles comprising supercritical fluid treated HIPE, I-HIPE foams and other foams
JP2007083717A (ja) * 2005-08-25 2007-04-05 Japan Steel Works Ltd:The 多層発泡成形体およびその製造方法
US20110206926A1 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 Michel Marc Composite Foam Product
JP6077726B1 (ja) * 2015-10-30 2017-02-08 バンドー化学株式会社 発泡成形品の製造方法
WO2018037051A1 (de) * 2016-08-25 2018-03-01 Basf Se Mikrowellenaufschäumen

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1135809A (en) * 1962-04-17 1968-12-04 Robert Benny Buonaiuto Moulding method
US4134942A (en) * 1975-12-24 1979-01-16 Outboard Marine Corporation Method for producing foamed articles
GB2081171A (en) * 1980-08-05 1982-02-17 Asahi Dow Ltd Injection molded articles with improved surface characteristics, production of same and apparatus therefor
JPS58142828A (ja) * 1982-02-17 1983-08-25 Toyoda Gosei Co Ltd 内部発泡成形品の製造方法
US4853420A (en) * 1987-05-04 1989-08-01 The Dow Chemical Company Foamable thermoplastic polymers and a method for foaming
EP0367409A2 (en) * 1988-10-06 1990-05-09 Roseangle Forty One Limited Method of producing a foamed polymer
JPH06315995A (ja) * 1993-03-08 1994-11-15 Teijin Ltd 複合成形品の製造方法
US20030134918A1 (en) * 2002-12-03 2003-07-17 Ko Young C. Absorbent articles comprising supercritical fluid treated HIPE, I-HIPE foams and other foams
JP2007083717A (ja) * 2005-08-25 2007-04-05 Japan Steel Works Ltd:The 多層発泡成形体およびその製造方法
US20110206926A1 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 Michel Marc Composite Foam Product
JP6077726B1 (ja) * 2015-10-30 2017-02-08 バンドー化学株式会社 発泡成形品の製造方法
WO2018037051A1 (de) * 2016-08-25 2018-03-01 Basf Se Mikrowellenaufschäumen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
贾树队等, 天津科学技术出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110194622A (zh) * 2019-05-13 2019-09-03 浙江大东吴集团建设有限公司 一种发泡混凝土生产工艺
CN112810018A (zh) * 2019-11-18 2021-05-18 杭州高福机械制造有限公司 利用微波加热使可发性塑料颗粒发泡成型的方法
CN111269073A (zh) * 2020-02-11 2020-06-12 安徽理工大学 一种微波加热法制备含能中空微球的方法

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