CN112140443A - 一种塑料发泡体成型工艺 - Google Patents
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Abstract
一种塑料发泡体成型工艺，其包括如下步骤：1)进料，将原料放入成型模具型腔；2)湿度控制，对成型模具型腔湿度控制，湿度≤25％；3)加热，对成型模具加热，将成型模具加热到60℃～140℃；4)成型，将成型模具固定在一个可360℃旋转的工装上，启动电磁波发生器，工装同时启动，采用微波对成型模具内原料快速加热成型，同时，工装旋转使被加工产品各个部位可以被均匀的受波加热；微波时间为10sec～120sec，微波功率为2000w～30000w，材料成型温度为60℃～300℃；5)开模；6)脱模。本发明塑料发泡体成型工艺，通用于各种发泡粒子的制备，环保，高效，低耗节能。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料发泡体成型工艺。
背景技术
塑料橡胶发泡粒子原料制品，广泛运用在飞机座垫及内饰，汽车坐垫及内饰，船舶内饰及船体碰撞缓冲体，运动制品，包装制品，玩具，保护型家具等。
塑料橡胶发泡粒子原料包括发泡聚苯乙烯EPS，发泡聚丙烯EPP，发泡聚乙烯EPE，发泡聚乙烯聚苯乙烯聚合体EPO，发泡尼龙E-PA，发泡聚氨酯E-TPU，发泡热塑性聚酯弹性体TPEE，发泡聚对苯二甲酸乙二醇酯E-PET等发泡材料。
蒸汽模压成型是上述发泡材料的主流加工方式，此种加工方式存在如下问题：
1、使用高压蒸汽，配套设施繁杂，蒸汽质量要求高：稳定的压力，温度，焓值；成型时间长。
2、低密度原料必须预压，来保证稳定尺寸和外观性；必须使用冷却水进行降温冷却。成型后必须长时间进行烘房养生恢复形状和尺寸。(由于成型工序原材料的内压和大气压有明显的压力差，脱模后产品会在压力差的作用下产生严重变形)。因此，现有蒸汽模压成型工艺配套设备繁琐，工艺管理复杂，效率低，不环保。
还有一种加工方式采用微波成型工艺，但其只能针对一种特定的热塑性聚氨基甲酸酯的材料进行加工，且设备及工艺不能对应大批量的量产。特别是，现有微波成型工艺在制备过程会出现不同部位的粘接不均匀，局部过热溶化，局部裂化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑料发泡体成型工艺，通用于各种发泡粒子的制备，环保，高效，低耗节能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种塑料发泡体成型工艺，其包括如下步骤：
1)进料
将原料放入成型模具型腔；
2)湿度控制
对成型模具型腔湿度控制，湿度≤25％；
3)加热
对成型模具加热，将成型模具加热到60℃～140℃；
4)成型
将成型模具固定在一个可360℃旋转的工装上，启动电磁波发生器，工装同时启动，采用微波对成型模具内原料快速加热成型，同时，工装旋转使被加工产品各个部位可以被均匀的受波加热；微波时间为10sec～120sec，微波功率为2000w～30000w，成型温度为60℃～300℃；所述工装转速30～200转/分；
5)开模
6)脱模。
优选的，步骤1)原料充填成型模具，通过脉冲式填料器将原料粒子充填到的成型模具中，优选采用脉冲进料+重力计量装置，使进料可以做到每一模的进料重量偏差不超过±3g。
优选的，步骤2)采用加湿器控制模具型腔内的湿度。
优选的，步骤3)加热采用红外加热器或空气加热器。
优选的，步骤2)模具内环境加湿，采用将极性分子溶液雾化导入及极性分子气体的导入，通过加湿循环系统将超声波加湿器产生加湿气体及极性分子溶液均匀的导入成型模具型腔。
优选的，所述极性分子气体包括HF、HCl、HBr、HI、H2S、NH3、CO、NO、NO2或SO2。
优选的，所述成型模具加工型面镀有导热涂层。所述导热涂层包括石墨烯涂层、银离子涂层。
在本发明方法中：
本发明原料充填，通过脉冲式填料器将粒子原料定量充填到的成型模具中。这种充填系统通过原料罐里的激光及重力感应器配合压力和时间精确定量将原材料填充到成型模具中。
成型模具内环境加湿，极性分子溶液雾化导入及极性分子气体(HF、HCl、HBr、HI、H2S、NH3、CO、NO、NO2、SO2)的导入。根据相似相溶原理，极性分子易溶于极性溶剂中，进行溶入得到更加理想的极性分子溶液。通过加湿循环系统将超声波加湿器产生加湿气体及极性分子溶液均匀的导入模具内腔。根据不同的原料及产品模具内腔湿度及溶液雾化分散度控制在≤25％，形成微波加热效率最高的环境空间。
模具内腔溶液雾化分散度控制在≤25％，可以进一步提高模具内腔加温效率、温度、湿度均匀度。
本发明成型模具采用整体空气加热器及红外加热。
由于非极性材料制作的模具不会被微波加热，在生产过程中模具中的材料被微波加热，和模具接触的材料被微波激活产生的热能大量被模具通过热传导吸收。使之，同没有和模具接触的原料形成了较大的温度差，产生了加热不均匀整体发泡熔接不均匀，甚至过熔接(烧糊)的不良，表面也有明显的熔接差异造成外观不良形成缝隙及小孔洞。将模具通过空气加热器和红外加热器将模具加热到60℃～140℃，使在使用微波加热成型生产时模具各个部位的材料热能均匀，整体熔接均匀外观均匀。
本发明采用电磁波加热成型，将成型模具固定在360℃旋转工装上，电磁波发生器启动时工装同时启动，根据不同的原材料粒子和不同形状的产品，电磁波的功率和工装旋转速率将进行调节匹配。这样被加工产品各个部位可以被均匀的受波加热，使产品的加工过程更加高效，均匀，稳定。
冷却，模具加工型面镀有导热涂层，加工成型时产品外观面更加迅速加热得到外观更加完美的产品同时在冷却工艺时提高产品冷却效率，缩短加工时间。
极性分子材料和非极性分子材料组合产品，模具中的粒子间的间隙通过加湿系统均匀的导入可控的湿度，电磁波就相当于这样一种旋转的电场。用在微波炉上的电磁波每秒钟要转二十几亿圈，水分子们以这样的速度跟着转，自然也就“浑身发热”，温度在短时间内就急剧升高了。同时原料中的极性分子也被电磁波激活产生热。这种环境，物料共同激活加热的工艺及设备进一步提高了电磁波加热的效率和产品加热的均匀度，使产品各个部位能得到稳定均匀热能后粘接成型。
本发明采用环境、物料共同激活加热的工艺
成型模具中原料粒子间的间隙通过加湿系统均匀的导入可控的湿度，电磁波就相当于这样一种旋转的电场。用在微波炉上的电磁波每秒钟要转二十几亿圈，水分子们以这样的速度跟着转，自然也就“浑身发热”，温度在短时间内就急剧升高了。同时原料中的极性分子也被电磁波激活产生热。这种环境，物料共同激活加热的工艺及设备进一步提高了电磁波加热的效率和产品加热的均匀度，使产品各个部位能得到稳定均匀热能后粘接成型。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
现有技术采用蒸汽成型，成型时间长，一般蒸汽时间为5-6分钟，而且存在粒子与粒子未完全熔接、存在间隙等缺陷，如图2所示。
本发明采用微波进行加热成型，在较短的时间内高频度对原材料进行分子振荡产生热能成型，解决了现有技术采用蒸气成型时间长，配套设备复杂，投资大，系统控制管理复杂成本高昂，加工时间长，不能实现全自动化等问题。而且，微波加热成型使粒子与粒子完全熔接，不存在间隙(如图1所示)，防水性更加好。
发泡塑料里使用了微波成型，使塑料发泡材料加热均匀产品质量稳定。
附图说明
图1为本发明实施例产品的照片。
图2为对比例产品的照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明所述一种塑料发泡体成型工艺，其包括如下步骤：
1)进料
将原料放入成型模具型腔；
2)湿度控制
对成型模具型腔湿度控制，湿度≤25％；
3)加热
对成型模具加热，将成型模具加热到60℃～140℃；
4)成型
将成型模具固定在一个可360℃旋转的工装上，启动电磁波发生器，工装同时启动，采用微波对成型模具内原料快速加热成型，同时，工装旋转使被加工产品各个部位可以被均匀的受波加热；微波时间10sec～120sec，微波功率2000w～30000w，材料成型温度60℃～300℃；所述工装转速30～200转/分；
5)开模
6)脱模。
优选的，步骤1)原料充填成型模具，通过脉冲式填料器将原料粒子充填到的成型模具中。
优选的，步骤2)采用加湿器控制模具型腔内的湿度。
优选的，步骤3)加热采用红外加热器或空气加热器。
优选的，步骤2)模具内环境加湿，采用将极性分子溶液雾化导入及极性分子气体的导入，通过加湿循环系统将超声波加湿器产生加湿气体及极性分子溶液均匀的导入成型模具型腔。
优选的，所述极性分子气体包括HF、HCl、HBr、HI、H2S、NH3、CO、NO、NO2或SO2。
优选的，所述成型模具加工型面镀有导热涂层。所述导热涂层包括石墨烯涂层、银离子涂层。
本发明实施例的工艺参数参见表1，表2为本发明与对比例(水蒸气成型)的性能比较。
表1
表2
从表2可以看出，本发明相较对比例蒸汽成型工艺，产品的摆锤回弹、断裂伸长率明显提高、制品密度降低、舒适度提高、硬度降低、压缩变形小。
Claims (10)
1.一种塑料发泡体成型工艺，其特征是，包括如下步骤：
1)进料
将原料放入成型模具型腔；
2)湿度控制
对成型模具型腔湿度控制，湿度≤25％；
3)加热
对成型模具加热，将成型模具加热到60℃～140℃；
4)成型
将成型模具固定在一个可360℃旋转的工装上，启动电磁波发生器，工装同时启动，采用微波对成型模具内原料快速加热成型，同时，工装旋转使被加工产品各个部位可以被均匀的受波加热；微波时间为10sec～180sec，微波功率为2000w～30000w，材料成型温度为60℃～300℃；工装转速30～200转/分；
5)开模
6)脱模。
2.如权利要求1所述的塑料发泡体成型工艺，其特征是，步骤1)原料充填成型模具，通过脉冲式填料器将原料粒子充填到的成型模具中。
3.如权利要求1所述的塑料发泡体成型工艺，其特征是，步骤2)采用加湿器控制模具型腔内的湿度。
4.如权利要求1或3所述的塑料发泡体成型工艺，其特征是，步骤2)模具内环境加湿，采用将极性分子溶液雾化导入或极性分子气体的均匀导入成型模具型腔。
5.如权利要求4所述的塑料发泡体成型工艺，其特征是，成型模具型腔中溶液雾化分散度控制在≤25％。
6.如权利要求1所述的塑料发泡体成型工艺，其特征是，步骤3)加热采用红外加热器或空气加热器。
7.如权利要求5所述的塑料发泡体成型工艺，其特征是，所述极性分子气体包括HF、HCl、HBr、HI、H2S、NH3、CO、NO、NO2或SO2。
8.如权利要求1所述的塑料发泡体成型工艺，其特征是，所述成型模具加工型面镀有导热涂层。
9.如权利要求7所述的塑料发泡体成型工艺，其特征是，所述导热涂层包括石墨烯涂层、银离子涂层。
10.如权利要求1所述的塑料发泡体成型工艺，其特征是，所述加湿器为超声波加湿器。
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