CN116690927A - 一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法 - Google Patents

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董卫龙
黄志成
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Abstract

本发明涉及一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,属于超临界发泡技术领域。本发明制得的发泡线材粗细均一、笔直、密度小。明显改变了传统发泡线材粗细不均一、不笔直、密度大的特点。本发明首先采用高压釜浸渍、使氮气浸渍在线材中,并在线材中形成致密的泡核结构,经过聚四氟乙烯管加热后,形成与管内径相同的形状,由于此“限位发泡”的作用,形成粗细均一的线材,在经过恒定张力机的牵引收卷,形成笔直的线材。由于采用高压氮气浸渍后,再升温发泡的方式,可以制作密度低至0.1g/cm3的发泡线材。粗细均一、笔直、密度低的线材,在加工时相当于标准件,可以用纺织机器将其编制成需要的制品。低密度赋予材料很好的缓冲隔热性能。

Description

一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法
技术领域
本发明涉及一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,属于超临界发泡技术领域。
背景技术
目前,发泡线材主要是将超临界气体二氧化碳或者氮气通入反应釜中,浸入到聚合物线材中,经过加热后,泄压得到发泡线材,或者将超临界气体加入双螺杆与熔融的聚合物混合均匀后,经过单螺杆降温,挤出发泡得到发泡线材。
上述两种发泡可以得到发泡线材,但都有着各自的缺陷:
1、发泡线材在釜式发泡时,由于受热不均,常常会粗细不均一、弯曲严重。
2、发泡线材在挤出发泡时,由于熔体强度较低,很难制作密度低于0.15g/cm3的线材。
3、发泡线材由于粗细不均或者密度过大,较难实现纺织方面的应用,也难制作防护效果很好的护具或者衣物。
有鉴于上述的缺陷,本设计人,积极加以研究创新,以期创设一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法。
本发明的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,具体制备步骤为:
(1)先用挤出机挤出未发泡的线材基料,用恒定张力收卷机收卷得到未发泡的线材;
(2)在高压釜中对未发泡的线材进行含浸,泄压得到含有气体并且体积增大5%的预制线材;
(3)将预制线材穿入内径为1~9mm的聚四氟乙烯管中,在聚四氟乙烯管外围加设加热管套加热,加热温度为线材基料的熔点±20℃内,用恒定张力收卷机对发泡的线材进行收卷,得到粗细均一的发泡线材。
进一步的,步骤(1)中所述线材基料包括TPU、TPEE、TPA、PP、PE、PS热塑性材料中的一种或其合金。
进一步的,步骤(1)中所述线材基材的硬度为:45~95A。
进一步的,步骤(1)中用恒定张力收卷机收卷得到的未发泡的线材的粗细为0.5~5mm。
进一步的,步骤(2)中含浸的浸渍压力为10~60MPa,浸渍温度为100~250℃,浸渍时间为0.5~10h。
进一步的,步骤(2)中含浸的浸渍气体为二氧化碳或者氮气或两者的混合气。
进一步的,步骤(3)中聚四氟乙烯管的管内径为圆形、方形、多边形中的一种。
进一步的,步骤(3)中聚四氟乙烯管长度为600mm,所述加热管套分为6段,每段长度100mm,实现分段控温。
进一步的,步骤(3)中加热管套加热温度为0~250℃。
进一步的,步骤(3)中加热管套加热温度为100~200℃。
借由上述方案,本发明至少具有以下优点:
本发明制得的发泡线材粗细均一、笔直、密度小。明显改变了传统发泡线材粗细不均一、不笔直、密度大的特点。本发明首先采用高压釜浸渍、使氮气浸渍在线材中,并在线材中形成致密的泡核结构,由于气体浸渍含量与压强成正,高压浸渍后气体含量多,相应的,其发泡后可以达到很小的密度。相关线材经过聚四氟乙烯管加热后,形成与管内径相同的形状,由于此“限位发泡”的作用,形成粗细均一的线材,在经过恒定张力机的牵引收卷,形成笔直的线材。由于采用高压氮气浸渍后,再升温发泡的方式,可以制作密度低至0.1g/cm3的发泡线材。
粗细均一、笔直、密度低的线材,在加工时相当于标准件,可以用纺织机器将其编制成需要的制品。低密度赋予材料很好的缓冲隔热性能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如下。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
(1)先用挤出机挤出未发泡的线材基料,用恒定张力收卷机收卷得到粗细为0.5~5mm的未发泡的线材;
所述线材基材包括但不限于TPU、TPEE、TPA、PP、PE、PS热塑性材料;
所述线材基材的硬度为:45~95A。
(2)在高压釜中对未发泡的线材进行含浸,浸渍压力10~60MPa,浸渍温度为100~250℃,浸渍时间0.5~10h,泄压得到含有气体并且体积增大5%的预制线材;
含浸的浸渍气体为二氧化碳或者氮气或两者的混合气。
(3)将预制线材穿入内径为1~9mm的聚四氟乙烯管中,在聚四氟乙烯管外围加设加热管套加热,加热温度为线材基料的熔点±20℃内。用恒定张力收卷机对发泡的线材进行收卷,得到粗细均一的发泡线材。
实施例1
将硬度为90A的热塑性聚氨酯珠粒用挤出机挤出,用恒定张力收卷机收卷得到直径为2.8mm的线材。
将线材放在高压釜内,温度152℃、压力55MPa、气体种类为氮气。浸渍4小时,泄压得到含有气体的线材。
将线材穿入内径为5mm的聚四氟乙烯管中,加热温度为160℃,用恒定张力收卷机进行收卷,得到粗细为5mm,密度为0.14g/cm3的发泡线材。
实施例2
将硬度为95A的热塑性聚氨酯珠粒用挤出机挤出,用恒定张力收卷机收卷得到直径为1.8mm的线材。
将线材放在高压釜内,温度160℃、压力55MPa、气体种类为氮气。浸渍4小时,泄压得到含有气体的线材。
将线材穿入内径为5mm的聚四氟乙烯管中,加热温度为172℃,用恒定张力收卷机进行收卷,得到粗细为5mm,密度为0.08g/cm3的发泡线材。
实施例3
将硬度为45A的热塑性尼龙珠粒用挤出机挤出,用恒定张力收卷机收卷得到直径为2.4mm的线材。
将线材放在高压釜内,温度142℃、压力55MPa、气体种类为氮气。浸渍4小时,泄压得到含有气体的线材。
将线材穿入内径为6mm的聚四氟乙烯管中,加热温度为151℃,用恒定张力收卷机进行收卷,得到粗细为6mm,密度为0.10g/cm3的发泡线材。
对照例
对照例1
将硬度为45A的热塑性尼龙珠粒用挤出机挤出,用恒定张力收卷机收卷得到直径为2.4mm的线材。
将线材放在高压釜内,温度142℃、压力55MPa、气体种类为氮气。浸渍4小时,泄压得到含有气体的线材。
将含有气体的线材放到高压釜中,打入7mpa氮气。加热10分钟,加热温度151℃,卸掉压力得到发泡线材,由于发泡线材在高压釜中存在受热不均匀的现象,发泡后的线材粗细不均匀,直径在3~6mm之间波动。最终得到的线材密度为0.12g/cm3
对照例2
将硬度为45A的热塑性尼龙珠粒用挤出发泡机发泡,挤出机温度为145℃再用恒定张力机收卷,得到粗细为6mm的线材,密度为0.22g/cm3
将本发明的实施例1-3和对照例1、2进行性能对比,可以看出,本发明实施例1-3中制备得到的闭孔发泡线材都是粗细均匀,密度低至0.1g/cm3的产品,产品质量优异,而对照例1和对照例2是本领域常规的发泡工艺制备的闭孔发泡线材,由于没有采用先高压氮气浸渍后,再升温发泡的方式,也没采用限位发泡的工艺,导致最终产品粗细不均,密度过大,由此可以证实本发明首先采用高压釜浸渍、使氮气浸渍在线材中,并在线材中形成致密的泡核结构,经过聚四氟乙烯管加热后,形成与管内径相同的形状,由于此“限位发泡”的作用,形成粗细均一的线材,在经过恒定张力机的牵引收卷,形成笔直的线材。由于采用高压氮气浸渍后,再升温发泡的方式,可以制作密度低至0.1g/cm3的发泡线材。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)先用挤出机挤出未发泡的线材基料,用恒定张力收卷机收卷得到未发泡的线材;
(2)在高压釜中对未发泡的线材进行含浸,泄压得到含有气体并且体积增大约5%的预制线材;
(3)将预制线材穿入内径为1~9mm的聚四氟乙烯管中,在聚四氟乙烯管外围加设加热管套加热,加热温度为线材基料的熔点±20℃内,用恒定张力收卷机对发泡的线材进行收卷,得到粗细均一的发泡线材。
2.根据权利要求1所述的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述线材基料包括TPU、TPEE、TPA、PP、PE、PS热塑性材料中的一种或其合金。
3.根据权利要求1所述的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述线材基材的硬度为:45~95A。
4.根据权利要求1所述的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于:步骤(1)中用恒定张力收卷机收卷得到的未发泡的线材的粗细为0.5~5mm。
5.根据权利要求1所述的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于:步骤(2)中含浸的浸渍压力为10~60MPa,浸渍温度为100~250℃,浸渍时间为0.5~10h。
6.根据权利要求1所述的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于:步骤(2)中含浸的浸渍气体为二氧化碳或者氮气或两者的混合气。
7.根据权利要求1所述的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于:步骤(3)中聚四氟乙烯管的管内径为圆形、方形、多边形中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于:步骤(3)中聚四氟乙烯管长度为600mm,所述加热管套分为6段,每段长度100mm,实现分段控温。
9.根据权利要求1所述的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于:步骤(3)中加热管套加热温度为100~250℃。
10.根据权利要求1所述的一种均匀的闭孔发泡线材的制备方法,其特征在于:步骤(3)中加热管套加热温度为100~200℃。
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