一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其特点是该设备包括水蒸气发生罐，真空泵，顶针，模框，模腔，模腔的每一侧都设有气室，每个气室内都设有冷却水管道，所述冷却水管道上设有若干个喷头，气室和模腔之间设有凹模腔板和凸模腔板，所述腔板上设有若干个气塞，所述模框上部设有水蒸气进口管道和空气进口管道，下部设有冷凝水出口管道和真空抽气管道，所述管道都设有阀门；水蒸气能够均匀地分布在模腔各个区域，模腔内的粒子可以充分的与水蒸气进行接触，从而均匀的被加热软化，模具冷却时间短，生产效率高，生产的发泡制品表面平整，发泡粒子之间粘结牢固，保证了产品的质量。
【专利说明】一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及发泡材料加工成型设备，具体涉及一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备。
[0003]【背景技术】:
[0004]发泡型热塑性聚氨酯材料具有低密度，高弹性，优异的回弹性，良好的耐磨性，高拉伸强度，良好的化学稳定性，较宽的温度范围下使用，环境友好等优点。基于上述优点，发泡型热塑性聚氨酯材料在许多工业领域(汽车工业、包装材料)以及日常生活领域(鞋材、枕头、床垫)具有非常广泛的应用前景。目前在加工成型时，采用本【技术领域】熟知的平板硫化机加工设备，将发泡热塑性聚氨酯粒子填充到模腔内，然后闭合模具，将模具升温，从而软化发泡热塑性聚氨酯粒子的表面，并且在一定压力作用下使软化的珠粒彼此粘结在一起，最终得到具有一定形状尺寸的制品。然而，由于热塑性聚氨酯基体材料熔融范围窄且热传导能力差，采用平板硫化机时，模腔内粒子之间热量分布不均匀，易导致粒子局部温度过高而融化，制品弹性损失严重。
[0005]实用新型内容:
[0006]本实用新型的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，主要解决现有的设备由于粒子之间热量分布不均匀、易导致粒子局部温度过高而融化，制品弹性损失严重等问题。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，包括模框，模框内设模腔，其特殊之处在于，所述的模腔的每一侧都设有气室，气室内设有冷却水管道；所述冷却水管道上设有N个喷头，气室与模腔之间设有腔板，腔板由凹模腔板与凸模腔板组成；所述腔板上设有N个气塞，在凹模腔板上设顶针；所述模框上部设有水蒸汽进口管道、冷却水进口管道和空气进口管道，水蒸汽进口管道与水蒸汽发生罐相通连接；所述模框下部设有冷凝水出口管道和真空抽气管道，真空抽气管道与真空泵相通连接；所述管道都设有阀门；所述N为正整数。
[0008]进一步的，所述的水蒸汽发生罐承压为0.12-0.2MPa，优选0.12-0.15MPa ;承压能力低于0.12MPa时，提供的水蒸汽温度无法软化发泡热塑性聚氨酯粒子，承压能力高于
0.15Mpa时，会增加相应的设备成本。
[0009]进一步的，所述的气塞为条形气塞和针孔气塞。
[0010]进一步的，所述的条形气塞分布于凸模腔板；所述的针孔气塞分布于凹模腔板；由于在采用交叉水蒸汽进行预热时，水蒸汽首先从粒子较多的凹模型腔进行加热，随着时间延长，粒子表面开始软化粘结，水蒸汽遇到的阻力随之增加，条形气塞设置在凸模腔板有利于水蒸汽穿透粒子，在模腔均匀扩散与分布。
[0011]进一步的，所述的条形气塞直缝为0.5-0.8mm,间距为1-1.2mm，在凸模腔板的分布密度为2-4个/cm2。
[0012]进一步的，所述的针孔气塞直径为0.5-1.0mm,间距为10.0-15.0mm，在凹模腔板的分布密度为4-6个/cm2。[0013]进一步的，所述的气室体积为模腔体积的2-3倍。
[0014]进一步的，所述的喷头间距为100.0-150.0mm。
[0015]进一步的，所述的水蒸汽进口管道直径为模腔长度的0.05-0.5倍；水蒸汽进气口管道直径低于0.05倍时，模腔内达到所需成型压力时需要较长的时间，从而影响生产效率；管道直径高于0.5倍时，成型过程中容易产生压力波动，影响制品表面粒子粘结程度。
[0016]本实用新型所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其冷却方式为真空水冷方式；在真空条件下，模具内残留的水，制品表面以及内部的水分都可以蒸发成水汽并带走热量，减少冷却周期并降低产品的含水率。
[0017]本实用新型所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备与已有技术相比具有如下积极效果，1、采用水蒸汽作为能量的来源以及传热介质，水蒸汽均匀地扩散分布在模腔各个区域，模腔内的粒子可以充分的与水蒸汽进行接触，水蒸汽可以均匀地包裹在每个珠粒的表面，从而均匀的被加热软化，模具冷却时间短，生产效率高；2、生产的发泡制品表面平整，发泡珠粒之间粘结牢固，保证了产品的质量。
[0018]【专利附图】
【附图说明】:
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。
[0020]图面说明:
[0021]1、水蒸汽发生罐，2、模框，3、模腔，4、气室，5、冷却水管道，6、喷头，7、腔板，8、气塞，9、水蒸气进口管道，10、冷却水进口管道，11、空气进口管道，12、冷凝水出口管道，13、真空抽气管道，14、顶针，15、真空泵。
[0022]【具体实施方式】:
[0023]下面结合附图与具体实施例对本实用新型内容做进一步的详细说明；所举实施例仅用于解释本实用新型，并非用于限制本实用新型的范围。
[0024]实施例1，参见图1，加工制成模框2，模框2内有模腔3，模腔3的每一侧都有气室4，气室4体积为模腔3体积的2-3倍，气室4内安装有冷却水管道5，冷却水管道上安装若干个喷头6，喷头6间距为100.0-150.0mm,在气室4与模腔3之间安装腔板7，腔板7由凹模腔板与凸模腔板组成；腔板7上有若干个气塞8,气塞8为条形气塞和针孔气塞,条形气塞分布于凸模腔板，针孔气塞分布于凹模腔板，条形气塞直缝为0.5-0.8mm,间距为1.0-1.2mm,在凸模腔板的分布密度为2-4个/cm2，针孔气塞直径为0.5-1.0mm,间距为10.0-15.0mm，在凹模腔板的分布密度为4-6个/cm2 ;在凹模腔板上安装顶针14 ;在模框2上部安装水蒸汽进口管道9、冷却水进口管道10和空气进口管道11，水蒸汽进口管道9直径为模腔3长度的0.05-0.5倍，将水蒸汽进口管道9与水蒸汽发生罐I相通连接，水蒸汽发生罐I承压为
0.12-0.20Mpa ;在模框2下部安装冷凝水出口管道12和真空抽气管道13，真空抽气管道13与真空泵15相通连接；所述管道都设有阀门。
[0025]本实用新型的一种用于发泡热塑性聚氨酯珠粒成型设备的操作方法:
[0026](I)将需要加工的发泡热塑性聚氨酯粒子填充到闭合的模腔中，打开水蒸汽进口管道和冷凝水出口管道的阀门，将冷却水进口管道、空气进口管道和真空抽气管道的阀门关闭，采用水蒸汽对模具进行预热，预热15秒；
[0027](2)然后关闭凹模腔板一侧冷凝水出口管道的阀门，同时关闭凸模腔板一侧水蒸汽进口管道阀门，使水蒸汽穿透模腔内部的粒子到达另一侧，持续时间15秒，随后使水蒸汽从相对一侧穿透模腔内部的珠粒，持续时间10秒；
[0028]( 3)关闭冷凝水出口管道的阀门，打开水蒸汽进口管道的阀门，使模具内压力逐渐达到峰值，保压60秒；
[0029](4)关闭水蒸汽进口管道的阀门，打开冷凝水出口管道的阀门，将模具内水蒸汽排放，然后打开冷却水进口管道和真空抽气管道的阀门，冷却水通过喷头喷洒到模具表面降温，同时开启真空泵，使模具内产生真空，降温时间为40秒；
[0030](5)当开模行程达到制品厚度的0.2倍时，开启凸模腔一侧的空气进口管道的阀门，将制品推到脱模一侧，最后开启凹模腔一侧的空气进口管道，结合顶针进行脱模，得到发泡热塑性聚氨酯模塑制品。
[0031]使用例1，将购自烟台美瑞化学材料有限公司的发泡热塑性聚氨酯粒子填充到闭合的模腔中；其中，所使用的水蒸气模塑成型设备的水蒸气发生罐的承压为0.12MPa，凸模腔上条形气塞直缝为0.5mm,间距为1mm，在凸模腔板的分布密度为2个/cm2，凹模腔上针孔气塞直径为0.5mm,间距为10mm，在凹模腔板上的分布密度为4个/cm2，气室体积为模腔体积的2倍，冷却水管道上喷头的间距为100mm，蒸气进口管道直径为模腔长度的0.05倍，模具冷却方式为真空水冷；按照上述操作方法得到发泡热塑性聚氨酯模塑制品。
[0032]使用例2，将购自烟台美瑞化学材料有限公司的发泡热塑性聚氨酯珠粒填充到闭合的模腔中；其中，所使用的水蒸汽模塑成型设备的水蒸气发生罐的承压为0.15MPa，凸模腔上条形气塞直缝为0.7mm,间距为1.1mm，在凸模腔板的分布密度为3个/cm2，凹模腔上针孔气塞直径为0.8mm,间距为12.0mm,在凹模腔板上的分布密度为5个/cm2,气室体积为模腔体积的2.5倍，冷却水管道上喷头的间距为140.0mm，水蒸汽进口管道直径为模腔长度的
0.1倍，模具冷却方式为真空水冷；按照上述操作方法得到发泡热塑性聚氨酯模塑制品。
[0033]使用例3，将购自烟台美瑞化学材料有限公司的发泡热塑性聚氨酯珠粒填充到闭合的模腔中；其中，所使用的水蒸气模塑成型设备的水蒸汽发生罐的承压为0.2MPa，凸模腔上条形气塞直缝为0.8mm,间距为1.2mm，在凸模腔板的分布密度为4个/cm2，凹模腔上针孔气塞直径为1.0mm,间距为15mm,在凹模腔板上的分布密度为6个/cm2,气室体积为模腔体积的3倍，冷却水管道上喷头的间距为150.0mm，水蒸汽进口管道直径为模腔长度的0.5倍，模具冷却方式为真空水冷；按照上述操作方法得到发泡热塑性聚氨酯模塑制品。
[0034]使用对比例1，除了将水蒸汽模塑成型设备中的凸模腔板条形气塞改为针孔气塞夕卜，其中针孔气塞的直径为0.3mm,间距为20.0mm,在凸模腔板上的分布密度为3个/cm2外，按照与使用例I相同的操作加工方式得到发泡热塑性聚氨酯模塑制品。
[0035]在上述使用例1-3中，所得到的发泡热塑性聚氨酯模塑制品表面平整，发泡粒子之间粘结牢固。在使用对比例中，发泡热塑性聚氨酯模塑制品表面平整，但发泡粒子之间有缝隙，粘结效果不理想。
[0036]本实用新型的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，使用饱和干燥水蒸汽替代其他能量来源与热传导介质，解决了发泡热塑性聚氨酯珠粒粘结时受热不均匀的问题，并且能够使水蒸汽与发泡珠粒表面均匀的接触，所制备的模塑制品表面平整，发泡珠粒之间粘结牢固，适合工业化生产。
【权利要求】
1.一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，包括模框(2)，模框(2)内设模腔(3)，其特征在于，所述的模腔(3)的每一侧都设有气室(4)，气室(4)内设有冷却水管道(5);所述冷却水管道(5)上设有N个喷头(6)，气室(4)和模腔(3)之间设有腔板(7)，腔板(7)由凹模腔板与凸模腔板组成；所述腔板(7)上设有N个气塞(8)，在凹模腔板上设顶针(14);所述模框(2)上部设有水蒸汽进口管道(9)、冷却水进口管道(10)和空气进口管道(11)，水蒸汽进口管道(9)与水蒸汽发生罐(I)相通连接；所述模框(2)下部设有冷凝水出口管道(12)和真空抽气管道(13)，真空抽气管道(13)与真空泵(15)相通连接；所述管道都设有阀门；所述N为正整数。
2.根据权利要求1所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其特征在于，所述的水蒸汽发生罐(I)承压为0.12-0.20Mpa。
3.根据权利要求1所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其特征在于，所述的气塞(8)为条形气塞和针孔气塞。
4.根据权利要求3所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其特征在于，所述的条形气塞分布于凸模腔板；所述的针孔气塞分布于凹模腔板。
5.根据权利要求3或4所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其特征在于，所述的条形气塞直缝为0.5-0.8mm,间距为1.0-1.2_，在凸模腔板的分布密度为2_4个/ cm2。
6.根据权利要求3或4所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其特征在于，所述的针孔气塞直径为0.5-1.0mm,间距为10.0-15.0mm,在凹模腔板的分布密度为4_6个 /cm2。
7.根据权利要求1所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其特征在于，所述的气室(4)体积是模腔(3)体积的2-3倍。
8.根据权利要求1所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其特征在于，所述的喷头(6)间距为100.0-150.0mm。
9.根据权利要求1所述的一种用于发泡热塑性聚氨酯粒子成型的设备，其特征在于，所述的水蒸汽进口管道(9)直径为模腔(3)长度的0.05-0.5倍。
【文档编号】B29C33/04GK203650793SQ201420016965
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】王仁鸿, 王光阜, 张生, 孙其军, 赵玮 申请人:烟台开发区新龙华包装材料有限公司