本发明涉及一种聚合物可控结皮微孔发泡注模工艺及注模装置结构，特别涉及一种动态的控制聚合物动态微孔发泡的控制工艺及注模装置，可用于生产表面坚固、光泽度较好、内部气泡致密度高的聚合物产品。
背景技术：
20世纪80年代初期，美国麻省理工学院的j.e.martini在其论文中首先提出了微孔塑料的概念和制备方法，并与1984年获得美国专利。1991年剑桥大学的sungw.cha等在微孔发泡注塑中引入超临界流体技术。2001年美国trexel公司成功开发连续微孔发泡成型技术--mucell技术。2003年demagergotech公司展出了其ergocell微孔塑料加工技术。随着微孔技术的不断进步，微孔塑料优异的及力学性能逐步被发掘。微孔发泡技术降低了塑料的制品重量，大大增加了制品的韧性；冲击强度可增加5~7倍，韧性提高5~8倍，刚度增加3～5倍，疲劳寿命延长3~13倍，其密度可降低5％～95％,。微孔发泡聚合物产品的应用领域非常宽广，被称为“21世纪的新型材料”。
然而，微孔发泡注射成型工艺问世30余年以来，各大学院及著名公司均在微孔发泡技术领域提出了新的理论，在实际生产中也充分发挥着各自技术优势，但仍未真正实现产品性能并实现大规模推广。这是由于该项工艺仍面临一些技术难题，其一，难以生产表面坚硬，光泽度较好和内部泡孔微小致密的产品等。特瑞塞尔公司在1999年11月4日申请的授权公开的中国专利(cn200510068953.2)“包括注塑成形的微孔低密度聚合物材料的模塑聚合物材料”中提供了一种用于制备微孔泡沫材料和微孔制品的注塑成型系统和方法。通过调试注塑成型工艺，该方法可获得较为细密的内部泡孔结构，但产品表面仍存在明显的银纹、泡坑、螺旋纹等质量缺陷。关于聚合物结皮微孔发泡技术也有不少理论，指通过在模具中进入高压气体，使产品表面光泽度提高，内部气体致密。然而通过单一的气体进出，不能较好的控制，从聚合物中溢出气体的多少及气体排出型腔压力的控制。型腔无论是静态的发泡还是动态的发泡，通过气体自动发泡，单一的温度调整，虽然可部分解决聚合物制品表面的问题，但是结皮厚度及光亮的程度均是单一不可控的。
为解决表面质量问题，采用了气体恒定技术、快速冷、热循环技术等工艺方法，既能保证产品表皮结皮得得形成，又能因为恒定的压力保证了熔体内部的气体的稳定性。这是在国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心在2011年1月10日申请的授权公开的中国专利“一种微孔聚合物材料的可控制备方法及其装置中提供了一种通过调节装置的型腔体积和温度，获得微孔聚合物材料的方法的又一跨越。在型腔体积保证不变的情况下，运用指定的温度及压力参数实现产品表面结皮的可控；增压设备持续保压，避免了因为型腔减小致使产品外形的变化。从而真正实现结皮可控的微孔发泡技术。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种聚合物可控结皮微发泡注模装置及其注模工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚合物可控结皮微发泡注模装置，包括增压设备和动模固定板，所述增压设备通过电磁控制阀和油管传导装置与增压油缸连接，所述增压油缸前端设置有主浇口套，所述主浇口套连接有加热装置和复位装置，所述复位装置设置在2组加热装置之间，所述加热装置的另一端伸入定模连接板上设置的凹槽内，并与若干个点注胶口连接，所述若干个点注胶口设置在定模连接板内，所述定模连接板的一端与定模固定板连接，另一端与型腔连接，所述型腔上分别设置有测压装置和测温装置，所述动模固定板通过顶出装置与型腔固定连接，且动模固定板和定模连接板之间在型腔的两侧设有冷却水系统。
进一步的，所述增压油缸和加热装置均设置有2组，且2组增压油缸均通过电磁控制阀和油管传导装置与增压设备连接。
进一步的，所述顶出装置设置有3组，3组顶出装置间隔等距设置在动模固定板和型腔之间。
本发明还提出了一种聚合物可控结皮微发泡注模工艺，包括以下步骤：
s1、利用微孔发泡注塑机将物理发泡剂或化学发泡剂在高压环境中均匀混入聚合物熔体；升高注模装置温度，并保持；
s2、闭合注模，接通注模周边水循通道，并通过冷水机外部设备使水温保持，将大于等于注模型腔总体积的熔体聚合物注入到注模装置型腔，使装置持续增压，使注模装置内保持持续的压力；
s3、调整注模型周边水道配合注模的水冷通道水流的进出，使其持续降低温度，通过控制注模型腔外表皮的温度，使熔体聚合物在注模型腔侧冷却；
s4、持续冷却模具，气泡会向温度稍高的中心移动，在持续保持注模装置型腔压力的情况下，熔体温度降到设定恒定温度并持续保压，使聚合物表皮形成结皮，产品定型；
s5、待模具冷却，减小注压，打开模具，顶出产品。
进一步的，在s1和s2中，模具合模后，升高注模装置温度，向注模型腔内注入已经混有物理发泡剂或化学发泡剂的熔体聚合物，聚合物在进入注模装置的瞬间发泡；通过注模装置的动模模板组件的加热系统加热注模进料及增压部分，使其温度达到60-200℃、压力达到5-10mpa并保持。
进一步的，在s2和s3中，注模闭合过程中水冷通道水不断循环，通过外部冷水机设备利用恒定的水温使注模型腔表面冷却结皮，所述的注模型腔表皮温度持续保持在60-100℃，注模型腔内气体压力要与注塑机注射前型腔内气压一致，保持在5-10mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的微孔发泡注塑工艺过程方法和配套的模具结构，通过不同参数的压力控制表皮结皮层厚度，为形成外皮坚硬，内部致密泡孔结构提供了可靠条件，从而获得具有坚硬、光泽度较好表面的产品，可克服结皮不可控微孔发泡注塑技术的瓶颈。本发明对于物理发泡和化学发泡均可适用，不仅适用于外观聚合物产品，且不受产品结构限制。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、增压设备；2、电磁控制阀；3、油管传导装置；4、定模固定板；5、增压油缸；6、加热装置；7、复位装置；8、若干个点注胶口；9、定模连接板；10、动模固定板；11、型腔；12、顶出装置13、测压装置14、冷却水系统15、测温装置16、主浇口套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种聚合物可控结皮微发泡注模装置，包括增压设备1和动模固定板10，所述增压设备1通过电磁控制阀2和油管传导装置3与增压油缸5连接，所述增压油缸5前端设置有主浇口套16，所述主浇口套16连接有加热装置6和复位装置7，所述复位装置7设置在2组加热装置6之间，所述加热装置6的另一端伸入定模连接板9上设置的凹槽内，并与若干个点注胶口8连接，所述若干个点注胶口8设置在定模连接板9内，所述定模连接板9的一端与定模固定板4连接，另一端与型腔11连接，所述型腔11上分别设置有测压装置13和测温装置15，所述动模固定板10通过顶出装置12与型腔11固定连接，且动模固定板10和定模连接板9之间在型腔11的两侧设有冷却水系统14。
具体的，所述增压油缸5和加热装置6均设置有2组，且2组增压油缸5均通过电磁控制阀2和油管传导装置3与增压设备1连接。
具体的，所述顶出装置12设置有3组，3组顶出装置12间隔等距设置在动模固定板10和型腔11之间。
本发明还提出了一种聚合物可控结皮微发泡注模工艺，包括以下步骤：
s1、利用微孔发泡注塑机将物理发泡剂或化学发泡剂在高压环境中均匀混入聚合物熔体；升高注模装置温度，并保持；
s2、闭合注模，接通注模周边水循通道，并通过冷水机外部设备使水温保持，将大于等于注模型腔总体积的熔体聚合物注入到注模装置型腔，使装置持续增压，使注模装置内保持持续的压力；
s3、调整注模型周边水道配合注模的水冷通道水流的进出，使其持续降低温度，通过控制注模型腔外表皮的温度，使熔体聚合物在注模型腔侧冷却；
s4、持续冷却模具，气泡会向温度稍高的中心移动，在持续保持注模装置型腔压力的情况下，熔体温度降到设定恒定温度并持续保压，使聚合物表皮形成结皮，产品定型；
s5、待模具冷却，减小注压，打开模具，顶出产品。
具体的，在s1和s2中，模具合模后，升高注模装置温度，向注模型腔内注入已经混有物理发泡剂或化学发泡剂的熔体聚合物，聚合物在进入注模装置的瞬间发泡；通过注模装置的动模模板组件的加热系统加热注模进料及增压部分，使其温度达到60-200℃、压力达到5-10mpa并保持。
具体的，在s2和s3中，注模闭合过程中水冷通道水不断循环，通过外部冷水机设备利用恒定的水温使注模型腔表面冷却结皮，所述的注模型腔表皮温度持续保持在60-100℃，注模型腔内气体压力要与注塑机注射前型腔内气压一致，保持在5-10mpa。
本发明实施例的工作过程为：
步骤1、利用微孔发泡注塑机将物理发泡剂或化学发泡剂在高压环境中均匀混入聚合物熔体；升高注模装置加热装置6、复位装置7、多个点注胶口8、定模连接板9、温度，并保持；
步骤2、闭合注模，接通注模周边水循环体统14，并通过冷水机外部设备使水温保持，将大于等于注模型腔总体积的熔体聚合物注入到注模装置型腔11，利用持续增压装置1和增压油缸5使装置持续增压，使注模装置内型腔11保持持续的压力；
步骤3、调整注模型周边水道配合注模的水冷通道14水流的进出，使其持续降低温度，通过控制注模型腔11外表皮的温度，使熔体聚合物在注模型腔11侧冷却；期间通过测压装置13、测温装置15进行调整观察，进行工艺调整。
步骤4、通过冷却系统14持续冷却模具，在持续保持注模装置型腔压力的情况下，熔体温度降到设定恒定温度并持续保压，使聚合物表皮形成结皮，利用产品定型。
步骤5、待模具冷却，增压装置1和增压油缸5减小型腔11，打开模具，运用顶出装置12顶出产品。
本发明提供的注模装置，各种工艺参数显而易见，便于根据产品的需求，通过调整温度及压力实验结皮的厚度的可控制，满足各种产品部件即轻便又坚固美观、耐用的功能；且本发明提供的微孔发泡注塑工艺过程方法和配套的模具结构，通过不同参数的压力控制表皮结皮层厚度，为形成外皮坚硬，内部致密泡孔结构提供了可靠条件，从而获得具有坚硬、光泽度较好表面的产品，可克服结皮不可控微孔发泡注塑技术的瓶颈。本发明对于物理发泡和化学发泡均可适用，不仅适用于外观聚合物产品，且不受产品结构限制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。