专利名称：生产硬质聚氨酯发泡塑料产品的工艺方法及所使用的换向阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造硬质聚氨酯发泡塑料产品的一次注塑成型的工艺方法，可用于生产炮竹烟花密封外壳、高尔夫球、渔具浮标等小型产品。
现有的硬质聚氨酯发泡塑料，大都用于制造一些隔热、隔音的材料或防震包装材料。例如，雪柜的整体隔热材料，它是用聚氨酯发泡塑料的原料，经高压比例泵、计量配方组成，然后通过强力的风动机械搅拌混合器或错流混合器(一种静态搅拌器)作连续喷注浇灌。物料直接在隔热的空腔内发泡固化定型。但这些操作工艺只适合制作大件的制品，而不可能生产一些小巧而精致、技术要求高的产品。
现有技术中除了采用上述的计量泵和比例泵控制配方外，也有用高精密度的计时电子阀来控制注料配比和定量控制，但其控制精度只达到±1克的范围。对于总注料量只有1-3克的产品来讲，上述现有的设备已无能为力了。
本发明的目的即是提供一种制造小型硬质聚氨酯发泡塑料产品的工艺方法以及所使用的换向阀。
为生产这类小型产品，本发明的工艺方法包括如下步骤将多元醇及助剂按配方比例混置于压力槽，而将异氰酸酯置于另一个压力料槽;
将上述二组物料分别经自动换向阀及定量泵使之按规定比例及重量输入混合反应器;其中定量泵的动力气缸的换向讯号由背压式传感器取得。
经过注射嘴注入下成形模具，并投入料芯，或不投入料芯，压上上成形模具;
推入锁模装置使注入物料在模具内成形并固化;
启模而取出制成品。
在本方法中，物料配比采用定量泵和自动换向阀控制，它们可根据加工产品的需要以任一比例配置，具有优异的可调精度(尤其对小剂量而言)。其中，自动换向阀的阀体具有阀腔和与阀腔连通的用于输入和输出物料的两个轴向开口及用于与定量泵连接的侧向开口，阀腔内装有一阀芯组件，此阀芯组件包括一有内腔的阀芯，内腔与阀腔沟通且有一开口与输入开口联通，阀芯的内腔内装有一钢珠，该钢珠可在小弹簧作用下封堵于所述的内腔开口上方，一大弹簧安置在阀芯与阀腔的输入开口之间。
为进一步理解本发明，以下结合附图以炮竹烟花为实施例对本发明的工艺方法进行说明。
图1为聚氨酯发泡塑料炮竹烟花生产工艺流程图。
图2为自动换向阀的剖视图。
如图所示，多元醇和助剂(催化剂、发泡剂、颜料)被按配方比例混匀置于压力料槽1，异氰酯置于压力料槽2，压力料槽1、2上均带有搅拌器和加热夹紧套，干燥压缩空气9将上述二组物料分别经自动换向阀5、6送入定量泵3、4中，然后按规定比例及重量输入混合反应器14，并经过注射嘴15注入下成型模具12。本发明生产工艺方法中，多元醇、异氰酸酯和助剂(催花剂、发泡剂、颜料)的配方是按炮竹烟花生产的特殊要求而配制的。模内腔已被投入效果药芯，经注料后即被压上上成型模具16，并被推入锁模装置17中以完成其成型固化过程，由锁模装置中输出的成型模被送到启模器18启模并取出制成品。图中，7、8为计量校验嘴，9为自来水，10为清洗水气鼓。
由于制成品所需的聚氨酯剂量极少，且制成品要求符合炮竹烟花产品之规定标准(如美国规定闪光火药量最多为50mg)，所以配方需按特殊要求配制。
本流程中所用定量泵2、4和换向阀5、6适合小剂量之注射量操作，其调节精度可达0.1克，非一般市售之注射机可以比拟。
本发明工艺方法所获得的烟花炮竹(具体详见CN.88100742)在外部由聚氨酯(即聚氨酯发泡塑料)构成密封层，它有两个功能，一方面能密封炮竹中那些可能使爆炸产生气体通过的孔洞，可以使爆炸腔得以限制，从而扩大爆竹引起的响声和效果，另一方面能作为壳体提供一粘附表面始终封闭包裹炮竹。为此，用聚氨酯发泡塑料制成色泽鲜艳外型多姿的炮竹烟花使任何传统产品为之失色，轻质的发泡塑料外壳使炮竹烟花在燃放时可取得意想不到的视听效果，因发泡塑料密封外壳产品不仅能依靠较少量的爆竹性填充料来产生较大的响声及显著的爆炸效果，而且当爆炸时泡沫塑料即炸成轻而软的碎片，毫无危险性。
本发明的工艺方法同样适合于生产一些外型复杂且外表光泽美观的其它小型聚氨酯发泡塑料产品，如各类渔具的浮标、教练用高尔夫球、一些文教用品和装饰用品等。这些产品也都以硬质聚氨酯发泡塑料为基体材料(或加上一些填充料)，通过不同的配方可调节聚氨酯的硬度、密度、韧度等以满足不同产品对材料品质的要求。
例如教练用高尔夫球，是一些高尔夫球俱乐部用来训练初学者用作击发球的高尔夫球代用品，比较廉价，因此，练习时一次可使用数百个，然后用机械成批收集，重新使用。制造这种高尔夫球的配方则以较高密度和韧性为佳，不必填充芯料，但也可制成空芯的。市售的教练用高尔夫球均为一些空芯的吹塑产品，其品质也远不如本发明工艺生产的硬质聚氨脂发泡塑料高尔夫球的好。
当然，在制造其它产品时，可以采用产品各自所需的料芯但不是烟花炮竹效果药芯，也可制成空心或实心的。而多元醇、异氰酸脂和助剂的配方又可根据各自产品的特殊要求而配制。
请参看图2，阀芯组件位于阀体21的阀腔22里，它包括一阀芯23，它有一内腔24。阀体21有三个开口25、26、27与阀腔22相通，来自压力料槽的物料从开口25进入换向阀的阀腔22内，开口26与混合器进料口连接，开口27与定量泵出口(进口)连接。阀芯的侧壁有开孔，使内腔24与阀腔22相通。阀芯23在靠进开口25的一端有一开口31，一钢珠29位于开口31上方的内腔24内，在小弹簧30作用下封堵开口31。一大弹簧28位于阀芯23下端。其工作过程说明如下。
当定量泵的活塞位于推出端静止时，阀芯23受到物料压力和大弹簧28的作用(补偿力)，阀芯23向上锁死出口26，钢珠29前后压力平衡，物料停止输送，也没有泄漏。
当定量泵的活塞处于抽吸状态时，阀芯23仍受到物料压力和大弹簧28的作用，锁死出口26，但钢珠29前的物料压力大于泵腔压力，物料被抽入(压入)泵腔。
当定量泵的活塞处于泵出(推出)状态时，因泵出压力远大于物料压力，阀芯23被推下，出口26打开，物料被泵出。
当定量泵活塞处于行程终端，即将四程前的瞬间，泵的状态又处于初始阶段。如此形成一个间歇操作的循环。
本发明的定量调节精度的提高关键在于以下二点，首先，定量泵的动力气缸的换向讯号是由背压式传感器(一般也称作喷嘴发讯换向线路)来取得，而通常采用二位三通行程换向阀的精度达不到要求。第二，由于定量泵的进料是正压进料(2-3公斤/公分)，因此采用一般减压式单向阀，容易产生排料阀泄漏而导致定量正偏差。而本发明的自动换向阀的阀芯组件解决了上述问题。
权利要求
1.一种制造聚氨酯发泡塑料产品的工艺方法，其特征是包括以下步骤将多元醇和助剂按配方比例混置于压力料槽，将异氧酸酯置于另一个压力料槽；将上述二组物料分别经自动换向阀及定量泵按规定比例及重量输入混合反应器；其中定量泵的动力气缸的换向讯号由背压式传感器取得；经过注射嘴注入下成型模具；并投入料芯，或不投入料芯，压上上成型模具；推入锁模装置中使注入物料在模具内成形并固化；启模而取出制成品。
2.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述的产品为炮竹烟花，所述的料芯为效果药芯。
3.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述的产品为教练用高尔夫球。
4.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，借助压缩空气将压力料槽里的物料经自动换向阀和定量泵送入反应器中。
5.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，由启模器进行启模。
6.一种用于如权利要求1所述的工艺方法中的自动换向阀，其阀体内具有阀腔及与阀腔连通的用于和输出的两个轴向开口及用于与定量泵连接的侧向开口，阀腔内装有一阀芯组件，其特征在于，此阀芯组件包括一有内腔的阀芯，内腔与阀腔沟通且有一开口与输入开口联通，阀芯的内腔内装有一钢珠，该钢珠可在小弹簧作用下封在所述的内腔开口上方，一大弹簧安置在阀芯与阀腔的输入开口之间。
全文摘要
本发明提供一种制造小型硬质聚氨酯发泡塑料产品的工艺方法，利用新型的定量泵和换向阀可使物料配比的精度达到0.1克。可用来制作烟花炮竹的外壳，教练用高尔夫球、渔具浮标等小巧美观的产品。
文档编号B29C45/76GK1056648SQ90103329
公开日1991年12月4日 申请日期1990年6月29日 优先权日1990年6月29日
发明者刘奕赞 申请人:高美烟花化工厂