专利名称:结构泡沫塑料注射成型的方法
本发明属于有机高分子物质的加工，更具体地说是一种结构泡沫塑料加工成型方法。
结构泡沫塑料是六十年代发展起来的材料，密度在0.4～1.1克/厘米3之间，它有低密度的发泡芯层和高密度的微发泡或不发泡的皮层，具有刚性大、质量轻、阻燃、隔音、隔热、耐化学腐蚀等性能，並易于二次加工。用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等产量大、价廉的结构泡沫塑料，可用以代替木材，制作各种建筑材料、电器用品、家俱、家用物品等。所以发展很快。
结构泡沫塑料成型加工方法分为挤出成型和注射成型两类，以注射成型为主。其中注射成型可以概括为如下五种1.高压工艺，其代表是美国USM公司开发的USM工艺，日本东芝和旭一道公司联合开发的TAF工艺。高压工艺是指模内压在0.2-2万磅/英寸2，采用足料注射，合模力较高，一般为1吨/英寸2。2.低压工艺，其代表是Eduard工艺和Rebert工艺，模内压较低。一般是400～800磅/英寸2，采用高压高速欠料注射，多喷咀同时注射。所得制品表面光洁度较差。3.气体逆压工艺，其代表是Farrel工艺和TM工艺。其原理是注射之前用高压气体充填模具型腔，控制熔融体料流前沿的流动状态，避免出现湍流，同时延缓发泡作用，改善表面光洁度和致密度。气体压力一般为300磅/英寸2。需要配备气体压缩机和气密模具等成型设备。4.热循环工艺，由BASF公司和联碳公司开发，该工艺需交替加热和冷却模具。所得制品表面光滑，但由于模具热惯性影响，生产周期较长。5.共注射工艺，由西德Battenfeld公司、法国Billion公司和英国ICI公司分别开发。分别将两种相同或不同的树脂注射到同一模具内成型，不含发泡剂的物料形成制体表皮，含有发泡剂的物料形成芯子。
北京塑料制品研究所采用高压法和上海塑料制品研究所采用高压变温法(结构泡沫塑料漆刷柄技术总结，一九八二年十二月，上海市塑料制品研究所)，对结构泡沫塑料的注射成型工艺进行过开发研究，采用的设备是在普通注射机上附加蓄能器以提高注射速度，同时模具采用热循环技术，模具加热到100～140℃注射进料，冷却至70～80℃脱模。
上述结构泡沫塑料注射成型的共同特点是，结构泡沫塑料的发泡是在注射到模具型腔内进行的，或注射前先在蓄料器中进行预发泡，避免塑料熔融体在注射机料筒中发泡。所以现有工艺所用设备比较复杂。需要专用设备，或者对普通注射机进行改装，增加辅助设备;或者需有特殊膨胀机构的模具。因此制品成型成本增加，生产操作程序多。对我国中小企业采用上述工艺技术不是轻而易举的。
本发明的目的是充分发挥普通螺杆注射机的功能，不增加任何辅助设备，完成结构泡沫塑料注射成型的全部工艺过程。
本发明是一种结构泡沫塑料的加工方法。按结构泡沫塑料的配方，将含有发泡剂和其它助剂的塑料用普通螺杆注射机进行注射成型。本方法包括预塑、预发泡、注射和脱膜。
采用本发明的方法时，当注射机料筒达到预定温度后用通常方法进行预塑。预塑后，使注射机螺杆再轴向后退一定距离，给予塑料熔融体有发泡膨胀的空间，进行预发泡。螺杆轴向后退的最佳距离是使熔融体体积膨胀1/4至1/5的空间。注射机料筒的加热温度比一般注射机加热温度提高10～20℃，达到发泡剂的分解温度。在此条件下预发泡，使融体膨胀很快充满留出的空间。
本发明方法采用高压高速注射，将预发泡体注入不断冷却的模具的形腔内，注射速度越快越好，以期得到表面光洁、比重轻的制品。
采用本发明的方法，所用的模具不断进行冷却，最好用循环冷却水进行冷却。模具温度控制在45℃以下，通常在室温和45℃之间。模具宜采用一模多腔，模具的分流道浇口采用自切小浇口。
注入模具形腔的发泡体，经不断冷却，很快达到固化温度。当制品外表温度低于变形温度即可脱模，制品浸入水中继续冷却，防止制品内芯膨胀而变形。
本发明的结构泡沫塑料注射成型的加工方法，适用于各种结构泡沫塑料的注射成型，如聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS等。用以制造各种制品，如生活用品，家俱，电器产品，建筑材料，运输和体育用品等。
用本发明的方法生产聚丙烯结构泡沫塑料制品时，如刷柄的生产。当用偶氮二甲酰胺作发泡剂时，注射机料筒加热温度为Ⅰ.150±10℃，Ⅱ，210±20℃，Ⅲ，210±20℃，喷咀温度160～170℃。预塑、预发泡时间8～20秒，注射速度100～120克/秒，压力1000～1400公斤/厘米2。保压冷却时间100～120秒。所得制品耐有机溶剂，比重轻(0.60左右)。强度高，尺寸准确，适于安装和二次加工。
应用本发明的结构泡沫塑料注射成型的加工方法，可采用普通注射机完成结构泡沫塑料制品的全部工艺过程，所得制品发泡倍率比较高，泡沫均匀分布，而不需要增加辅助设备，是一种简便易行的加工方法。
下述实施例将有助于对本发明的进一步理解。
实例一将100克聚丙烯(MI＝5，比重～0.9)、0.3～0.7克偶氮二甲酰胺，0.3～1克成核剂，如滑石粉，适量白油和着色剂的滑合料。用XS-ZY125型注塑机，在设定温度(Ⅰ、150±10℃，Ⅱ、210±20℃，Ⅲ、210±20℃，喷咀温度160～170℃)恒温半小时，即开始预塑。螺杆转速为54转/分。预塑达到设定行程，螺杆停止转动时，再使螺杆轴向后退达到设定后退的行程(使达1/5的空间行程)。8～20秒内完成预塑和预发泡。随后调节注射压力75～100公斤/厘米2(表压)，以120克/秒的注射速度将预发泡体注入用循环水冷却的模具中。模温不高于45℃，冷却100秒后脱膜，制品浸入水。生产周期2分钟。
用此法所得的刷柄发泡倍率高，泡沫均匀分布，比重～0.60，有较好的表皮。
实例二结构泡沫塑料品种和注射机同例一，采用上海市塑料制品研究所的高压变温法。其中，注射机与NXQL25/200A型蓄能器相连接，注射机料筒加温为Ⅰ、140～150℃，Ⅱ、180～190℃，Ⅲ、160～170℃，喷口150～160℃;模具进料温度，100～120℃，开模温度80～90℃。
用此法所得的漆刷柄泡沫均匀，但发泡倍率较低，比重～0.75。
实例三采用加0.7%的偶氮二甲酰胺和其它助剂的高冲击聚苯乙烯(比重～1.0)。注射成型条件如例一。获得比重0.5的泡沫塑料。
实例四用聚乙烯(比重～0.95)，加0.7%的偶氮二甲酰胺。注射条件如例三，获得比重～0.45的泡沫塑料。
权利要求
1.一种结构泡沫塑料注射成形的方法，该方法包括预塑、预发泡、注射、脱膜，本发明的特征是塑料熔融体是在注射机料筒中进行预发泡，即注射机料筒加热温度达到发泡剂的分解温度，预塑后再使注射机料筒螺杆轴向后退一定距离，使塑料熔融体有发泡膨胀的空间，最佳后退距离是使塑料熔融体体积膨胀1/5至1/4的空间，随后用高压高速将熔融体注入循环水冷却的模具中。
2.如权利要求
1所述的一种结构泡沫塑料注射成型的方法，其特征是所述的塑料熔融体可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或ABS。
3.如权利要求
1所述的一种结构泡沫塑料注射成型的刷柄生产方法，所述的结构泡沫塑料是聚丙烯，用偶氮二甲酰胺作发泡剂，其特征是注射机料筒加热温度为Ⅰ.150±10℃，Ⅱ，210±20℃，Ⅲ，210±20℃，喷口温度160～170℃，预塑、预发泡时间8～20秒，注射速度100～120克/秒，压力1000～1400公斤/厘米2，保压冷却时间100～120秒。
专利摘要
一种结构泡沫塑料注射成型的方法，该法包括预塑、预发泡、注射和脱膜。注射机料筒加热温度达到发泡剂的分解温度，预塑后注射机螺杆继续后退1/5～1/4距离，以使熔融体预发泡，随后高压高速将预发泡体注入以循环水冷却的模具得到发泡率较高的制品。
文档编号B29C45/00GK85106957SQ85106957
公开日1987年3月18日 申请日期1985年8月29日
发明者丁正明 申请人:上海制刷厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan