[发明专利]热塑性弹性体表皮制品及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热塑性弹性体发泡制品和注射成型方法，特别涉及一种具有较薄致密外壁和良好表面质量，而且内部发泡量大的柔软表皮制品及其成型方法。

背景技术

由于汽车消费者越来越追求乘座舱内的舒适性，以及汽车设计者希望通过减轻汽车的重量来降低能耗，两者的需求促使热塑性弹性体在汽车装饰上的广泛应用，例如TPU仪表盘罩、TPE安全气囊罩、PVC门护板表皮等。但由于原材料成本高，一般仅用于制作3毫米以下壁厚的表皮。采用常规注塑工艺时，由于制品面积较大，注射时型腔压力很高，而且需要较多的进胶口。这种成型方式存在两个巨大的不足：1)注射压力高和型腔压力高造成制品密度大，回弹性和软质感大幅下降；2)多浇口造成表面熔接痕，表观质量不被接受。为降低这种表皮的密度，提高软触感和回弹性，采用发泡工艺，特别是在采用超临界氮气或二氧化碳作为发泡剂的微孔发泡注射成型是一种可行的选择，例如2001年12月5日公开的专利申请99812883.X《包括注塑成型的微孔低密度聚合物材料的模塑复合物材料》所揭示的材料和工艺。但是采用这种工艺时，存在下列问题：1)为了缩短成型周期，模具温度较低，形成的实体表皮层较厚，微孔发泡仅发生在芯部，软质感和回弹性提高有限；2)由于成核开始于所描述的成核路径，泡孔长大在整个填充和冷却过程中，因此表面发泡痕、熔接痕不可避免，表观质量不可接受；3)随着流动填充距离的变化，制品中发泡状况存在较大不均匀性。于2005年2月2日公开的专利申请200410001854.8《制造泡沫树脂产品的方法及用于模塑泡沫树脂的设备》中揭示一种方法，采用高温蒸汽和冷却水交替通入模具的冷却流道的方式来解决发泡痕、熔接痕等表观质量问题；但还是未解决由于填充距离而引起的制品整体芯部发泡不均匀的问题，以及发泡量不足的问题。

发明内容：

本发明目的是根据上述现有技术的不足，提出一种生产有良好的表观质量，芯部发泡均匀，且密度低，触感和回弹的性好热塑性弹性体表皮制品及其生产方法。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

本发明所述的热塑性弹性体表皮制品，由热塑性弹性体树脂和氮气或二氧化碳组成，其中氮气或二氧化碳的加入量为按质量百分比占热塑性弹性体树脂质量的0.1％--3％之间；所述热塑性弹性体树脂是热塑性聚烯烃弹性体或热塑性聚氨酯弹性体或热塑性聚苯乙烯弹性体或热塑性聚氯乙烯弹性体中的一种；所述的制品为发泡制品；所述热塑性弹性体可以进一步包括成核剂。

本发明制品的生产方法包括下列步骤：

1)塑化热塑性弹性体树脂，同时按预定的质量百分比将超临界状态氮气或二氧化碳注入到熔融的热塑性弹性体树脂中并混合后获得预定体积V1的均相溶液，其中注入的超临界状态氮气或二氧化碳的质量在热塑性弹性体树脂质量的0.1％～3％；

2)加热并闭合模具，使模具型腔表面温度升高至树脂热变形温度以上0-30℃之间的一个温度值，闭合后模具型腔具有第一容积V2；

3)将1)中准备的预定体积V1的均相溶液快速注入模具型腔中，并同时停止加热模具；

4)在所述预定量热塑性弹性体树脂填充完成后，立即冷却模具；

5)与4)冷却模具同步或延时预定时间，将组成模具型腔的一个或多个部分从步骤2)中所处位置迅速移开预定距离并锁定，使所述模具型腔容积扩大到第二容积V3，其中第二容积V3等于所述制品的体积；

6)继续冷却直至模具型腔表面温度降低到树脂热变形温度以下20-50℃之间的一个温度值，并开模取出制品。

其中所述的模具型腔第二容积V3是模具型腔的第一容积V2的1.1之2倍之间；其中预定均相溶液的体积V1是所述模具型腔第一容积V2与模具中浇道的容积之和的95％-100％之间。

本发明的优点是，所生产的制品具有良好的表观质量，芯部发泡均匀，且密度低，触感和回弹性好。

附图说明

图1为本发明流程图。

图2a为本发明注射充模示意图。

图2b为本发明冷却模具示意图。

图3为本发明模具表面温度与工序过程关系图。

具体实施方式：

下面通过实施例进一步详细说明本发明：

附图中标号分别表示：1-动模，2-温度传感器，3-定模，4-冷却/加热介质通道，5-中央控制器，6-超临界流体计量装置，7-进料斗，8-塑机控制系统，9-螺杆，10-料筒。