[发明专利]泡沫塑料发泡倍率的评价模具

说明书

技术领域

本发明涉及泡沫塑料发泡倍率的评价模具，属于泡沫塑料喷涂技术领域。

背景技术

我国运载火箭低温推进剂贮箱需采用自动喷涂工艺，为保证泡沫塑料的质量，对单次喷涂泡沫塑料厚度均匀性要求较高。在进行自动喷涂试验的过程中，发现泡沫塑料原材料批次性差异对泡沫塑料厚度影响较大。在工艺参数相同的情况下喷涂，原材料批次性差异会使自动喷涂泡沫塑料的平均厚度波动较大。由于泡沫塑料的原材料种类较多，每种原材料的参数都在一定范围内波动，其中一种材料批次的改变都会带来批次性的差异，因此无法从原材料参数控制改变批次性差异带来的影响，但可以通过对配方中发泡剂用量的调整消除对泡沫塑料厚度的影响。

由于喷涂泡沫塑料的厚度较薄控制精度要求较高，须准确表征泡沫塑料的发泡倍率，通过表征方法使泡沫塑料的发泡倍率差异放大。为了提高生产质量优化工艺过程，在实际施工中，须对正式产品进行喷涂前，对组批原材料泡沫塑料的生长能力进行表征，评价其发泡倍率，并通过表征结果对发泡剂用量进行相应的调整。由于泡沫塑料的生长特性，通过喷涂方式进行表征无法实现，因此，设计了泡沫塑料发泡倍率评价模具，通过使用模具浇注泡沫塑料的方法表征不同组批泡沫塑料的生长能力。

目前测试泡沫塑料发泡性能的方法有几种：

1)简易测试方法

在塑料管、纸管或细长塑料袋中进行聚氨酯发泡。这些方法具有成本低、操作简便等优点，但准确性较差，比较适合于对大量实验方案的初步筛选。

2)兰芝(Lanze)模测试法

使用内腔尺寸为5cm×20cm×200cm的垂直爬升模具，模具上设有温度控制装置，每次加料量500g，能够同时检测发泡原料的高度指数和密度分布系数，检测结果准确度较好。但用料量偏多，用普通搅拌器或台钻搅拌器混合时难以达到良好的搅拌效果，且加料不方便。如果使用高压发泡机，虽能改善混料效果和解决快速加料问题，但设备投资和操作成本大大增加。

3)倾斜模测试法

日本东曹公司设计的一种倾斜式模具，加料端长度20cm，厚度6cm；流动端长度100cm，厚度3cm。使用时将模具倾斜放置。该法用料量较兰芝模约少一半，用台钻搅拌器混合时可达到良好的搅拌效果。但使用时发现加料很不方便，用该模具难以模塑整体保温性能良好的泡沫试样，并且实验结果的重现性较差。

4)中试发泡方法

采用与实际工艺相同或相似的发泡设备和模具进行发泡，以评价原料的发泡性能。这种方法得到的评价结果准确，但设备投资和操作成本比兰芝模法和倾斜模法大得多。一般适用于产品开发成熟后的中试阶段。

5)上机发泡实验

采用生产现场的发泡设备和工艺进行发泡，以评价原料的发泡性能。这种评价方法得出的结果最可信，但人力物力的消耗也最大，成本最高，故只适用于产品开发工作基本完成之后的最终评价，不适于产品开发的初期。

6)泡沫流动性评价模具

烟台万华聚氨酯股份有限公司在传统的测试方法基础上，设计制造了泡沫流动性评价模具，模具为带夹套的圆柱形垂直爬升模具。该模具内部以Φ80mm不锈钢管剖开并抛光制成。模具腔内径为80mm，高度1500mm。外部焊接夹套，向夹套内通入恒温水，可方便而准确地调节和控制模具温度。该模具垂直放置，在进行泡沫流动性实验时，将其底端封闭，上部开口，从上部注入搅拌好的原料进行发泡。该模具可同时检测发泡高度指数和密度分布系数。

7)泡沫塑料起升仪

泡沫起升测试仪是德国Format公司生成的，用于测试聚氨酯(PU)泡沫在发泡过程中的乳白、长定时间，上升高度以及放热曲线等过程特性，提供原材料批次稳定性判定、发泡倍率控制的定量测试手段。

传统的聚氨酯发泡性能评价装置，虽然投资少，但评价方法准确度较低，无法满足使用要求。而准确度较高的评价装置，比如泡沫塑料起升仪，投资很高，操作成本也较高，而且依旧存在泡沫塑料发泡环境不可控，爬升模具高度有限等问题，同样无法满足使用要求。

泡沫流动性评价装置，虽然很大程度上改进了原始的评价测试方法，但是仍旧存在倒料挂料、模具底部温度不可控等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有浇注方法模具温度不可控不一致、倒料口设计易使模具挂料等问题，提出泡沫塑料发泡倍率的评价模具，通过对模具浇注泡沫塑料，确定泡沫塑料的爬升能力，评价不同组批泡沫塑料的发泡倍率，为喷涂配方中发泡剂用量的调整提供依据，消除原材料批次性差异对喷涂泡沫塑料厚度的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。