[发明专利]用于生产聚合物微孔发泡材料的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产聚合物微孔发泡材料的设备和方法。

背景技术

聚合物微孔发泡材料是指孔径小于100um，孔密度大于1.0x106个/cm³的多孔聚合物发泡材料。具有优异的减震隔热和吸声性能，并在保持机械性能的前提下显著降低制品重量，节约成本，广泛用于包装，隔热保温，减震缓冲和消音等领域。

但现有技术不能制备厚度大的块状聚合物微孔发泡材料(例如大平板和模内发泡)，适用性较差，精度控制和设备装置要求高(例如注射发泡)。

且现有技术不能对发泡反应室的内压、加压速率、卸压速率等进行灵活控制，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于生产聚合物微孔发泡材料的设备和方法。

为实现上述目的，本发明提供一种用于生产聚合物微孔发泡材料的设备，包括：

轴向延伸的密闭壳体，

内置于壳体并可沿壳体轴向平移的隔板，

壳体内腔被隔板分隔出的密闭反应室，

设于反应室一侧并用于输出聚合物微孔发泡材料的出口，

与出口连接并用于密闭出口的盖体，

与隔板连接并驱动隔板沿壳体轴向平移以调整反应室内腔体积的驱动机构，

与反应室连接并向反应室单向输入聚合物和发泡剂的混合物料输入装置，

与反应室连接并向反应室单向输入超临界流体的超临界流体输入装置，

与反应室连接并用于调整反应室内温的内温调整装置，

与反应室连接并用于反应室减压的减压装置，

以及对反应室内的混合物料进行搅拌的搅拌装置；

所述搅拌装置包括：设于反应室内的搅拌头，以及驱动搅拌头周向旋转并沿壳体轴向平移的移动轴。

优选的，所述搅拌头内设有加热管和/或温度传感器。

优选的，所述移动轴贯穿盖体，所述移动轴与盖体的结合部设有密封机构；所述驱动机构包括：与隔板连接并驱动隔板沿壳体轴向平移的推杆；所述推杆贯穿壳体，所述推杆与壳体的结合部设有密封机构。

优选的，所述搅拌头为沿移动轴周向均布的搅拌杆或搅拌框。

优选的，所述内温调整装置包括环绕于反应室外壁的加热器和/或冷却器。

优选的，所述混合物料输入装置和反应室间设有单向阀；所述超临界流体输入装置和反应室间设有气阀和/或计量阀；所述减压装置为安全阀、减压阀或排气孔。

优选的，所述壳体为圆柱形或棱柱形(如长方体形)。

优选的，所述壳体卧置，所述隔板竖置或斜置。

本发明还提供一种用于生产聚合物微孔发泡材料的方法，其使用上述设备，并包括如下步骤：

1)备料：将聚合物粒料和发泡剂在密炼机中混合后投入混合物料输入装置；

2)进料：隔板在推杆驱动下移动至外侧位，混合物料输入装置向反应室中单向输入混合物料，减压装置排出多余空气；或者，隔板从内侧位移动至外侧位，把混合物料吸入反应室中；

3)压缩加压：隔板由外侧位移动至中间位，由减压装置排出多余空气后，所有阀门闭合；隔板再由中间位移动至内侧位，为反应室加压；内温调整装置工作，使反应室内温调整至预定值；搅拌装置搅拌混合物料，搅拌头在移动轴的驱动下周向旋转并沿壳体轴向往返平移，搅拌均匀后，搅拌头在移动轴的驱动下贴靠反应室内壁并停止旋转；

4)充入超临界流体：超临界流体输入装置向反应室内单向输入超临界流体，通过隔板保持反应室内压，通过内温调整装置使反应室内温保持在预定值，溶胀渗透一定时间；

5)卸压：通过隔板移位对反应室进行卸压，并通过内温调整装置使反应室降温，最后使隔板停留在成型位，混合物料形成整块聚合物微孔发泡材料；

6)出料：打开盖体，通过隔板将聚合物微孔发泡材料推出反应室；

其中，

隔板在外侧位时，反应室内腔体积达到最大预定值；

隔板在内侧位时，反应室内腔体积达到最小预定值；

所述中间位位于外侧位与内侧位之间；

所述成型位为中间位或外侧位。

清洗反应室内壁，可准备下一工作循环。

将聚合物微孔发泡材料切除边角料和接触痕迹后，可切片状或块状，用热压或冷压工艺制成各种产品。

优选的，所述备料步骤中：聚合物粒料的用量为95～99.5重量份，发泡剂的用量为0.5～5重量份；所述聚合物粒料为EVA、ABS、HIPS、PP、PE中的一种或多种；所述发泡剂为AC发泡剂；