[发明专利]一种超声振动改善超临界模压微孔发泡质量的模具及其应用

说明书

本发明公开了一种超声振动改善超临界模压微孔发泡质量的模具及其应用。该模具包括凸模板、凹模板、超声振动装置及压力控制装置，所述凸模板与凹模板合模后凸模板与凹模板之间形成发泡室；所述超声振动装置与发泡室连接，所述压力控制装置与发泡室连接。该方法包括：将模具升温预热至发泡温度；待发泡聚合物放入模具中，合模通入超临界流体，同时开启超声振动；发泡后，减小发泡室的压强，同时增大超声振动的频率使聚合物中气体成核；开模后，冷却取出制品。本发明提供的方法能够在超临界流体注入时通过超声波振动的作用促进气体均匀分散，在气体成核阶段起到降低成核势能、促进气体析出、降低发泡阻力的作用，可获得高质量微孔发泡产品。

技术领域

本发明涉及塑料加工领域，具体涉及一种超声振动改善超临界模压微孔发泡质量的模具及其应用。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，高分子加工成型技术不断丰富和创新，其中高分子发泡成型已迅速成为现代塑料工业的重要材料加工方法之一。超临界流体，是指当温度和压力都高于某一临界值时，处于此条件下的物质呈现出一种既有液体性质又有气体性质的状态。超临界流体由于其环境友好，易溶于聚合物，发泡可控，已逐渐成为微孔发泡成型的重要发泡剂。

超声振动对于聚合物发泡过程的影响已有学者进行了研究，文献(占国荣，周南桥.振动力场下超微孔塑料发泡技术的研究.塑料,2001)将振动场引入了挤出发泡的过程中，提出振动场的作用可以促进气体均匀扩散并且降低成核势能；专利CN 105415566 A在注塑成型过程中引入了超声振动，将超声振动装置安装在型芯上，利用超声振动对聚合物的空化作用在聚合物中产生泡孔从而发泡聚合物；专利CN 102765161 B在聚烯烃化学发泡的发泡炉内设定了超声振动装置，对于发泡完成但处于熔融状态下的聚烯烃进行超声处理，获得泡孔均匀的聚烯烃材料；专利CN 203622749 U开发了一种超声控制的微发泡成型装置，在注塑模具中安装超声振动装置，控制发泡过程中气体在聚合物中的扩散速度以及溶解度，获得发泡均匀的发泡材料。

综上分析，现阶段技术存在较多不足：首先，目前超声振动仅用于注塑发泡，对模压发泡来说并不适用；其次，目前主要在化学发泡上使用超声振动，但是超临界发泡和化学发泡有着明显的不同，未见在超临界发泡过程使用超声振动辅助；最后，目前利用超声振动主要着眼于气体的扩散或溶解度，未见其应用于改善发泡成核之过程。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种超声振动改善超临界模压微孔发泡质量的模具及其应用。

本发明公开了一种超声振动改善超临界模压微孔发泡质量的模具。该模具能够在超临界流体注入时通过超声波振动的作用促进气体均匀分散，在气体成核阶段起到降低成核势能、促进气体析出、降低发泡阻力的作用，可获得高质量微孔发泡产品。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的超声振动改善超临界模压微孔发泡质量的模具，包括凸模板、凹模板、超声振动装置及压力控制装置，所述凸模板与凹模板合模后凸模板与凹模板之间形成发泡室；所述超声振动装置与发泡室连接，所述压力控制装置与发泡室连接。

进一步地，所述凹模板设有超临界流体通道，所述发泡室通过超临界流体通道连接超临界流体泵。

进一步地，所述超声振动装置包括超声振动控制器及超声振动工作装置；所述超声振动控制器与超声振动工作装置连接；所述超声振动工作装置包括超声振动动力装置、传动杆及超声振动模块；所述传动杆的一端与超声振动动力装置连接，传动杆的另一端与超声振动模块连接。

进一步地，所述压力控制装置包括压力传感器及压力控制工作装置；所述压力传感器与压力控制工作装置连接。

优选地，所述压力工作控制装置为压力控制阀门、发泡室体积控制装置中的一种以上。