[发明专利]一种用于制备超临界发泡材料的装置及发泡材料制备方法

说明书

本发明涉及一种用于制备超临界发泡材料的装置及发泡材料制备方法，用于制备超临界发泡材料的装置包括釜体、超临界流体循环组件、高压灌注头和发泡模具；所述釜体内部由上至下依次设置有渗透腔、增压腔和混合挤出腔；所述渗透腔内设有用于通入超临界流体的第一进气口和用于排出超临界流体的第一出气口，所述增压腔内设有加热元件，所述混合挤出腔内设有螺杆挤出组件。本发明将对发泡材料的超临界流体的渗透过程何挤出过程分隔开，有利于在渗透过程中对超临界流体的压强和温度进行控制，同时发泡材料在渗透过程后还需在增压腔内熔融，进一步提高了发泡材料内部超临界流体的分布均匀程度。

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，具体指一种用于制备超临界发泡材料的装置及发泡材料制备方法。

背景技术

超临界发泡成型是一种物理发泡成型技术，同时也是一种微孔发泡成型技术，它是在注塑、挤出以及吹塑成型工艺中，先将超临界状态的二氧化碳或氮气等其他气体注入到特殊的塑化装置中，使气体与熔融原料充分均匀混合/扩散后，形成单相混合溶胶，然后将该溶胶导人模具型腔或挤出口模，使溶胶产生大的压力降，从而使气体析出形成大量的气泡核；在随后的冷却成型过程中，溶胶内部的气泡核不断长大成型，最终获得微孔发泡的塑料制品。

以TPU(热塑性聚氨酯弹性体)发泡颗粒为例，TPU发泡颗粒在鞋底等领域的应用是一必然的发展趋势，有着巨大的市场价值。鞋材领域仅是该材料应用的一块敲门砖，成熟运用后可在航天、交通、缓冲、体育、医疗等领域使用。目前在制备TPU发泡材料的过程中，连续挤出发泡效率较高适合工业量产，但超临界流体需要通过螺杆进行释放，以达到良好的渗透效果，这样一来，保持超临界流体状态所需要的高压会对容易对螺杆造成较大的损坏，因此对螺杆的强度要求较高。并且由于连续挤出过程中，发泡材料始终是保持熔融状态，因此发泡过程中难以对例如超临界二氧化碳的压强、温度、泄压速率等工艺参数进行调整控制，进而导致发泡材料成品的品质难以达到平衡。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种适合工业量产，降低高压对挤出设备的损害且便于调控发泡过程中的工艺参数的用于制备超临界发泡材料的装置及发泡材料制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：一种用于制备超临界发泡材料的装置，包括釜体、超临界流体循环组件、高压灌注头和发泡模具；

所述釜体内部由上至下依次设置有渗透腔、增压腔和混合挤出腔；

所述渗透腔内设有用于通入超临界流体的第一进气口和用于排出超临界流体的第一出气口，所述增压腔内设有加热元件，所述混合挤出腔内设有螺杆挤出组件；

所述超临界流体循环组件同时与渗透腔的第一进气口和第一出气口连通，所述超临界流体循环组件用于向渗透腔内通入循环流动的超临界流体；

所述高压灌注头的一端与混合挤出腔连通，另一端与发泡模具连通，所述高压灌注头用于将混合挤出腔内的熔融发泡材料；

所述发泡模具上设有可调节发泡模具内部压力的泄压阀。

其中，所述渗透腔和增压腔之间设有第一隔板，所述第一隔板上设有第一开关组件，所述增压腔和混合挤出腔之间设有第二隔板，所述第一隔板上设有第二开关组件。

其中，所述第一隔板的上端面和下端面均呈半圆球状，所述第一隔板的中部开设有用于使所述发泡材料通过的第一开口，所述第一开关组件设置于第一开口处，所述第一开口与第一开关组件的连接处设有加强元件；所述第二隔板的上端面呈半圆球状，所述第二隔板的下端面呈平面状，所述第二隔板的中部开设有用于使所述发泡材料通过的第二开口，所述第二开关组件设置于第二开口处，所述第二开口与第二开关组件的连接处设有加强元件。