[发明专利]蓄热式模具压塑成型干燥工艺及其模具

说明书

本发明属于工艺技术领域，特别涉及可生物降解无污发泡类材料(见中国专利申请号92104631．6、94105304．0等)制成品的成型工艺及其模具，是中国发明专利申请94104054．2“热模及其压塑发泡成型工艺”的改进发明。

中国发明专利申请94104054．2“热模及其压塑发泡成型工艺”，其模具是在阴模上开有一定数量的通气小孔，其工艺是将模具加热到成型干燥所需要的温度，按填充量的要求，将成型材料投入被加热的阴模中，迅速合上阳模，待模具内气体排放基本停止后，开模取出成型制品。由于成型材料受热后，其中水的蒸发及热分解发气剂的分解气体将产生大量的高温高压气体，这些气体将在模具内产生较大的压强，难以保持合模状态；加之通气小孔排气不畅，难以将水份带出，加工效率较低；且制品表面粗糙。不仅如此，上述专利申请由于模具结构上的原因，还存在着出模不便和填充量要求严格等弊端。

本发明就是针对上述情况，以上述发明专利为基础，从工艺和模具结构入手而研制的一种蓄热式模具压塑成型干燥工艺及其模具。

本发明的工艺方法是先将模具(包括阳模和阴模)加热到一定温度(该温度与模具质量成反比，与所蒸发水量成正比，实际应用中一般在120℃～180℃之间)，按模具模腔填充量的要求，向合模前的模腔内填充一定量的成型材料，迅速合模后施加并保持一定的压力(该压力应大于模腔在与合模轴线相垂直平面上的投影面积乘以0．3～0．5MPa／cm²)。此时，模具便将预先加热所积蓄的热量迅速传递给填充的成型材料。成型材料所含水份受热后迅速汽化，产生大量高温高压水蒸汽；若成型材料中含有热分解发气剂，发气剂也会受热引发分解、产生大量气体；这些迅速产生的高温高压气体，在排气受控的模具腔内产生压强为0．3～0．5MPa／cm²的气压(模具合拢后施加并保持的压力就是为了抵抗这个压力)，模具中填充的成型材料在水分及发气剂的汽化作用下，迅速均匀充盈整个模具模腔；随后，模腔内的气体将通过模具上设置的溢气缝隙逐步排出，并带走大量水分，模腔压力逐步降至常压，成型材料成型干燥，待气体排放基本停止，即可开模从模具中取出一个完全干燥成型的模压制成品。

根据上述工艺要求，本发明还设计了与之配套的模具。该模具由阳模2(见图1)，阴模1和阴模环箍5以及阳模和阴模之间所形成的模具模腔9所构成。模具选用导热系数高和比热高的金属材料制造。模具的质量m为： m = k $\frac{D(t_2-t_1)i_2+D{i}_3}{i_1(T_2-T_1)}$ ]]>其中：D-成型材料成型时需要蒸发的水份重量(约为所含水份的90％)；

 t₁-成型材料投入模具前的温度；

 t₂-水的汽化温度；

 T₁-制成品出模时的模具温度；

 T₂-成型材料填充时的模具温度；

 i₁-模具材料的比热；

 i₂-水的比热；

 i₃-水的汽化热；

 k-调整系数，与模具的使用环境、模具材料的导热系数、溢气缝隙的

安排、模腔的复杂程度等因素相关，其取值范围为0．5～5。