本發(fā)明涉及一種微發(fā)泡注射成型方法，尤其涉及一種超臨界飽和顆粒氣力輸送微發(fā)泡注射成型方法，屬于高分子材料加工成型領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

微發(fā)泡注射是一項(xiàng)很有發(fā)展前途的高端節(jié)能的成型技術(shù)，其工藝突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限，可顯著減輕制件的重量、縮短成型周期，并極大地改善了制件的翹曲變形和尺寸穩(wěn)定性。在生產(chǎn)高質(zhì)量要求的精密制品上，微發(fā)泡注塑成型工藝具有很大的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)有微發(fā)泡注射成型工藝方法主要有兩種：一種是將超臨界流體(二氧化碳或氮?dú)?溶解到熔體中進(jìn)行模塑成型，一種是用超臨界流體(二氧化碳或氮?dú)?對(duì)固體原料進(jìn)行飽和滲透后熔融注射。

前者的代表性技術(shù)是Mucell技術(shù)，首先是將超臨界流體注入螺桿中部與熔融聚合物形成單相熔體，然后通過開關(guān)式噴嘴射入溫度和壓力較低的模具型腔，由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在制品中形成大量的氣泡核，這些氣泡核逐漸長(zhǎng)大生成微小的孔洞。但是該技術(shù)對(duì)設(shè)備要求高，需要開發(fā)專用注塑機(jī)，螺桿較普通注射螺桿要長(zhǎng)，且需要在螺桿上設(shè)置額外的剪切和混合功能部件。專利(CN 103112135 A)和專利(CN 101746014 B)中分別提出在普通注塑機(jī)注射裝置前端增設(shè)混煉裝置，將超臨界流體注入該區(qū)域，本質(zhì)上是Mucell技術(shù)的變形，具有設(shè)備改造復(fù)雜、投資成本高、工藝控制困難等問題。

而后者通過對(duì)原材料進(jìn)行超臨界流體預(yù)飽和滲透，得到飽和原材料，然后直接在普通注塑機(jī)中進(jìn)行注射成型。該工藝無需對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行改造、成型過程易于控制，成型效率較高。專利(CN 104723490 A)便是采用這種工藝方法。但是，飽和原材料的放置溫度環(huán)境以及從取出飽和原材料到加入注塑機(jī)熔融塑化之間的時(shí)間對(duì)滲透材料的影響較大，容易導(dǎo)致氣體逸出，影響發(fā)泡效果和制品質(zhì)量。因此需要找到一種新的技術(shù)方案來縮短飽和原材料到加入注塑機(jī)的時(shí)間，減少氣體分子逸出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出一種生產(chǎn)效率高、成型過程易于控制的、設(shè)備改造復(fù)雜程度低的連續(xù)微發(fā)泡注射成型裝置。

本發(fā)明的目的可以通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種超臨界飽和顆粒氣力輸送微發(fā)泡注射成型裝置，主要裝置包括有超臨界流體滲透裝置、氣力輸送裝置及注塑裝置。

超臨界流體滲透裝置主要由供氣罐、超臨界流體生成器、滲透釜、鎖氣器、出料閥和氣管等組成，供氣罐、超臨界流體生成器、滲透釜依次通過氣管連接，超臨界流體生成器與滲透釜之間設(shè)置壓力控制閥和增壓泵，以控制滲透釜內(nèi)壓力。滲透釜內(nèi)溫度維持在超臨界流體臨界溫度以上。鎖氣器的作用是均勻供料或卸料，同時(shí)阻止氣體漏入。出料閥的作用是控制出料流量，可以是壓力開關(guān)閥或者是旋轉(zhuǎn)閥。

氣力輸送裝置主要包括氣體壓縮機(jī)、干燥器、儲(chǔ)氣罐、受料器、氣管和輸送管等。氣體壓縮機(jī)、干燥器、儲(chǔ)氣罐、受料器依次通過氣管連接。受料器的作用是進(jìn)入物料，造成合適的固氣比，使物料啟動(dòng)、加速。

注塑裝置包括注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。其中，注射系統(tǒng)由噴嘴、機(jī)筒、螺桿、加熱器、料斗、尾部密封組件等組成。

在上述的一種超臨界飽和顆粒氣力輸送微發(fā)泡注射成型方法中，滲透釜有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式。其中一種滲透釜具有一個(gè)密閉空間，下方為飽和原材料出口，出口處設(shè)置鎖氣器、出料閥，通過滲透釜內(nèi)壓力和材料自身重力將物料輸送到受料器；另一種滲透釜中間由隔板隔開，分為上下兩層，兩層之間設(shè)置鎖氣器，滲透釜上層空間飽和原材料通過切換鎖氣器進(jìn)入滲透釜下層空間，以實(shí)現(xiàn)在滲透釜上層空間對(duì)原材料進(jìn)行飽和滲透，滲透釜下層空間對(duì)飽和原材料進(jìn)行儲(chǔ)料，便于原材料的補(bǔ)充和工藝的連續(xù)化生產(chǎn)，滲透釜下層空間的飽和原材料通過旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入受料器。

上述的一種超臨界飽和顆粒氣力輸送微發(fā)泡注射成型方法主要包括以下步驟：

第一步：將原材料放入滲透釜，利用超臨界流體生成器生成的超臨界流體進(jìn)行飽和滲透，得到飽和原材料；

第二步：切換出料閥，將飽和原材料輸送到受料器，在氣體壓縮機(jī)產(chǎn)生的具有較高壓力的氣體的作用下，調(diào)節(jié)到合適的固氣比，使飽和原材料在氣力的作用下在輸送管中成柱塞狀態(tài)往前輸送到注射裝置料斗中；

第三步：料斗中的飽和原材料進(jìn)入注射裝置機(jī)筒中，在螺桿的作用下熔融塑化，滲透到原材料中的氣體在此時(shí)進(jìn)行均勻混合分散到熔體中，然后注射到模具型腔，在模具型腔中氣泡成核形成微孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而得到微發(fā)泡注塑制品。

本發(fā)明的有益效果是：縮短了飽和原材料到加入注塑機(jī)的時(shí)間，減少氣體分子逸出，是一種生產(chǎn)效率高、成型過程易于控制的、設(shè)備改造復(fù)雜程度低的連續(xù)微發(fā)泡注射成型方法。

附圖說明

圖1為超臨界飽和顆粒氣力輸送微發(fā)泡注射成型裝置示意圖；

圖2為超臨界飽和顆粒氣力輸送微發(fā)泡注射成型裝置一種滲透釜結(jié)構(gòu)形式示意圖。

圖中：1.氣體壓縮機(jī)，2.干燥器，3.儲(chǔ)氣罐，4.受料器，5.鎖氣器，6.滲透釜，7.壓力控制閥，8.超臨界流體生成器，9.供氣罐，10.出料閥，11.尾部密封組件，12.料斗，13.加熱器，14.螺桿，15.機(jī)筒，16.噴嘴。

其中，6-1.滲透釜進(jìn)料口，6-2.滲透釜上層空間，6-3.滲透釜下層空間。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明超臨界飽和顆粒氣力輸送微發(fā)泡注射成型裝置，如圖1所示，主要裝置包括有超臨界流體滲透裝置、氣力輸送裝置及注塑裝置。

超臨界流體滲透裝置主要由供氣罐9、超臨界流體生成器8、滲透釜6、鎖氣器5、出料閥10、氣管等組成，供氣罐9、超臨界流體生成器8、滲透釜6依次通過氣管連接。超臨界流體生成器8與滲透釜6之間設(shè)置壓力控制閥7、增壓泵等，以控制滲透釜內(nèi)壓力。滲透釜6內(nèi)溫度維持在超臨界流體臨界溫度以上。鎖氣器5的作用是均勻供料或卸料，同時(shí)阻止氣體漏入。出料閥10的作用是控制出料流量，可以是壓力開關(guān)閥或者是旋轉(zhuǎn)閥。

氣力輸送裝置主要包括氣體壓縮機(jī)1、干燥器2、儲(chǔ)氣罐3、受料器4、氣管、輸送管等。氣體壓縮機(jī)1、干燥器2、儲(chǔ)氣罐3、受料器4依次通過氣管連接。受料器4的作用是進(jìn)入物料，造成合適的固氣比，使物料啟動(dòng)、加速。

注塑裝置包括注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)并列放置，注射系統(tǒng)向合模系統(tǒng)的模具中注入熔體，動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)控制注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，其中的注射系統(tǒng)一般由噴嘴16、機(jī)筒15、螺桿14、加熱器13、料斗12、尾部密封組件11等組成。

在上述的一種超臨界飽和顆粒氣力輸送微發(fā)泡注射成型裝置中，滲透釜6有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式。其中一種滲透釜6具有一個(gè)密閉空間，下方為飽和原材料出口，出口處設(shè)置鎖氣器5、出料閥6，通過滲透釜6內(nèi)壓力和材料自身重力將物料輸送到受料器4；另一種滲透釜6中間由隔板隔開，分為上下兩層，兩層之間設(shè)置鎖氣器5，滲透釜上層空間6-2飽和原材料通過切換鎖氣器5進(jìn)入滲透釜下層空間6-3，以實(shí)現(xiàn)在滲透釜上層空間6-2對(duì)原材料進(jìn)行飽和滲透，滲透釜下層空間6-3對(duì)飽和原材料進(jìn)行儲(chǔ)料，便于原材料的補(bǔ)充和工藝的連續(xù)化生產(chǎn)，滲透釜下層空間6-3的飽和原材料通過旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入受料器4。

上述的一種超臨界飽和顆粒氣力輸送微發(fā)泡注射成型方法主要包括以下步驟：

第一步：將原材料放入滲透釜6，利用超臨界流體生成器8生成的超臨界流體進(jìn)行飽和滲透，得到飽和原材料；

第二步：切換出料閥10，將飽和原材料輸送到受料器4，在氣體壓縮機(jī)1產(chǎn)生的具有較高壓力的氣體的作用下，調(diào)節(jié)到合適的固氣比，使飽和原材料在氣力的作用下在輸送管中成柱塞狀態(tài)往前輸送到注射系統(tǒng)料斗12中；

第三步：料斗12中的飽和原材料進(jìn)入注射系統(tǒng)機(jī)筒15中，在螺桿14的作用下熔融塑化，滲透到原材料中的氣體在此時(shí)進(jìn)行均勻混合分散到熔體中，然后注射到模具型腔，在模具型腔中氣泡成核形成微孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而得到微發(fā)泡注塑制品。

以上所述為本發(fā)明的具體設(shè)備及工藝情況，配合各圖予以說明。但是本發(fā)明并不局限于以上所述的具體設(shè)備及工藝過程，任何基于上述所說的對(duì)于相關(guān)設(shè)備修改或替換，任何基于上述所說的對(duì)于相關(guān)工藝的局部調(diào)整，只要在本發(fā)明的精神領(lǐng)域范圍內(nèi)，均屬于本發(fā)明。