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滾塑發(fā)泡成型技術(shù)簡(jiǎn)介

2012年07月26日 14:02來源: >>進(jìn)入該公司展臺(tái)人氣:1911


  連續(xù)滾塑發(fā)泡成型一般分為兩步法、多步法和—步法。
  
  1、兩步法
  
  兩步法滾塑發(fā)泡成型技術(shù)是在間歇滾塑發(fā)泡成型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。大部分的兩步法成型工藝是在滾塑模具內(nèi)放置一個(gè)預(yù)先裝入發(fā)泡樹脂粉末的投入箱。當(dāng)模具內(nèi)的非發(fā)泡樹脂粉末開始熔融覆蓋住模具內(nèi)壁后,打開投入箱,釋放出發(fā)泡樹脂粉末,就能在致密的非發(fā)泡層上形成發(fā)泡內(nèi)芯了。操作者也可以利用高熔點(diǎn)的熱塑性塑料制成投入袋,在投入袋中預(yù)先裝入發(fā)泡樹脂粉末,當(dāng)模具內(nèi)的溫度達(dá)到熱塑性塑料袋的熔融溫度時(shí),投入袋熔融破裂,釋放出樹脂粉末。
  
  兩步法雖然不用中斷加工,但是如何準(zhǔn)確地打開投入箱或如何準(zhǔn)確地控制溫度使得投入袋*破裂、充分釋放非發(fā)泡樹脂是該方法的難點(diǎn)所在。同時(shí),加工制造投入箱或投人袋無疑會(huì)增加加工成本,并且對(duì)設(shè)備的控制系統(tǒng)提出了較高的要求。
  
  2、多步法
  
  多步法一般是用于生產(chǎn)多層制品,其工作原理和兩步法類似。如果在發(fā)泡內(nèi)壁上還有一層非發(fā)泡層,則使用第二個(gè)投入箱或多個(gè)熱塑性投入袋,在已經(jīng)形成的發(fā)泡內(nèi)芯層表面釋放非發(fā)泡樹脂,形成非發(fā)泡層。
  
  兩步法和多步法仍然存在設(shè)備復(fù)雜、需要對(duì)舊有的滾塑設(shè)備進(jìn)行大量改造、工藝條件控制困難等問題。為了能夠zui大限度地利用原有的滾塑設(shè)備,人們開發(fā)出了一步法滾塑發(fā)泡成型技術(shù)。
  
  3、一步法
  
  一步法滾塑發(fā)泡成型基本上能夠直接使用傳統(tǒng)的滾塑成型設(shè)備,無需進(jìn)行額外的設(shè)備改造,生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。和傳統(tǒng)的滾塑設(shè)備相比,一步法滾塑發(fā)泡設(shè)備無需進(jìn)行大型改造,但對(duì)其加熱、冷卻等溫度控制系統(tǒng)則提出了更高的要求。要求溫度控制、熱傳導(dǎo)效率高等。目前,由于一步法滾塑發(fā)泡成型技術(shù)在設(shè)備、工藝和制品質(zhì)量等方面具有明顯優(yōu)勢(shì),近年來發(fā)展迅速,將會(huì)成為今后zui重要、有發(fā)展應(yīng)用前景的滾塑發(fā)泡成型技術(shù)。
  
  為了獲得致密的非發(fā)泡外殼和發(fā)泡內(nèi)芯,目前一步法滾塑發(fā)泡主要是利用發(fā)泡樹脂和非發(fā)泡樹脂的密度不同、熱容不同、顆粒尺寸不同的特點(diǎn)進(jìn)行制品加工生產(chǎn)。目前主要有3種工藝路線及成型方法:
  
  利用非發(fā)泡樹脂粉末和發(fā)泡樹脂粉末密度不同的特性獲得非發(fā)泡外殼和發(fā)泡內(nèi)芯。該方法所選用的非發(fā)泡樹脂的密度比發(fā)泡樹脂的大,在加料的時(shí)候同時(shí)加入這兩種樹脂。模具旋轉(zhuǎn)送入加熱爐后,由于樹脂的密度不同,在離心力的作用下密度較大的非發(fā)泡樹脂離模腔內(nèi)壁zui近,zui先受熱開始熔融,形成非發(fā)泡層。然后在非發(fā)泡層的內(nèi)壁上發(fā)泡樹脂開始熔融,發(fā)泡劑釋放氣體,形成發(fā)泡層。但是,如果非發(fā)泡樹脂和發(fā)泡樹脂的密度差別不大的話,發(fā)泡層和非發(fā)泡層之間的區(qū)別就不是十分明顯。目前常用的幾種熱塑性塑料的密度相差不是太大,因此要獲得足夠的離心力,模具必須高速旋轉(zhuǎn)。但在滾塑成型工藝中,模具的旋轉(zhuǎn)速度一般較低,以保證樹脂粉末能夠很好地覆蓋住模具的內(nèi)表面,得到外形合格的制品。
  
  利用非發(fā)泡樹脂粉末和發(fā)泡樹脂粉末熱容不同的特性獲得非發(fā)泡外殼和發(fā)泡內(nèi)芯。
  
  該方法所選用的非發(fā)泡樹脂的熱容比發(fā)泡樹脂粉末的熱容小,在加料的時(shí)候同時(shí)加入這兩種樹脂。模具送入加熱爐后,由于非發(fā)泡樹脂的熱容較小,首先開始熔融,粘附在模具的內(nèi)壁上。與此同時(shí),發(fā)泡樹脂的熱容較大,在非發(fā)泡樹脂開始熔融的時(shí)候,發(fā)泡樹脂還是顆粒狀,隨著模具的旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng),逐漸聚集在模具的中間,隨著模具溫度不斷升高,發(fā)泡樹脂開始熔融,發(fā)泡劑開始分解釋放氣體,這樣就在非發(fā)泡層的內(nèi)壁上形成了發(fā)泡層。但是這種方法對(duì)加工條件和溫度控制系統(tǒng)要求較高。
  
  利用非發(fā)泡樹脂粉末和發(fā)泡樹脂粉末顆粒尺寸不同的特性獲得非發(fā)泡外殼和發(fā)泡內(nèi)芯。該方法所選用的非發(fā)泡樹脂的尺寸明顯比發(fā)泡樹脂的尺寸小。發(fā)泡樹脂預(yù)先和發(fā)泡劑混合均勻,制備成較大的顆粒。加料的時(shí)候同時(shí)加入這兩種樹脂。模具被送人加熱爐后,由于非發(fā)泡樹脂的尺寸較小,離加熱爐壁較近,zui先受熱開始熔融,形成非發(fā)泡層。然后在非發(fā)泡層的內(nèi)壁上發(fā)泡樹脂開始熔融,發(fā)泡劑釋放氣體,形成發(fā)泡層。
  
  目前,滾塑發(fā)泡成型的一個(gè)重要研究方面就是發(fā)泡樹脂的研究開發(fā),要求所選用的聚合物樹脂有一定的熔體彈性,必須能夠抵抗氣泡內(nèi)氣體壓力。如果熔體彈性太小,氣泡就會(huì)破裂。并且,在樹脂研磨成粉末前就要將發(fā)泡劑和樹脂混好,以保證發(fā)泡劑粉末能夠均勻分散在聚合物粉末中。現(xiàn)在,大多是將樹脂密度、熱容、樹脂尺寸及化學(xué)發(fā)泡劑等因素相結(jié)合,開發(fā)出適用于滾塑發(fā)泡成型的發(fā)泡樹脂原料。理論上,任何類型的熱塑性塑料都可用于滾塑發(fā)泡成型,但由于其工藝的特殊性,選擇原料時(shí)有一些特殊的要求。首先,由于是無壓成型,滾塑發(fā)泡原料必須具有良好的流動(dòng)性,使之能夠像液體一樣平穩(wěn)地流人模腔的各個(gè)角落,獲得壁厚均勻的制品。其次,由于滾塑發(fā)泡成型的周期較長(zhǎng),原料需承受較高的溫度,因此它的熱穩(wěn)定性要好。zui后,為了能夠抵抗氣泡內(nèi)的氣體壓力,塑料原料要求有一定的熔體彈性。如果熔體彈性過小,氣泡就會(huì)破裂,影響氣泡質(zhì)量.
  
  沖擊強(qiáng)度或韌性在選擇材料時(shí)是一個(gè)非常重要的考慮因素,也是對(duì)滾塑發(fā)泡制品的主要要求。線性低密度聚乙烯能滿足這一要求,因而被廣泛用于滾塑發(fā)泡工藝。PVC增塑粉料、醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丁基丙烯酸酯共聚物(EBA)及尼龍、ABS、乙烯-三氟乙烯共聚物(ECTFE)等也用于特殊應(yīng)用領(lǐng)域。具有開發(fā)前景的原料還包括聚苯醚(PPO)、ABS-聚碳酸酯合金、PEEK、PPS和玻璃纖維增強(qiáng)尼龍等。近年來,茂金屬催化劑合成聚乙烯為滾塑發(fā)泡提供了優(yōu)良聚乙烯原料。
  
  —般來說,發(fā)泡劑有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑。但是,由于滾塑發(fā)泡成型基本上是無壓成型,不采用物理發(fā)泡劑。因?yàn)槭褂梦锢戆l(fā)泡劑就要提高模具內(nèi)的壓力,這將大大提高設(shè)備成本,因此在滾塑發(fā)泡成型中一般使用化學(xué)發(fā)泡劑?;瘜W(xué)發(fā)泡劑在特定的溫度范圍內(nèi)開始分解產(chǎn)生氣體。使用化學(xué)發(fā)泡劑需要注意的是發(fā)泡劑的分解溫度范圍必須高于聚合物熔融溫度。如果發(fā)泡劑已經(jīng)開始分解而聚合物熔體的熔融階段才剛剛開始,氣體就很容易溢出,不能在熔體內(nèi)形成氣泡。除了發(fā)泡劑的分解溫度以外,還要注意發(fā)泡劑的分解串、產(chǎn)生或吸收能量的能力、氣體產(chǎn)量。因?yàn)閦ui終的發(fā)泡結(jié)構(gòu)都和這些因素有關(guān),選擇合適的發(fā)泡劑是聚合物發(fā)泡成型的關(guān)鍵,目前通常使用的發(fā)泡劑有CelogenOT、AZ。
  
  除了發(fā)泡劑以外,還需要考慮其他的各種助劑。需要注意的是某些著色劑,尤其是碳黑或氧化鐵顏料。這些助劑可能會(huì)吸收發(fā)泡劑所產(chǎn)生的氣體,或者會(huì)和化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)生反應(yīng),降低發(fā)泡劑的效率,有時(shí)會(huì)帶來嚴(yán)重的后果。
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