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域。

背景技術：

微發(fā)泡注射是一項很有發(fā)展前途的高端節(jié)能的成型技術，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。在生產高質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?，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(二氧化碳或氮氣)溶解到熔體中進行模塑成型，一種是用超臨界流體(二氧化碳或氮氣)對固體原料進行飽和滲透后熔融注射。

前者的代表性技術是Mucell技術，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，這些氣泡核逐漸長大生成微小的孔洞。但是該技術對設備要求高，需要開發(fā)專用注塑機，螺桿較普通注射螺桿要長，且需要在螺桿上設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注射裝置前端增設混煉裝置，將超臨界流體注入該區(qū)域，本質上是Mucell技術的變形，具有設備改造復雜、投資成本高、工藝控制困難等問題。

而后者通過對原材料進行超臨界流體預飽和滲透，得到飽和原材料，然后直接在普通注塑機中進行注射成型。該工藝無需對注塑機進行改造、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熔融塑化之間的時間對滲透材料的影響較大，容易導致氣體逸出，影響發(fā)泡效果和制品質量。因此需要找到一種新的技術方案來縮短飽和原材料到加入注塑機的時間，減少氣體分子逸出。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提出一種生產效率高、成型過程易于控制的、設備改造復雜程度低的連續(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方案實現(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置壓力控制閥和增壓泵，以控制滲透釜內壓力。滲透釜內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，可以是壓力開關閥或者是旋轉閥。

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

注塑裝置包括注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。其中，注射系統(tǒng)由噴嘴、機筒、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構形式。其中一種滲透釜具有一個密閉空間，下方為飽和原材料出口，出口處設置鎖氣器、出料閥，通過滲透釜內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，兩層之間設置鎖氣器，滲透釜上層空間飽和原材料通過切換鎖氣器進入滲透釜下層空間，以實現(xiàn)在滲透釜上層空間對原材料進行飽和滲透，滲透釜下層空間對飽和原材料進行儲料，便于原材料的補充和工藝的連續(xù)化生產，滲透釜下層空間的飽和原材料通過旋轉閥進入受料器。

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，在氣體壓縮機產生的具有較高壓力的氣體的作用下，調節(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入注射裝置機筒中，在螺桿的作用下熔融塑化，滲透到原材料中的氣體在此時進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構，進而得到微發(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的時間，減少氣體分子逸出，是一種生產效率高、成型過程易于控制的、設備改造復雜程度低的連續(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構形式示意圖。

圖中：1.氣體壓縮機，2.干燥器，3.儲氣罐，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.機筒，16.噴嘴。

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

具體實施方式

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之間設置壓力控制閥7、增壓泵等，以控制滲透釜內壓力。滲透釜6內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，可以是壓力開關閥或者是旋轉閥。

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

注塑裝置包括注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、動力系統(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，動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)控制注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)的運動，其中的注射系統(tǒng)一般由噴嘴16、機筒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有兩種不同的結構形式。其中一種滲透釜6具有一個密閉空間，下方為飽和原材料出口，出口處設置鎖氣器5、出料閥6，通過滲透釜6內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進入滲透釜下層空間6-3，以實現(xiàn)在滲透釜上層空間6-2對原材料進行飽和滲透，滲透釜下層空間6-3對飽和原材料進行儲料，便于原材料的補充和工藝的連續(xù)化生產，滲透釜下層空間6-3的飽和原材料通過旋轉閥進入受料器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1產生的具有較高壓力的氣體的作用下，調節(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中的飽和原材料進入注射系統(tǒng)機筒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進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構，進而得到微發(fā)泡注塑制品。

以上所述為本發(fā)明的具體設備及工藝情況，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備及工藝過程，任何基于上述所說的對于相關設備修改或替換，任何基于上述所說的對于相關工藝的局部調整，只要在本發(fā)明的精神領域范圍內，均屬于本發(fā)明。