[实用新型]形成发泡产品的生产系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种形成发泡产品的生产系统。 

背景技术

化学发泡剂或物理发泡剂之一与熔融聚合物母体混合，可制造聚合物的发泡产品。例如使用一般是低分子量有机化合物的化学发泡剂与熔融聚合物混合，并加热至一临界温度上释放至少一种气体，以制造聚合物的发泡产品。而物理发泡剂在大气环境下基本上为气体，在加工过程中被引入与熔融聚合物混合，或在压力下成为聚合物蕴含的一种成份，以制造聚合物的发泡产品。早期发泡技术制造的聚合物发泡产品常具有相对大的空隙或气室，亦即，其气室尺寸大于100微米，且在发泡产品中有非一致的气室尺寸分布与较低的气室密度。 

为了获得更强健与更轻的发泡产品，而有各种获得更小气室尺寸与更高气室密度的发泡成型加工技术被揭露。有研究表明，为降低气室尺寸与增加气室密度，混合熔融聚合物与物质的超临界流体状态，形成一相互溶解的单相溶液，而后在单相溶液上引起热力学的不稳定，以诱导其气室成核发生。已知传统上，各种发泡加工技术以引起单相溶液上的热力学不稳定，获得发泡产品。例如，挤塑、注塑、模塑之类的发泡加工技术。 

其中，单相溶液上的成核作用，可视为：超临界流体的分子进入在聚合物中带有清楚分界的稳定气穴的族群转变。 

透过引起热力学的不稳定，在一单相溶液上取得一极高比率的气室成核作用，是获得高气室密度的关键之一。对引起一热力学的不稳定，可透过迅速改变压力、温度或两者。因在一熔融聚合物内的超临界流体的溶解度，随压力和温度而变。在古典成核作用理论中，气室成核作用率将随压降速率的增加而增加。因此，透过使单相溶液遭受一迅速压降，促进一高气室成核作用比率。 

理想上，希望压降瞬间产生，但这是不可能的。实际上，压降必须经过一有限的时间段。越更迅速的压降引起更大的热力学不稳定，使越更大数量的气室被成核；而微孔材料上的更高气室密度，一般对应至更小气室尺寸。 

在一些研究中揭示超临界流体在单相溶液内的最大可溶总数量，取决施加于单相溶液上的工作压力和温度。例如：在相同温度下更高压力可促进超临界流体的更大最大可溶总数量。而且，在相同的压力和温度条件下的单相溶液，在相同成核条件下，当单相溶液中含较少的发泡剂溶解度时，所生成的聚合物发泡产品中气室密度也较少。 

因而，熔融聚合物中超临界流体的高溶解度，是获得高气室密度的另一关键。 

显然提高施加在单相溶液上的压力，可提高聚合物混合物内超临界流体的溶解度，及易于获得更为巨大的压降速率以提升成核过程中的热力学不稳定，利于提高发泡产品内的气室成核数量与获得更为强健的微孔发泡产品。 

对一传统发泡成型的挤塑技术，基本的发泡聚合物加工过程，可合并在一挤压发泡加工过程里。其中，对一传统塑化聚合物颗粒的挤压机，必要的挤压发泡加工过程，基本上由4个物理部件组成。气体藉由一气体计量系统被直接注入挤压机的该熔融聚合物溪流内。挤压机螺杆的混合与使均匀的部分建立该聚合物和气体的均匀混合。同时，挤压机建立想要的高气体溶解度的压力以形成单相溶液。在挤压机的末端，以一成核作用装置取得关键成核作用需要的一高成核的作用速率。 

对一挤压发泡加工过程，有时要求一额外挤压机，使进入该额外挤压机的单相溶液可适当冷却，以利于发泡产品的泡孔固定。 

对注射之类的不连续发泡成型加工过程，常使用一额外的带有柱塞的单相溶液蓄积器，在压挤加工过程中生产的单相溶液被注射前，在高压下蓄积足够注射所需的单相溶液，而后藉由注射产生瞬间的更大高压提供更为巨大的压降速率。此额外蓄积器常作为注射前的单相溶液的适当冷却，以利于泡孔固定。 

然而，对注塑之类的不连续发泡加工过程，其工艺使聚合物材料输入周期性停顿，而不利于发泡剂与聚合物的稳定混合比例。例如：当聚合物材料输入停顿时，在发泡剂引入口附近的熔融聚合物，因长时间的驻留而易含有较高剂量的发泡剂，使导致引入的发泡剂在混合物中的不均匀分布；此可能使混合物的粘度变动而不利于生产发泡产品的工艺控制。而且，发泡剂在混合物中的不均匀分布，不利于发泡产品的一致性。