[发明专利]一种半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法

权利要求书

1.一种半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，包括如下步骤：将半结晶聚合物树脂颗粒放入模具中，密封模具，将模具升温到温度T1,T1为该半结晶聚合物的熔点以下5-50℃，通入物理发泡剂，使得模腔内压力达到一定值P1，使聚合物树脂颗粒在模具中饱和一定时间t1，物理发泡剂扩散进入聚合物树脂颗粒中达到饱和；然后快速打开排气阀使得模具中压力突然降低到大气压，吸附有物理发泡剂的聚合物树脂颗粒发泡；然后关闭物理发泡剂进气阀，打开加热介质进气阀，通入高压加热介质，加热介质通常压力不小于1bar,在加热介质作用下，聚合物树脂颗粒内部发泡剂压力升高进一步膨胀，且表面部分熔融，两者作用下使得发泡的聚合物树脂颗粒相互粘结在一起模塑成型得到与模具型腔一致的发泡制品；聚合物树脂颗粒二次发泡充满模腔后将模具快速冷却到室温使发泡制品定型，开模取出。

2.根据权利要求1所述的半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，其特征在于：在模具中填充的所述聚合物颗树脂粒的重量Wp以下式计算：

Wp＝(V₀×ρ_P)/ER

其中V₀为模腔体积，ρ_P为聚合物颗粒固体密度，ER为发泡倍率。

3.根据权利要求1所述的半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，其特征在于：将模具升温到半结晶聚合物的熔点以下10-30℃，更合适在熔点以下15-20℃通入物理发泡剂，使得模腔内压力达到一定值P1≥5MPa。

4.根据权利要求1所述的半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，其特征在于：所述加热介质为水蒸气、热空气等，其中水蒸气压力较合适在大于1bar，小于5bar。

5.根据权利要求1所述的半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，其特征在于：所述半结晶聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-醋酸乙烯酯、热塑性聚氨酯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚酰胺-聚酯嵌段共聚物、热塑性聚醚-酯弹性体。

6.根据权利要求1所述的半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，其特征在于：聚合物树脂颗粒平均直径小于等于5mm，较合适小于3mm，在高压发泡剂气氛中饱和的时间不大于30分钟，较合适在10-20分钟之间。

7.根据权利要求1所述的本结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，其特征在于:物理发泡剂至少一种选自二氧化碳、丁烷、丙烷、乙醇或它们的复合物。

8.一种半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，包括如下步骤：将半结晶聚合物树脂颗粒放入模具中，密封模具，将模具升温到T1,T1为半结晶聚合物的熔点以下5-50℃，较适合在熔点以下10-30℃，更合适在熔点以下15-20℃通入物理发泡剂，使得模腔内压力达到一定值P1，P1≥5MPa，使聚合物树脂颗粒在模具中饱和一定时间t1，30min≥t1≥5min然后快速降低模具内压力，得到第一次预发泡聚合物颗粒；然后再次通入物理发泡剂并达到一定压力P2,P2≥5MPa,在P2压力下饱和t2时间，30min≥t2≥5min，然后快速降低模具中的压力，得到发泡聚合物珠粒；关闭排气阀和发泡剂进气阀，打开高压热介质进气阀，通入高压热介质，其压力不低于1bar，较合适1-5bar之间，在高压热介质作用下，气泡内部发泡剂压力升高使得发泡珠粒进一步膨胀，且表面部分熔融，两者作用下使得发泡颗粒相互粘结在一起模塑成型得到与模具型腔一致的发泡制品；聚合物颗粒二次发泡充满模腔后将模具快速冷却到室温使发泡制品定型，开模取出。

9.根据权利要求8所述的半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，其特征在于：在模具中填充的所述聚合物颗树脂粒的重量Wp以下式计算：

Wp＝(V₀×ρ_P)/ER

其中V₀为模腔体积，ρ_P为聚合物颗粒固体密度，ER为发泡倍率。

10.根据权利要求8所述的半结晶聚合物原位发泡模塑成型方法，其特征在于：所述半结晶聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-醋酸乙烯酯、热塑性聚氨酯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物，聚酰胺-聚酯嵌段共聚物、热塑性聚醚-酯弹性体。