泡沫塑料成型办法与模具

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第17章泡沫塑料成型模具

泡沫塑料是以树脂为原料制成的内部含有无数微小泡孔的塑料制品。现代技术几乎能把所有热固性和热塑性树脂加工成泡沫塑料。目前，主要的泡沫塑料品种有聚氨脂、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和脲醛等。泡沫塑料具有密度低、导热系数低、吸湿性低、回弹性好、绝热和吸音隔音等特点，因此，在建筑上广泛用作隔音材料，在制冷方面广泛用作绝热材料，在仪器仪表、家用电器和工艺晶等方面广泛用作防震防潮的包装材料，在水面作业时常用作漂浮材料。

泡沫塑料按其发泡倍率的不同可分为低发泡、中发泡和高发泡泡沫塑料。一般来说，低发泡泡沫塑料密度大于0.4g/cm ’；中发泡泡沫塑料密度为0.1~0.4 g/cm 3；高发泡泡沫塑料密度低于0.1g/cm 3。 17.1 塑料。

因使方法是17.2.1可发性聚苯乙烯珠粒的制备

在成型泡沫塑料之前，必须先将发泡剂与聚苯乙烯制成易于流动的珠状半透明的可发性聚苯乙烯珠粒。

(1)预发泡预发泡有间隙歇法和连续法两种，目前多用连续法，其主要设备是连续蒸汽预发泡机，如图16.1所示。

预发泡前，发泡剂(通常为石油醚、正戊烷、异戊烷、季戊烷等)在聚苯乙烯合成时或聚合后加入，含量约为6％—8％。将含有发泡剂的珠粒状聚苯乙烯加入发泡机，利用蒸汽将其加热到90-1050C ，使树脂软化，同时发泡剂汽化造成压力，促使珠粒膨胀40~80倍。

(2)熟化预发泡后的颗粒在环境温度下自然冷却，贮存一段时间，具体时间可由实验确定。泡孔内的发泡气体和水蒸汽凝成液态，珠内压力减小，形成局部真空状态，这时周围的空气通过泡孔膜渗

透入泡中，使气泡内的压力与环境压力达到平衡，这一过程称为熟化。由于发泡剂与空气组合，进一步发泡时，预发泡颗粒将会产生更大的膨胀力。

通常熟化处理在布袋或大型网状料仓中进行，最适宜的熟化温度为22~260C下熟化8~24h后就可放入模具中成型。一般室温

17.2.2聚苯乙烯泡沫塑料的成型工艺

聚苯乙烯泡沫塑料在模具内通入蒸汽加热成型，故称为蒸汽加热成型法。

按照加热方式与使用设备的不同，可分为蒸箱发泡成型和泡沫塑料成型机(一种专用液压机)直接通蒸汽发泡成型两种。

(1)蒸箱发泡对于生产小型、薄壁和复杂的塑件，大多采用蒸箱发泡成型。将填满可发性聚苯乙烯原料的模具合模后放进蒸箱通人蒸汽加热，蒸汽压力和加热时间视塑件大小和厚度而定。一般蒸汽

(2)

17.2.3

常采

图16.2

的通

型腔内，料满后关闭气阀，然后在动、定模汽室内通人一定蒸汽压力的蒸汽，保持一定时间，接着再保温一段时间，然后在蒸汽室内通冷却水，冷却后脱模取件。

图16.3为包装盒机动发泡模，适合于在卧式泡沫塑料成型机上生产。为了保证模具的良好密封，在动、定模板及分型面处设有密封环，在定模汽室板5、动模汽室板2和成型套10上均设有孔径8mm的通气小孔，孔距为20mm。

17.2.3.3模具设计应注意的问题

(1)型腔壁厚应尽量均匀虽然泡沫塑料成型模具一般都并不复杂，但是，由于每一次生产循环都会使模具受热受冷各一次，这样频繁的膨胀与收缩引起的热交变应力对模具的寿命会产生较大的影响，若模具壁厚不均匀，则影响就会更大，因此，泡沫塑料成型模具要求壁厚尽量均匀，一般约10 mm左右。

(2)型腔应考虑脱模斜度一般型腔深度在100mm以内时，脱模斜度取10~1.50；型腔深度100mm以

上时，脱模斜度取20~30。手工操作的模具一般用手工脱模，因此，脱模斜度应取上限。有蒸汽室的机动泡沫塑料成型模具常采用在蒸汽室内通人压缩空气脱模的方法，受力比较均匀，故脱模斜度可取下限。另外，蒸汽室一定要考虑密封的问题，同时，为了使蒸汽室能均匀冷却，冷却水的通人与排出应能保证型腔均匀地得到冷却，且在蒸汽室中不应积水。

(3)模具材料发泡成型的工艺特点决定了泡沫塑料的成型模具必须具有良好的导热性和能够长期经受由热胀冷缩产生的交变应力，还要具有耐蚀性能。在中小批量生产中，一般采用铝合金铸件来制造模具；在大批量生产中，可采用青铜等材料。为了保护模具型腔不受腐蚀以及脱模方便，通常型腔表面抛光后应涂脱模剂，最常用的脱模剂是硅油。

17.3聚四氟乙烯塑料成型工艺与冷压成型模具

聚四氟乙烯树脂的大分子链中，由于碳键的存在，增加了链的刚性。聚四氟乙烯是结晶型聚合物，其晶区熔点很高(3270C)，加上分子量很大和分子链的密集堆积等，使得其在高温下的熔融粘度很高，甚至加热到分解温度(4150C)时仍然不能变为粘流态。虽然聚四氟乙烯是热塑性塑料，但不能用一般热塑性塑料的成型方法成型，只能用类似粉末冶金烧结成型方法来成型，这种方法通常称为冷压烧结成型。成型时，先将，‘定量的聚四氟乙烯放人常温的模具型腔中，在压力的作用下压成密实的型坯，然后送至烧结炉(亦称烘室)内进行烧结，冷却后成为塑料制件。

成型

冷压成型的过程包括聚四氟乙烯粒度的选择、加料及其控制、压制及其工艺参数的选择压制过程中排气以及脱模等。

(1)粒度

(2)加料(也是量(

(3)压制

以致型