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氣助注塑的制作方法

文檔序號(hào):4447465閱讀:276來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:氣助注塑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
采用氣助注塑(以下稱GAIM)制造模塑聚氨酯(或含聚氨酯),尤其是熱塑性產(chǎn)品,如彈性體、軟質(zhì)泡沫塑料和硬質(zhì)泡沫塑料的方法。優(yōu)選的聚氨酯產(chǎn)品是熱塑性聚氨酯。
背景技術(shù)
熱塑性聚氨酯,以下稱作TPU,是熟知的熱塑性彈性體。特別是,它們表現(xiàn)出非常高的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度、高的低溫柔性、極好的耐磨和抗劃傷性。它們還具有耐油、脂和許多溶劑的高穩(wěn)定性以及耐紫外線輻射的穩(wěn)定性,因而在諸如汽車和制鞋工業(yè)之類的許多最終應(yīng)用領(lǐng)域中廣泛使用。
由于對(duì)更輕材料需求的增長(zhǎng),需要開(kāi)發(fā)一種低密度TPU,這代表著提供具有最少等于傳統(tǒng)低密度PU的物理性能的此類產(chǎn)品的巨大技術(shù)挑戰(zhàn)。
通過(guò)液態(tài)反應(yīng)物的加成聚合反應(yīng)生成彈性固態(tài)模塑體來(lái)生產(chǎn)鞋底和其他聚氨酯零件乃是已知技術(shù)。迄今,所用反應(yīng)物一直是多異氰酸酯和含羥基基團(tuán)的聚酯或聚醚。發(fā)泡是通過(guò)加入低沸點(diǎn)液體或借助二氧化碳實(shí)現(xiàn)的,結(jié)果獲得一種至少部分地包含開(kāi)孔的泡沫體。
通過(guò)TPU的發(fā)泡來(lái)減輕材料的重量迄今尚未得出令人滿意的結(jié)果。TPU采用熟知的發(fā)泡劑,如以偶氮二碳酰胺(放熱)或碳酸氫鈉(吸熱)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品,進(jìn)行發(fā)泡的嘗試在密度減少到800kg/m3以下的模塑件中并不成功。
采用吸熱發(fā)泡劑,雖可獲得良好表面光潔度(finish),但可實(shí)現(xiàn)的最低密度是約800kg/m3。還有,該加工也不非常均一且導(dǎo)致較長(zhǎng)脫模時(shí)間。由于模具溫度比較低,故在模具表面很少發(fā)泡或沒(méi)有發(fā)泡,導(dǎo)致皮層致密、有些厚,而泡孔芯則太粗。
采用放熱發(fā)泡劑,雖可獲得密度較低(低至750kg/m3)的泡沫體,且泡孔結(jié)構(gòu)也非常細(xì),但表面光潔度為大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域所不可接受的,而且脫模時(shí)間甚至更長(zhǎng)。
由上面所述清楚地看出,一直存在著對(duì)皮層質(zhì)量改進(jìn)、可以較短的脫模時(shí)間生產(chǎn)低密度TPU的需求。
現(xiàn)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn),含聚氨酯模塑產(chǎn)品采用氣助注塑制造能夠滿足上述目的。脫模時(shí)間明顯縮短,且該方法可在較低溫度實(shí)施,從而使得機(jī)筒穩(wěn)定性較好。另外,在維持或改進(jìn)皮層質(zhì)量和脫模時(shí)間的同時(shí)進(jìn)一步降低了密度。
因此,本發(fā)明涉及一種特征在于采用氣助注塑的制造熱塑性聚氨酯模塑產(chǎn)品的方法。
按照另一種實(shí)施方案,通過(guò)配合著氣體注塑采用氣體反壓,提供一種制造聚氨酯模塑產(chǎn)品的方法。
按照又一種實(shí)施方案,通過(guò)在可發(fā)微球存在下采用氣助注塑,提供一種制造聚氨酯模塑產(chǎn)品的方法。
如此獲得的低密度熱塑性聚氨酯(密度不大于800kg/m3)具有細(xì)泡孔結(jié)構(gòu)、均一密度分布、非常好的表面外觀、厚度均一的皮層,表現(xiàn)出與傳統(tǒng)PU可比的物理性能,從而使它們適合寬范圍多種不同領(lǐng)域的應(yīng)用。
本發(fā)明提供的TPU產(chǎn)品在密度等于或小于800kg/m3的條件下具有卓越的低溫動(dòng)態(tài)撓曲性能和脫模時(shí)格林強(qiáng)度(green strength)。
術(shù)語(yǔ)“格林強(qiáng)度”,如同本領(lǐng)域所知,表示脫模時(shí)TPU的基本整體性和強(qiáng)度。模塑制品,如鞋底和其他模塑制品,的聚合物皮層應(yīng)具備足以承受90~180度彎曲而不出現(xiàn)表面裂紋的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)強(qiáng)度以及撕裂強(qiáng)度。為達(dá)到這一特征,現(xiàn)有技術(shù)方法通常要求至少5分鐘的脫模時(shí)間。
因此,本發(fā)明另外還提供在最短脫模時(shí)間方面的改進(jìn)。也就是說(shuō),可實(shí)現(xiàn)2~3min的脫模時(shí)間。
有各種不同能夠加壓氣體以便將其注入到模塑過(guò)程中的設(shè)備。EP467 565和EP 648 157中描述了這種例子。然而,這些設(shè)備當(dāng)中沒(méi)有一種成功地制造出模塑聚氨酯,特別是熱塑性的產(chǎn)品。
發(fā)明詳述熱塑性聚氨酯可通過(guò)使二官能異氰酸酯組合物與至少一種二官能多羥基化合物以及任選的一種增鏈劑,按照滿足異氰酸酯指數(shù)介于90~110,優(yōu)選介于95~105,最優(yōu)選98~102的用量進(jìn)行反應(yīng)來(lái)制取。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“二官能”是指異氰酸酯組合物和多羥基化合物的平均官能度為約2。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“異氰酸酯指數(shù)”是配方中存在的異氰酸酯基團(tuán)與異氰酸酯-活性氫原子的比值,以百分?jǐn)?shù)表示。換句話說(shuō),異氰酸酯指數(shù)表達(dá)配方中實(shí)際使用的異氰酸酯相對(duì)于與配方中所用量的異氰酸酯-活性氫起反應(yīng),理論上所需的異氰酸酯數(shù)量的百分率。
應(yīng)當(dāng)指出的是,本文使用的異氰酸酯指數(shù)是從涉及異氰酸酯組分和異氰酸酯-活性組分的實(shí)際聚合物生成過(guò)程的角度考慮的。任何消耗在生產(chǎn)改性多異氰酸酯(包括諸如本領(lǐng)域中被稱之為準(zhǔn)-預(yù)聚物、半-預(yù)聚物之類的異氰酸酯衍生物)的預(yù)備步驟中的異氰酸酯基團(tuán),或者任何為生產(chǎn)改性多元醇或多胺而與異氰酸酯起反應(yīng)的活性氫,在異氰酸酯指數(shù)的計(jì)算中均不算在內(nèi)。只有實(shí)際彈性體生成階段中存在的游離異氰酸酯基團(tuán)和游離異氰酸酯-活性氫才考慮在內(nèi)。
二官能異氰酸酯組合物可包含任何脂族、環(huán)脂族或芳族異氰酸酯。優(yōu)選是包含芳族二異氰酸酯,更優(yōu)選二苯甲烷二異氰酸酯的異氰酸酯組合物。
本發(fā)明方法所使用的多異氰酸酯組合物可主要由純4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯或該二異氰酸酯與一種或多種其他有機(jī)多異氰酸酯,尤其是其他二苯甲烷二異氰酸酯的混合物構(gòu)成,例如2,4’-異構(gòu)體任選地連同2,2’-異構(gòu)體,多異氰酸酯組分也可以是由包含至少95wt%4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯的多異氰酸酯組合物衍生的MDI變體。MDI變體在本領(lǐng)域中是熟知的,為了按本發(fā)明使用,特別包括通過(guò)在所述多異氰酸酯組合物中引入碳化二亞胺和/或通過(guò)一種或多種多元醇起反應(yīng)而獲得的液態(tài)產(chǎn)物。
優(yōu)選的多異氰酸酯組合物是包含至少80wt%4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯的那些。更優(yōu)選的是,該4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯含量至少是90wt%,最優(yōu)選至少95wt%。
使用的二官能多羥基化合物的分子量介于500~20000,可選自聚酯酰胺、聚硫醚、聚碳酸酯、聚縮醛、聚烯烴、聚硅氧烷、聚丁二烯,尤其是聚酯和聚醚,或其混合物。其他二羥基化合物,如羥端基的苯乙烯嵌段共聚物,如SBS、SIS、SEBS或SIBS也可使用。
二種或更多種此類或其他官能性的化合物的混合物,且它們之間的比例使得總組合物的平均官能度為約2者,也可用作二官能多羥基化合物。對(duì)于多羥基化合物,由于存在某些鏈端不飽和度,實(shí)際官能度例如可比該引發(fā)劑的平均官能度低一些。因此,也可存在少量三官能多羥基化合物以達(dá)到組合物所要求平均官能度。
可使用的聚醚二醇包括通過(guò)環(huán)狀氧化物,例如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷或四氫呋喃,且必要的話在二官能引發(fā)劑存在下進(jìn)行聚合而獲得的產(chǎn)物。合適的引發(fā)劑化合物包含2個(gè)活性氫原子,包括水、丁二醇、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇(1,6-pentanediol)等。也可使用引發(fā)劑和/或環(huán)狀氧化物的混合物。
尤其有用的聚醚二醇包括聚氧亞丙基二醇和聚(氧亞乙基-氧亞丙基)二醇,它們是通過(guò)環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷同時(shí)或順序加入到二官能引發(fā)劑中而獲得的,如現(xiàn)有技術(shù)中所充分描述的。可舉出氧乙烯含量10~80%的無(wú)規(guī)共聚物、氧乙烯含量最高25%的嵌段共聚物以及氧乙烯含量最高50%(以氧化烯單元總重量為基準(zhǔn))的無(wú)規(guī)/嵌段共聚物,尤其是至少一部分氧乙烯基團(tuán)處于聚合物鏈末端的那些。其他有用的聚醚二醇包括通過(guò)四氫呋喃的聚合獲得的聚四亞甲基二醇。合適的還有低不飽和度(即小于0.1毫克當(dāng)量每克二醇)的聚醚二醇。
其他可使用的二醇包含加成或縮合聚合物在上面所述類型二醇中的分散體或溶液。此種改性二醇,常常被稱之為“聚合物”二醇,在現(xiàn)有技術(shù)中有充分的描述,包括通過(guò)一種或多種乙烯基單體如苯乙烯和丙烯腈在聚合物二醇如聚醚二醇中原位聚合而得的產(chǎn)物,或者通過(guò)多異氰酸酯與氨基-和/或羥基官能化合物,例如三乙醇胺在聚合物二醇中的原位聚合而得的產(chǎn)物。
含5~50%分散的聚合物的聚氧化烯二醇也是有用的。優(yōu)選該分散的聚合物的粒度小于50μm。
可使用的聚酯二醇包括二羥基醇如乙二醇、丙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、2-甲基丙二醇、3-甲基戊-1,5-二醇、1,6-己二醇或環(huán)己烷二甲醇或者這些二羥基醇的混合物,與二羧酸或其成酯衍生物,例如琥珀酸、戊二酸和己二酸或其二甲酯,癸二酸、鄰苯二甲酸酐、四氯鄰苯二甲酸酐或?qū)Ρ蕉姿岫柞セ蚱浠旌衔锏牧u端基反應(yīng)產(chǎn)物。
聚酯酰胺可通過(guò)在聚酯化反應(yīng)混合物中引入氨基醇如乙醇胺來(lái)獲得。
可使用的聚硫醚二醇包括通過(guò)硫二甘醇單獨(dú)或與其他二醇、氧化烯、二羧酸、甲醛、氨基醇或氨基羧酸一起進(jìn)行縮合而獲得的產(chǎn)物。
可使用的聚碳酸酯二醇包括通過(guò)諸如二甘醇、三甘醇或己二醇之類的二醇與甲醛起反應(yīng)制備的那些。合適的聚縮醛也可通過(guò)環(huán)狀縮醛的聚合而制備。
合適的聚烯烴二醇包括羥端基丁二醇均聚物和共聚物;合適的聚硅氧烷二醇包括聚二甲基硅氧烷二醇。
合適的二官能增鏈劑包括脂族二醇,例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-丙二醇、2-甲基丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-戊二醇、1,2-己二醇、3-甲基戊-1,5-二醇、二甘醇、二丙二醇和三丙二醇,以及氨基醇如乙醇胺、N-甲基二乙醇胺等。1,4-丁二醇是優(yōu)選的。
適合按照本發(fā)明加工的TPU可在所謂一步(one-shot)、半預(yù)聚物或預(yù)聚物方法中通過(guò)鑄塑、擠出或任何其他為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的方法來(lái)生產(chǎn),一般以粒料或切片供應(yīng)。
任選少量,即最高30wt%,優(yōu)選20wt%,最優(yōu)選10wt%的以共混物總重量為基準(zhǔn)計(jì)的其他傳統(tǒng)熱塑性彈性體,如PVC、EVA或TR可與TPU摻混。
氣體注入方法和設(shè)備可包含下列一種或多種實(shí)施方案使用的氣體可以是混合物。氣體注入可用來(lái)幫助在模具外部的混合或流動(dòng)。氣體注入可用于反應(yīng)注塑中,下文中將稱之為“GARIM”。該注入裝置可用來(lái)提供下列功能之一或同時(shí)地全部反壓;氣助注入;以及物理發(fā)泡。氣體可注入到化學(xué)/聚合物加工設(shè)備中,即喂入到擠出機(jī)中、反應(yīng)注塑裝置的進(jìn)料中或者聚氨酯混合頭中。這既可設(shè)計(jì)用來(lái)形成“一個(gè)氣泡”,或者是一種將物理發(fā)泡劑引入到聚合物熔體中的方法。在氣體注入點(diǎn)以后,可使用一種在線混合裝置。
模塑方法可包含下列一種或多種實(shí)施方案氣體可注入到插入膜腔中的管子中。該管子或者可留在模具中,或者拔出。通過(guò)該進(jìn)口“管子”或氣體注嘴(或管)的氣體可處于溫控下,可熱可冷,以便影響皮層厚度、固化或固化速率,或甚至防止皮層的形成??稍跉怏w注入點(diǎn)周圍故意形成由注入材料構(gòu)成的固態(tài)冷卻(或固化)的“管子”。氣體“反壓”和氣體注入可一起使用,以便對(duì)發(fā)泡材料中氣泡的產(chǎn)生和發(fā)展實(shí)現(xiàn)全面控制。
現(xiàn)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn),利用反壓的TPU發(fā)泡,與在相似條件下但不采用反壓生產(chǎn)的零件相比,表現(xiàn)出沿熔體流動(dòng)路徑較為均一的密度分布和細(xì)泡孔結(jié)構(gòu),具有等于傳統(tǒng)TPU的物理性能。典型的TPU發(fā)泡是采用發(fā)泡劑或可發(fā)微球或者二者的組合實(shí)施的。
氣體可注入到氣球中,氣球可以是一次性的或者重復(fù)使用,并留在模塑部件中或者拔出。GAIM和GARIM均可用來(lái)實(shí)現(xiàn)“向內(nèi)發(fā)泡”。起初,當(dāng)氣泡在中心形成期間注入的材料被阻止發(fā)泡。來(lái)自中心氣泡的壓力一旦解除,該材料便可“向內(nèi)”發(fā)泡。氣體可注入到模塑部件表面與模具壁之間,以促進(jìn)釋放??衫脷怏w注入口向模具中加入另一種材料,然后再開(kāi)始注塑,即,可“噴”入一種模具涂料、漆或脫模劑。氣體注入可配合復(fù)合模塑領(lǐng)域(例如,SRIM)使用,以通過(guò)促進(jìn)化學(xué)品穿過(guò)增強(qiáng)材料的流動(dòng)和幫助替換夾氣從而減少表面缺陷(氣泡、包合物、潤(rùn)濕不良)。對(duì)于特定模具式樣和維持相等產(chǎn)品質(zhì)量的條件下,氣體注入的采用可容許采用較高粘度的材料、較高分子量的材料、較低熔體溫度從而得以在進(jìn)一步遠(yuǎn)離分解溫度的溫度以及較低模具溫度下操作。氣體注入可用來(lái)在模具上形成多層以形成層合物(例如,一個(gè)薄脂族涂層,然后是發(fā)泡熱塑性聚氨酯材料)。與市售的氣體注入設(shè)備相比,注入點(diǎn)/口的數(shù)目可減少。由于發(fā)泡一直達(dá)及流道空間而產(chǎn)生的流道廢料可減少。注入的氣體/液體/之類可在溫度上有變化,從而為正在制造的模塑件提供加熱/冷卻??刹捎貌煌壤膫鹘y(tǒng)發(fā)泡劑與輔助氣體。由傳統(tǒng)發(fā)泡劑產(chǎn)生的吸熱和放熱可通過(guò)改變注入氣體的溫度予以抵消或加強(qiáng)。聚合物還可包含可發(fā)微球。
任何可發(fā),優(yōu)選熱可發(fā)微球均可用于本發(fā)明中。然而,包含烴,特別是脂族或環(huán)脂族烴的微球是優(yōu)選的。
術(shù)語(yǔ)“烴”在這里被用來(lái)包括非鹵代的和部分或完全鹵代的烴。
含(環(huán))脂族烴的熱可發(fā)微球,即本發(fā)明尤其優(yōu)選的,可市售供應(yīng)。它們包括發(fā)泡和未發(fā)泡微球。優(yōu)選的微球是由平均直徑一般介于10~15μm的小球形顆粒組成的未發(fā)泡或部分發(fā)泡的微球。這些球由氣密性聚合物殼(由例如丙烯腈或PVDC構(gòu)成)形成,其中囊封著很小一滴(環(huán))脂族烴,例如液態(tài)異丁烷。當(dāng)這些微球被加熱到足以使熱塑性殼軟化并蒸發(fā)其中囊封的(環(huán))脂族烴的高溫(例如,150℃~200℃)時(shí),產(chǎn)生的氣體使外殼膨脹并增加微球的體積。發(fā)泡時(shí),微球的直徑達(dá)到其原來(lái)直徑的3.5~4倍,結(jié)果其發(fā)泡體積變?yōu)槠湮窗l(fā)泡狀態(tài)初始體積的50~60倍。此種微球的例子是EXPANCEL-DU微球,由AKZO Nobel工業(yè)公司(瑞典)市售供應(yīng)(EXPANCEL是AKZO Nobel工業(yè)公司的商標(biāo))。
按照本發(fā)明一種實(shí)施方案,現(xiàn)已驚奇地發(fā)現(xiàn),溶解的氣體,最常見(jiàn)的是二氧化碳和氮?dú)?,在聚合物熔體中的存在,可用來(lái)改變熱塑性聚氨酯的熔融范圍和流變性能,從而改善可發(fā)微球的效力。
氣體引入到聚合物熔體中可采用多種手段-作為氣體在50~150bar的壓力下注入到熔融加工機(jī)中。在注塑情況下,氣體可注入到機(jī)筒、注嘴或直接注入到膜腔中。優(yōu)選氣體注入到模塑機(jī)的機(jī)筒中并采用混合裝置以均化所得熔體。模塑機(jī)機(jī)筒中的熔體所受到的壓力維持氣體處于溶液中。
-作為超臨界液體直接注入到熔融加工機(jī)中。還是在注塑情況下,該氣體可注入到注塑機(jī)機(jī)筒中并采用混合裝置以保證溶解的氣體充分分散在熔體中。加工機(jī)器中熔體所受到的壓力維持氣體處于溶液中。
-通過(guò)在高溫下釋放氣體的化學(xué)發(fā)泡劑,此種發(fā)泡劑是釋放二氧化碳的碳酸氫鈉/檸檬酸型的,或者是釋放氮?dú)獾呐嫉减0沸偷?。這里,聚合物的熔融范圍及其流變學(xué)受到化學(xué)發(fā)泡劑的存在及其產(chǎn)生的氣體的影響?;瘜W(xué)發(fā)泡劑通常處于固態(tài)形式,并與聚合物一起加入到熔融加工機(jī)中。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中,被加入到該體系中的發(fā)泡劑既可以是放熱或吸熱發(fā)泡劑或者二者的組合。然而,最優(yōu)選的是,加入一種吸熱發(fā)泡劑。
任何已知用于制備發(fā)泡熱塑性材料的發(fā)泡劑均可在本發(fā)明中用作發(fā)泡劑。
適宜化學(xué)發(fā)泡劑的例子包括氣態(tài)化合物如氮?dú)夂投趸迹瑲怏w(例如,二氧化碳)生成化合物如偶氮二碳酰胺、碳酸鹽、碳酸氫鹽、檸檬酸鹽、硝酸鹽、氫化硼、碳化物,例如堿土金屬和堿金屬碳酸鹽和碳酸氫鹽,例如碳酸氫鈉和碳酸鈉、碳酸銨、二氨基二苯基砜、酰肼、丙二酸、檸檬酸、檸檬酸一鈉、尿素、偶氮二碳酸甲酯、二氮雜二環(huán)辛烷和酸/碳酸鹽混合物。
優(yōu)選的吸熱發(fā)泡劑包含碳酸氫鹽或檸檬酸鹽。
適宜物理發(fā)泡劑的例子包括揮發(fā)性液體如氯氟烴,部分鹵代的烴或非鹵代的烴,像丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷和/或新戊烷。
優(yōu)選的吸熱發(fā)泡劑是所謂“HYDROCEROL”發(fā)泡劑,如公開(kāi)在,特別是EP-A 158212和EP-A 211250中,它們本身是已知的并且有市售供應(yīng)(HYDROCEROL是Clariant的商標(biāo))。
偶氮二碳酰胺型發(fā)泡劑優(yōu)選作為放熱發(fā)泡劑。
微球的用量一般介于0.1~5.0重量份每100重量份熱塑性聚氨酯。優(yōu)選0.5~4.0重量份微球每100重量份熱塑性聚氨酯。最優(yōu)選的是,微球按1.0~4.0重量份每100重量份熱塑性聚氨酯的用量加入。
發(fā)泡劑的總加入量一般介于0.1~5.0重量份每100重量份熱塑性聚氨酯。優(yōu)選的是,加入0.5~4.0重量份發(fā)泡劑每100重量份熱塑性聚氨酯。最優(yōu)選的是,發(fā)泡劑以1.0~3.0重量份每100重量份熱塑性聚氨酯的用量加入。
傳統(tǒng)熱塑性加工使用的添加劑也可用于本發(fā)明方法中。此類添加劑包括催化劑,例如,叔胺和錫化合物,表面活性劑以及泡沫穩(wěn)定劑,例如硅氧烷-氧化烯共聚物、阻燃劑、抗靜電劑、助流劑、有機(jī)和無(wú)機(jī)填料、顏料以及內(nèi)脫模劑。
可通過(guò)本發(fā)明方法制取的發(fā)泡熱塑性聚氨酯特別適合用于熱塑性橡膠的任何用途,包括,例如鞋或一體皮層領(lǐng)域像方向盤。
定制的熱塑性聚氨酯采用本發(fā)明方法可更高效地生產(chǎn)。定制的熱塑性聚氨酯可成形為任何通常用熱塑性樹(shù)脂制成的制品。制品的例子是汽車內(nèi)部和外部零件,例如內(nèi)部盤面、保險(xiǎn)杠、電器外殼,如電視、個(gè)人電腦、電話、攝像機(jī)、手表、筆記本式個(gè)人電腦;包裝材料;休閑用品;體育用品和玩具。
采用氣助注塑可生產(chǎn)不同類型的產(chǎn)品。
氣體注入可用來(lái)改變發(fā)泡的起點(diǎn)以改變微孔在模塑件內(nèi)的取向。類似地,也可改變密度分布。氣體注入可用于現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡,例如織物涂層和模具嵌件,以改善滲透和達(dá)到的粘附??筛淖儦怏w壓力(和/或模具溫度)來(lái)控制厚度和表面分界線(definition)。氣體注入可用來(lái)成形中空發(fā)泡部件??缮a(chǎn)開(kāi)孔和閉孔泡沫體組合的部件??沙尚我环N中空部件,然后在中空的袋子中注塑泡沫體。
實(shí)施例本發(fā)明用以下實(shí)施例說(shuō)明但不限于此。
該實(shí)施例描述采用化學(xué)發(fā)泡劑和帶氣體反壓的高壓方法實(shí)施TPU發(fā)泡。所有實(shí)驗(yàn)全都采用慣用的Demag Ergotech生產(chǎn)的80-噸注塑機(jī)實(shí)施。設(shè)計(jì)并制造一種特殊模具來(lái)實(shí)施該反壓方法。將該專門制造的模具的腔密封,以便在合模時(shí)能保持恒定反壓。實(shí)驗(yàn)使用的模具是單腔模具,具有兩個(gè)可互換的嵌件和一個(gè)條狀澆口(bar gate)。
生產(chǎn)的零件是115毫米直徑圓盤,依嵌件而定,厚度為8毫米或4毫米。
氣體裝置是通常GAIM(氣助注塑)的慣用機(jī)器,由MAXIMATOR生產(chǎn)。反壓使用的氣體是氮?dú)?N2)。


圖1顯示采用反壓方法的注塑周期的各步驟。模具剛一合上,反壓隨即開(kāi)始積聚。聚合物/氣體熔體的注入是在反壓已在腔內(nèi)建立好以后開(kāi)始的。在維持恒定反壓的同時(shí)向膜腔中部分地充滿料。采取反壓的意圖是阻止過(guò)早發(fā)泡并將氣體保持在溶液中。注入階段以后,壓力降低到環(huán)境壓力。聚合物熔體在膜腔內(nèi)起發(fā),于是膜腔被100%充滿。
在反壓下生產(chǎn)的發(fā)泡TPU,與在類似條件但沒(méi)有任何反壓情況下生產(chǎn)的零件相比,表現(xiàn)出沿流體流動(dòng)路徑較為均一的密度分布和堅(jiān)固的微孔結(jié)構(gòu),物理性能與傳統(tǒng)發(fā)泡TPU相同。
權(quán)利要求
1.一種制造模塑聚氨酯產(chǎn)品的方法,其特征在于采用氣助注塑。
2.權(quán)利要求1的方法,其中氣體反壓與氣助注塑一起使用。
3.權(quán)利要求1~2的方法,其中制造模塑聚氨酯產(chǎn)品用的聚合物包含可發(fā)微球。
4.權(quán)利要求1~3的方法,其中存在發(fā)泡劑。
5.權(quán)利要求1~4的方法,其中模塑聚氨酯產(chǎn)品是熱塑性聚氨酯。
6.權(quán)利要求3~5中任一項(xiàng)的方法,其中微球的用量介于1.0~4.0重量份每100重量份熱塑性聚氨酯。
7.權(quán)利要求4~6中任一項(xiàng)的方法,其中發(fā)泡劑的用量介于0.5~4.0重量份每100重量份熱塑性聚氨酯。
8.權(quán)利要求1~7的方法,其中反壓所使用的氣體是氮?dú)夂?或二氧化碳。
9.權(quán)利要求3~8的方法,其中所述微球是熱可發(fā)的。
全文摘要
采用氣助注塑制造模塑聚氨酯(或含聚氨酯),尤其是熱塑性產(chǎn)品,如彈性體、軟質(zhì)泡沫塑料和硬質(zhì)泡沫塑料。優(yōu)選的聚氨酯產(chǎn)品是熱塑性聚氨酯,可能包含可發(fā)微球。
文檔編號(hào)B29C45/17GK1413145SQ00817625
公開(kāi)日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2000年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月24日
發(fā)明者A·N·R·麥克克萊蘭德, A·D·帕德薩爾吉卡 申請(qǐng)人:亨茨曼國(guó)際有限公司
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