一种提升注塑发泡成型塑件表面质量的方法技术

本发明专利技术提供一种提升注塑发泡成型塑件表面质量的方法，其包括如下步骤：a、在开始注塑前，对模具型腔进行加热，使型腔内达到一定的加热温度；b、紧接步骤a，闭合模具型腔，并向模具型腔内快速注入发泡熔融塑料原料；c、紧接步骤b，在模具型腔即将填充完毕时，开启模具中设置的抽真空机构，将模具中的气体排出，发泡熔融塑料填充模具型腔，经冷却定型后，最终获得塑件。该方法可显著提升塑件产品的表面质量，能够获得表面高光泽、无流痕等缺陷以及内部气孔分布均匀的塑件产品。

A Method of Improving the Surface Quality of Plastic Parts by Injection Molding and Foaming

The invention provides a method for improving the surface quality of injection foaming plastic parts, which includes the following steps: A. heating the mould cavity before starting injection, so that the heating temperature in the mould cavity can reach a certain level; B. closing the mould cavity, quickly injecting foaming melt plastic material into the mould cavity; C. and B. filling the mould cavity is about to be completed. When finished, the vacuum pumping mechanism set in the mould is opened, the gas in the mould is discharged, and the foamed melt plastic is filled into the cavity of the mould. After cooling and setting, the plastic parts are finally obtained. The method can significantly improve the surface quality of plastic parts, and obtain plastic parts with high gloss, no flow marks and uniform distribution of internal pore.

【技术实现步骤摘要】
一种提升注塑发泡成型塑件表面质量的方法
本专利技术涉及一种基于高速注塑的注塑模具生产发泡成型塑件的方法，尤其涉及一种提升发泡成型塑件表面质量的方法。
技术介绍
在化学发泡、物理发泡注塑过程中，随压力减小和温度降低，反应产生的气体或溶解在熔融塑料里的超临界气体逐渐成核和长大。但靠近制件表面的气泡当长大到一定程度时，必然发生破裂，并在制件表面形成凹坑，从而影响制件冷却后的表面质量。为了改进发泡注塑中的制件表面质量，人们引入反压控制方法，抑制塑件表面附近气泡的长大和破裂，在注塑过程中，在模具型腔中通入压缩气体并保持模具型腔内的压力在0.5～15MPa，使熔融塑料在一定的(反压)力作用下填充型腔。料流前锋处的气泡核始终受到外界的压力作用，气泡长大受到限制，从而抑制制件表面气泡的破裂。在喷泉效应的影响下，无泡痕的材料被推向产品的表面，随制件表面层的冷却硬化，进一步阻止了表面气泡的破裂，从而得到表面质量和芯部发泡效果良好的最终塑件产品。但单纯使用上述反压技术生产的塑件产品表面仍然不能实现高光泽效果。本专利技术弥补了授权号为CN201210137219.7专利技术专利的不足，原专利需要在模具闭合后，向模具封闭的型腔内通入一定量的压缩气体，在建立起一定的气体压力后，停止通入气体，并开始注入熔融的含有发泡剂的塑料。但此方法存在如下不足：1)建立起所需的气体压力，预计需要4秒左右的时间，降低了生产节拍；2)所需通入的气源气体一般为增压后的压缩空气或氮气，制作气源气体会花费一定成本。例如，以每套模具生产30万件产品来计算，其成本损失不可忽视。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于解决现有技术中使用反压注塑模具生产发泡成型塑件的方法存在的技术缺陷，提供一种提升发泡成型塑件表面质量的方法。具体地，本专利技术是通过如下所述的技术方案实现的：本专利技术提供了一种提升注塑发泡成型塑件表面质量的方法，所述方法包括如下步骤：a在开始注塑前，对模具型腔进行加热，使型腔内达到一定的加热温度；b紧接步骤a，模具型腔闭合后，向模具型腔快速注入发泡熔融塑料原料；c紧接步骤b，在模具型腔即将填充完毕时，开启模具中设置的抽真空机构(抽真空系统)，辅助将模具中的气体排出，辅助发泡熔融塑料填充模具型腔，经冷却定型后，最终获得塑件。在注塑过程中，比如可采用注塑蓄能器辅助注塑机进行注塑，可使注塑速度得以大幅度提升，高速注塑的注塑速度可达到传统注塑速度的2倍，发泡的熔融塑料原料快速填充模具型腔时，使型腔中原有的气体来不及排出，气体体积被压缩，型腔内气体压力快速上升。本专利技术利用上述因注塑行为而产生的型腔内的气体压力而非外加高压或通入高压气体来抑制塑件表面附近气泡的长大和破裂；同时利用模具型腔表面较高的温度，并结合原料内部气体膨胀力的作用，使发泡痕迹在接触型腔表面后，受益于型腔表面的温度高于熔融塑料的冷却冻结温度，泡痕两侧的熔融塑料将泡痕重新覆盖，起到进一步消除发泡痕迹的有效作用，进而提升塑料制件表面质量的效果。上述步骤a中，加热使用加热媒介，加热媒介包括蒸汽；加热过程借助于注塑模具原有冷却系统所使用的对型腔进行热交换的管路；上述加热温度为80～130℃。但在步骤a及仅接步骤a后，注塑模具浇口的位置(即熔融塑料填充的起始区域)，由于此时高速注塑填充刚刚开始，模具型腔中原来残留的气体被压缩的比例很小，压力上升也很小，不足以阻止发泡熔融塑料内部泡孔的长大直至破裂，致使产品表面在这个小区域容易产生轻微的发泡痕迹。本专利技术利用模具型腔表面较高的温度，结合原料内部气体膨胀力的作用，使轻微的发泡痕迹在接触型腔表面后，在较高型腔表面的温度下(其温度高于熔融塑料的冷却冻结温度)，泡痕两侧的熔融塑料将泡痕重新覆盖，起到了进一步消除发泡痕迹和提升塑料制件表面质量的效果。上述步骤c中，利用注塑模具中的抽真空机构(其包括特别设置的排气管路和使用抽气装置)对模具型腔进行抽真空。所述抽真空机构可使产品边缘因密封(特别适用于二次开模发泡工艺)需要而设置的减薄区域得到充分填充，进而也可明显提升型腔的整体填充效率。上述步骤b和c的操作过程之间，还可包括潜在的扩展。即在步骤b结束后，在产品背面和模具型芯之间引入高压气体，此扩展一方面可以将产品紧紧地压实在注塑模具型腔上，以达到更好地复制型腔表面的效果；另一方面，由于高压气体均匀作用在产品表面上，且气体压力大于泡孔长大的力量，从而起到均匀控制产品发泡效果的作用。在本专利技术的方法中，本专利技术虽然需要对磨具进行密封处理，但是在注塑前不能吸走型腔中的空气，而且在高速注塑的帮助下，需要对该存留的空气进行压缩。在空气体积被压缩的过程中，气体压力随之提升，从而利用这个压力来抑制熔融塑料内部气泡核的长大趋势，直至产品填充满型腔，从而取得表面质量较好的产品。所以，对于本专利技术而言，步骤a、b、c的顺序是特定的(当然，b与c的步骤间还可以有比如引入高压气体的扩展)，更换各步骤的顺序会背离本专利技术的设计构思，无法实现本专利技术的工艺目的。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益技术效果：1、与CN20121013721.9的技术方案相比取消了反压(进气)系统，增加了抽真空系统进行排气，优点是：1)工艺更加简洁，缩短了生产周期；2)模具复杂程度下降，成本降低；3)产品边缘设置的减薄区域得到填充；总体需要排除的气量少，发泡层厚，制件整体发泡效果明显优于原方法；4)使用了特别设置的排气管路，管路排布更加灵活，排气效率高。2、本专利技术在开始注塑之前，先将模具型腔加热到一个较高的温度，然后通过快速注塑配合模具密封，使模具型腔内积累起一定的气体压力；注塑过程中含有气体的熔融塑料原料在模具内气体压力的作用下开始填充型腔，由于气体压力的存在，塑料制件表面附近气泡的长大和破裂被有效抑制，此时尽管模具型腔开始冷却，但温度仍未开始实际下降，在这种较高的型腔温度和原料内部气体膨胀力的双重作用下，可使轻微的发泡痕迹在接触型腔表面后，在模具型腔表面温度(高于熔融塑料的冷却冻结温度)的作用下，泡痕两侧的熔融塑料将泡痕重新覆盖，进一步消除了内部发泡对制件表面质量的影响；在注塑结束阶段，启动抽真空系统，气体被快速排出，模具温度也迅速降低到一个较低温度，使制件表面迅速冷却，当制件表面冷却后形成的硬化层足以抵抗内部发泡力后，开模并取出塑件。经过初步验证，本专利技术可显著提升塑件产品的表面质量，能够获得表面高光泽、无流痕等缺陷以及内部气孔分布均匀的塑件产品。附图说明以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施方案，其中：图1为本专利技术注塑模具的简要示意图。图2为本专利技术实施例1制备得到的塑件产品表面(左图)与实施例2制备的塑件产品表面(右图)的对比图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本专利技术方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。一种提升发泡成型塑件表面质量的方法，包括如下步骤：在开始注塑前，对模具型腔进行加热，使型腔内达到一定的加热温度；加热可使用加热媒介，加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升注塑发泡成型塑件表面质量的方法，其包括如下步骤：a、在开始注塑前，对模具型腔进行加热，使型腔内达到一定的加热温度；b、紧接步骤a，闭合模具型腔，并向模具型腔内快速注入发泡熔融塑料原料；c、紧接步骤b，在模具型腔即将填充完毕时，开启模具中设置的抽真空机构，将模具中的气体排出，发泡熔融塑料填充模具型腔，经冷却定型后，最终获得塑件。

【技术特征摘要】
1.一种提升注塑发泡成型塑件表面质量的方法，其包括如下步骤：a、在开始注塑前，对模具型腔进行加热，使型腔内达到一定的加热温度；b、紧接步骤a，闭合模具型腔，并向模具型腔内快速注入发泡熔融塑料原料；c、紧接步骤b，在模具型腔即将填充完毕时，开启模具中设置的抽真空机构，将模具中的气体排出，发泡熔融塑料填充模具型腔，经冷却定型后，最终获得塑件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤a中，加热使用加热媒介，加热媒介包括蒸汽或加热棒。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，加热过程借助于注塑模具原有冷却系统所使用的对型腔进行热交换的管路。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家昌，赵国群，鲁韶磊，
申请(专利权)人：山东大学，青岛海信模具有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37