一种用于制备聚合物发泡材料的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于制备聚合物发泡材料的方法和装置。该装置包含：一饱和单元，用于将聚合物颗粒在物理发泡剂中进行饱和；一发泡单元，用于将所述饱和单元中饱和完成后的聚合物颗粒进行发泡；一加料单元，用于将所述聚合物颗粒转移至所述饱和单元中；所述加料单元、所述饱和单元和所述发泡单元依次同轴连接；所述加料单元和所述饱和单元通过第一阀门连接；所述饱和单元和所述发泡单元通过第三阀门连接。本发明专利技术中的用于制备聚合物发泡材料的方法和装置降低了能量消耗，简化了发泡过程工序，降低了生产成本，缩短了发泡时间，提高了所得发泡珠粒泡孔尺寸均匀度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备聚合物发泡材料的方法和装置
本专利技术涉及一种用于制备聚合物发泡材料的方法和装置。
技术介绍
聚合物发泡材料是一种以聚合物为基体，气体为分散相的气/固两相复合材料，因为其独特的微孔结构能够改善聚合物材料的形态和结构，从而使之具有质量轻、热导率低、隔热与隔音性能优异、比强度高等优点。上述优势也推动了聚合物发泡材料的广泛应用，为航空航天、交通运输、新能源包装、电器、运动器械等提供了轻质基础原材料。目前热塑性塑料发泡材料的成型工艺主要有挤出发泡成型、注塑发泡成型、珠粒模塑发泡成型以及模压发泡成型等。然而，挤出发泡成型样品二维受限，注塑发泡成型样品倍率较低，而珠粒模塑发泡成型能够得到三维超低密度发泡材料，拓宽发泡制品的应用领域。目前珠粒模塑发泡比较成功的包括EPS、EPE、EPP、E-TPU。珠粒模塑发泡成型技术包含两种不同的技术：预发泡珠粒生产技术和模压熔接成型技术。首先通过预发泡珠粒生产技术制备出高倍率的热塑性聚合物预发泡珠粒，再将预发泡珠粒输送到模腔中，从模具上的通气孔或通气槽通入一定压力的蒸汽，使珠粒再次膨胀并熔接成型，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备聚合物发泡材料的装置，其特征在于，所述制备聚合物发泡材料的装置包含：/n1)一饱和单元，用于将聚合物颗粒在物理发泡剂中进行饱和；/n2)一发泡单元，用于将所述饱和单元中饱和完成后的聚合物颗粒进行发泡；/n3)一加料单元，用于将所述聚合物颗粒转移至所述饱和单元中；/n所述加料单元、所述饱和单元和所述发泡单元依次同轴连接；/n所述加料单元和所述饱和单元通过第一阀门连接，所述加料单元中和所述饱和单元不相邻的一端设置有第二阀门；/n所述饱和单元和所述发泡单元通过第三阀门连接，所述发泡单元中和所述饱和单元不相邻的一端设置有第四阀门。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备聚合物发泡材料的装置，其特征在于，所述制备聚合物发泡材料的装置包含：
1)一饱和单元，用于将聚合物颗粒在物理发泡剂中进行饱和；
2)一发泡单元，用于将所述饱和单元中饱和完成后的聚合物颗粒进行发泡；
3)一加料单元，用于将所述聚合物颗粒转移至所述饱和单元中；
所述加料单元、所述饱和单元和所述发泡单元依次同轴连接；
所述加料单元和所述饱和单元通过第一阀门连接，所述加料单元中和所述饱和单元不相邻的一端设置有第二阀门；
所述饱和单元和所述发泡单元通过第三阀门连接，所述发泡单元中和所述饱和单元不相邻的一端设置有第四阀门。


2.如权利要求1所述的制备聚合物发泡材料的装置，其特征在于，所述饱和单元的外侧设置有一夹套，例如沿所述饱和单元是径向分布的夹套；
和/或，所述加料单元、所述饱和单元和所述发泡单元从上到下依次同轴连接；
和/或，所述饱和单元和一高压注射泵的出气端相连接，所述物理发泡剂通过所述高压注射泵通入到所述饱和单元中；优选地，所述高压注射泵的出气端连接于所述饱和单元的下端；
和/或，所述加料单元的侧壁设置有一和大气相通的管道，所述管道上设置一放空阀；所述管道可设置于所述加料单元的侧壁的上端；
和/或，所述加料单元和一高压注射泵的出气端相连接，所述高压注射泵的出气端可连接于所述加料单元的下端；
和/或，所述加料单元和一料仓通过所述第二阀门连接，所述料仓和所述加料单元同轴连接；
和/或，所述发泡单元和一高压注射泵的出气端相连接，所述高压注射泵的出气端可连接于所述发泡单元的下端；
和/或，所述发泡单元的侧壁设置有一和大气相通的管道，所述管道上设置一放空阀；所述管道可设置于所述发泡单元的侧壁的上端。


3.如权利要求2所述的制备聚合物发泡材料的装置，其特征在于，当饱和单元的外侧设置有一沿所述饱和单元是径向分布的夹套时，所述夹套中设置有多个进气孔；沿所述饱和单元的径向，所述夹套可均匀分布有8个进气孔，所述进气孔可为圆孔；沿所述饱和单元的轴向，所述夹套中各所述进气孔之间的间距可为25mm；
和/或，当所述饱和单元和一高压注射泵相连接时，所述饱和单元和所述高压注射泵之间设置有一为压力平衡阀；
和/或，当所述加料单元和一高压注射泵的出气端相连接时，所述加料单元和所述高压注射泵之间设置有一压力平衡阀；
和/或，当所述发泡单元和一高压注射泵的出气端连接时，所述发泡单元和所述高压注射泵之间设置有一压力平衡阀。


4.如权利要求1-3中任一项所述的制备聚合物发泡材料的装置，其特征在于，所述制备聚合物发泡材料的装置包含：
一加料单元，用于将聚合物颗粒转移至饱和单元中，其两端分别设置有第一阀门和第二阀门，其侧壁和高压注射泵的出气端相连，其侧壁还设置有一与大气相连的管道；
一饱和单元，用于将所述聚合物颗粒在物理发泡剂中进行饱和；其一端通过所述第一阀门和所述加料单元相连，另一端设置有第三阀门，其侧壁和所述高压注射泵的出气端相连；
一发泡单元，用于将所述饱和单元中饱和完成后的聚合物颗粒进行发泡，其一端通过所述第三阀门和所述饱和单元相连，另一端设置有第四阀门；
所述高压注射泵的进气端和一气体缓冲罐、一气体钢瓶依次连接。


5.一种制备聚合物发泡材料的方法，其特征在于，其采用如权利要求1-4中任一项所述的制备聚合物发泡材料的装置进行，其包括下述步骤：
(1)将所述第一阀门关闭、所述第二阀门打开，将所述聚合物颗粒转移至所述加料单元中；
(2)将所述第二阀门关闭、所述第一阀门打开，所述聚合物颗粒通过所述加料单元转移到所述饱和单元中；将所述第一阀门和所述第三阀门关闭，进行所述饱和；
(3)所述饱和完成后，将所述第四阀门关闭、所述第三阀门打开，所述饱和单元中饱和完成后的聚合物颗粒转移至所述发泡单元中；
(4)将所述第三阀门关闭、所述第四阀门打开，所述饱和单元中饱和完成后的聚合物颗粒经泄压发泡即可获得所述聚合物发泡材料。


6.如权利要求5所述的制备聚合物发泡材料的方法，其特征在于，所述物理发泡剂为超临界流体CO2或超临界流体N2；
和/或，当所述加料单元和一料仓连接时：步骤(1)中，将所述聚合物颗粒从所述料仓转移至所述加料单元中；
和/或，所述聚合物颗粒为热塑性聚合物颗粒，所述热塑性聚合物颗粒可为聚乙烯颗粒、聚丙烯颗粒或聚氨酯颗粒；所述热塑性聚合物颗粒的平均直径可为1-4mm，例如1.8mm或3.8mm；
和/或，所述发泡的温度为(Tm-30℃)-(Tm-10℃)，其中Tm为所述聚合物颗粒的熔融温度；例如，Tm-30℃或Tm-30℃；所述发泡的温度可按4-6℃/min的加热速率升温至(Tm-30℃)-(Tm-10℃)；
和/或，所述聚合物颗粒在所述饱和单元的停留时间t为20-120min，例如30min。


7.如权利要求5或6所述的制备聚合物发泡材料的方法，其特征在于，
当所述加料单元中还设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玲，许志美，刘涛，姚舜，宗原，胡冬冬，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31