本发明专利技术公开了一种聚合物微孔发泡管材的生产装置和生产方法，所述生产方法基于模具和能够带动模具转动的高压密闭容器实现，将热塑性聚合物或其复合物通过成型加工，得到预发泡管材；将预发泡管材分切成不长于模具长度的管材，将管材置于模具内；将含有管材的模具置于密闭的反应釜内，往密闭的反应釜内通入超临界流体，在对应温度与压力下使管材浸润在超临界流体中，其中，模具在反应釜内始终处于旋转状态；将反应釜内温度冷却一段时间后快速泄压，将模具内的管材取出得到聚合物微孔发泡管材。将模具内的管材取出得到聚合物微孔发泡管材。将模具内的管材取出得到聚合物微孔发泡管材。
【技术实现步骤摘要】
一种聚合物微孔发泡管材的生产装置及生产方法
[0001]本专利技术涉及一种聚合物微孔发泡管材的生产装置，还涉及上述聚合物微孔发泡管材的生产方法。
技术介绍
[0002]近年来，以聚合物或其复合物为主要原料的管状产品在建筑给排水、城市管网、化工输送等领域有广泛应用。同时，因隔音、减震、隔热、节约原料等优点，聚合物微孔发泡制品在包装、建筑、电子、汽车工业以及航天航空航海等行业显示出广泛的应用前景。更进一步的，开孔发泡材料是一种物相和气相都连续的发泡材料，基体材料以连续的泡孔壁存在，其独特的三维开孔结构具有优异的吸收和穿透性能，在吸音、导电、光学、过滤、吸附等领域有广泛的应用，尤其在生物医药材料(药物控制释放、骨骼组织培养、生物透析)等领域具有巨大的潜在应用前景。然而，将两者结合起来而得到的聚合物微孔发泡管材则相对稀少，一方面，现有的发泡管材以闭孔为主，其发泡倍率往往也较低，发泡的优势难以体现；另一方面，现有方法所获得发泡管材的泡孔结构难以精确控制，其产品的力学性能及其它使用性能均下降明显，对其推广应用造成障碍。在以超临界流体微孔发泡产品的挤出、注射、高压容器(釜压或模压)等几类主流加工方法中，高压容器法更易获得在整个产品内部的均匀化泡孔，其泡孔密度高、尺寸小、均匀化程度高且控制更显方便，但作为一种间歇式发泡方法，高压容器法主要以少量材料的发泡实验或者规则板材为主。在加工板材时，其上下表面可以方便的被切除；加工板材用的模具和设备均可以很容易实现上下开合，从而其压力控制很方便自如；板材在浸润、升温、升压、降温、释压等环节时可以较方便实现整个平面上的压力及温度控制均匀化。
[0003]和板材相比，管状制品的形状较复杂，这给其产品定型、脱模以及泡孔均匀控制等均提出了挑战，特别当管状制品壁较厚时，在现有条件下，实现管壁各个部位的温度、压力以及温压变化速率等工艺条件的一致性几乎是不可能的，其泡孔也很难实现精确调控；成型后的管材内外壁也很难和板材类似进行后切除，因而，需要直接得到内外表面质量较好的产品。
[0004]对于以用压力或温度等状态参数变化来获得泡孔的聚合物微孔发泡产品来说，制品外表面往往都会存在着一层不含泡孔的皮层，其主要原因在于，产品表层直接与外界接触，因而很难形成与外界的状态差，而状态差往往也是诱导泡孔形成及固定的主要因素。对于聚合物微孔发泡管材来说，其内外表面的实心外壁也会影响到其开孔效果，如果内外壁为闭孔，则在应用这类需要开孔功能的管材时往往需要将内外壁先行去除，这也就给其应用带来了相应的麻烦。
[0005]在开孔材料的应用中，孔的取向方向也具有一定的功效，比如吸音系数在孔取向方向与其它方向会有明显差异。在超临界流体发泡时，可以通过控制释压方向或调控泡孔取向，但对于大尺寸管材来说，其各部位的释压方向很难均匀化，因而，得到具有一致方向性泡孔的厚壁管材通常也是比较困难的。
技术实现思路
[0006]专利技术目的：本专利技术目的旨在提供一种聚合物微孔发泡管材的生产装置及生产方法，该方法通过特定的模具与能够带动模具转动的密闭高压装置再结合特定的工艺路线实现对发泡管材内部微孔(孔径、孔取向以及孔的均匀性)和发泡倍率精确控制，获得的微孔发泡管材泡孔均匀、尺寸小且密集，泡孔取向一致性好，管材内外壁均具有开孔结构，因此使管材在具有良好力学性能的同时能够更好发挥制品内部微孔存在的优势。
[0007]技术方案：本专利技术所述的聚合物微孔发泡管材的生产装置，包括模具；所述模具包括相对设置的第一固定架和第二固定架以及固定在第一固定架上的内模芯；所述第一固定架和第二固定架上均设有呈环形排布且相互对应的柱形槽，还包括外模组，所述外模组由多根呈环形排布的肋条组成，外模组的肋条与固定架上的柱形槽一一对应设置；肋条两端分别通过限位螺钉与第一固定架和第二固定架连接；还包括设置在柱形槽内的压缩弹簧，压缩弹簧一端与柱形槽远离固定架中心一侧的端点连接，压缩弹簧另一端与限位螺钉连接，所述限位螺钉通过压缩弹簧在柱形槽内横向滑动；所述柱形槽为通孔结构，所述柱形槽的横向长度为10～100mm。
[0008]其中，所述内模芯的高度不大于第一固定架和第二固定架之间的距离；所述内模芯的高度不小于预发泡管坯的长度；所述内模芯的外径与预发泡管坯的内径一致。
[0009]其中，所述肋条的数量根据其组合后形成内圈尺寸以及肋条自身尺寸来确定，肋条组合后形成的内圈尺寸与预发泡管坯的外形相适应。
[0010]作为优选，预发泡管坯的外形、肋条的外形均为圆形时，当预发泡管坯与肋条直径分别为R1与R2时，肋条的数量则按不超过(R1+R2)*3.14/R2来确定，为了加工方便，该值一般确定为4的整数倍，如果预发泡管坯的两端外形尺寸不同时，则取由两端尺寸确定的数量值中的较小者，另外，由于强度需要，肋条的直径在6mm及以上。
[0011]其中，还包括带动模具转动的高压密闭容器，容器内设有与电机通过联轴器传动连接的腔体，腔体的尺寸与模具一致，装载预发泡管坯的模具置于腔体内，腔体在电机带动下转动。
[0012]基于上述生产装置生产聚合物微孔发泡管材的方法，包括如下步骤：
[0013](1)选择至少两种热塑性聚合物，通过熔融共混或溶液共混方式形成共混物；
[0014](2)对共混物施以成型加工，得到预发泡管材，预发泡管材的壁厚为1～20mm；
[0015](3)截取预发泡管材，其长度等于所需管材长度/(1+共混物线收缩率δ)，得到预发泡管坯；
[0016](4)将预发泡管坯内外表面均匀涂抹PVA水溶液，在预发泡管坯内外表面形成PVA涂层，PVA涂层初始厚度为30～50μm；
[0017](5)将预发泡管坯干燥到PVA涂层完全定型，再次在预发泡管坯外表面涂抹PVA水溶液，形成的涂层厚度与步骤(4)的初始厚度相当，在涂抹的PVA水溶液未干燥时，使用薄膜在预发泡管坯外表面包覆缠绕n层；包覆在预发泡管坯外表面的薄膜提供压力，起限制作用，同时利用膜的韧性，对管材发泡过程起缓冲作用；耐温超韧薄膜是指其热软化温度高于T
浸
至少20度，且在T
放
时，使用高拉伸速度500mm/min时的断裂伸长率在100％以上；薄膜缠绕层数n要根据膜在高温下的拉伸模量M确定，可采用下列公式估算：n等于P
释
/P
期释
*P
浸
/M并取整，即认为n与下列因素有关：薄膜在高温T
放
时以高拉伸速度500mm/min时的拉伸强度M，超
临界流体的压力P
浸
，高压容器在打开瞬间的初始压力释放速度P
释
，预发泡管材在预浸后初始释压时的期望降压速率P
期释
；在本专利技术中预发泡管材的P
期释
为7.5～10MPa；
[0018](6)薄膜粘连后，将预发泡管坯套设在模具内模芯上，外模组环绕在预发泡管坯外，调整外模组的肋条到大于预发泡管坯外径的位置；
[0019](7)将含有预发泡管本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚合物微孔发泡管材的生产装置，其特征在于：包括模具(8)；所述模具(8)包括相对设置的第一固定架(31)和第二固定架(32)以及固定在第一固定架(31)上的内模芯(4)；所述第一固定架(31)和第二固定架(32)上均设有呈环形排布且相互对应的柱形槽(5)，还包括外模组(1)，所述外模组(1)由多根呈环形排布的肋条(6)组成，外模组(1)的肋条(6)与固定架(3)上的柱形槽(5)一一对应设置；肋条(6)两端分别通过限位螺钉(7)与第一固定架(31)和第二固定架(32)连接；还包括设置在柱形槽(5)内的压缩弹簧(2)，压缩弹簧(2)一端与柱形槽(5)远离固定架(3)中心一侧的端点连接，压缩弹簧(2)另一端与限位螺钉(7)连接，所述限位螺钉(7)通过压缩弹簧(2)在柱形槽(5)内横向滑动。2.根据权利要求1所述的聚合物微孔发泡管材的生产装置，其特征在于：所述内模芯(4)的高度不大于第一固定架(31)和第二固定架(32)之间的距离；所述内模芯(4)的高度不小于预发泡管坯的长度；所述内模芯(4)的外径与预发泡管坯的内径一致。3.根据权利要求1所述的聚合物微孔发泡管材的生产装置，其特征在于：还包括带动模具转动的高压密闭容器，容器内设有与电机通过联轴器传动连接的腔体，腔体的尺寸与模具一致，装载预发泡管坯的模具置于腔体内，腔体在电机带动下转动。4.基于权利要求3所述的生产装置生产聚合物微孔发泡管材的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)选择至少两种热塑性聚合物，通过熔融共混或溶液共混方式形成共混物；(2)对共混物施以成型加工，得到预发泡管材，预发泡管材的壁厚为1～20mm；(3)截取预发泡管材，其长度等于所需管材长度/(1+共混物线收缩率δ)，得到预发泡管坯；(4)将预发泡管坯内外表面均匀涂抹PVA水溶液，在预发泡管坯内外表面形成PVA涂层，PVA涂层初始厚度为30～50μm；(5)将预发泡管坯干燥到PVA涂层完全成型，再次在预发泡管坯外表面涂抹PVA水溶液，形成的涂层厚度与步骤(4)的初始厚度相当，在涂抹的PVA水溶液未干燥时，使用薄膜在预发泡管坯外表面包覆缠绕n层；(6)薄膜粘连后，将预发泡管坯套设在模具内模芯上，外模组环绕在预发泡管坯外，调整外模组的肋条到大于预发泡管坯外径的位置；(7)将含有预发泡管坯的模具置于密闭的高压容器内，往密闭的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周应国，刘金凤，蔡昌松，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。