热塑性弹性体表皮制品及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种热塑性弹性体发泡制品和注射成型方法，特别涉及一种具有较薄致密外壁和良好表面质量，而且内部发泡量大的柔软表皮制品及其成型方法。本发明专利技术所述的热塑性弹性体表皮制品，由热塑性弹性体树脂和氮气或二氧化碳组成，其中氮气或二氧化碳的加入量为按质量百分比占热塑性弹性体树脂质量的０．１％－３％之间；本发明专利技术的优点是，所生产的制品具有良好的表观质量，芯部发泡均匀，且密度低，触感和回弹性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热塑性弹性体发泡制品和注射成型方法，特别涉及一种具有较薄致密外壁和良好表面质量，而且内部发泡量大的柔软表皮制品及其成型方法。
技术介绍
由于汽车消费者越来越追求乘座舱内的舒适性，以及汽车设计者希望通过减轻汽 车的重量来降低能耗，两者的需求促使热塑性弹性体在汽车装饰上的广泛应用，例如TPU 仪表盘罩、TPE安全气囊罩、PVC门护板表皮等。但由于原材料成本高，一般仅用于制作3 毫米以下壁厚的表皮。采用常规注塑工艺时，由于制品面积较大，注射时型腔压力很高，而 且需要较多的进胶口。这种成型方式存在两个巨大的不足l)注射压力高和型腔压力高造 成制品密度大，回弹性和软质感大幅下降；2)多浇口造成表面熔接痕，表观质量不被接受。 为降低这种表皮的密度，提高软触感和回弹性，采用发泡工艺，特别是在采用超临界氮气或 二氧化碳作为发泡剂的微孔发泡注射成型是一种可行的选择，例如2001年12月5日公开 的专利申请99812883. X《包括注塑成型的微孔低密度聚合物材料的模塑复合物材料》所揭 示的材料和工艺。但是采用这种工艺时，存在下列问题l)为了縮短成型周期，模具温度较 低，形成的实体表皮层较厚，微孔发泡仅发生在芯部，软质感和回弹性提高有限；2)由于成 核开始于所描述的成核路径，泡孔长大在整个填充和冷却过程中，因此表面发泡痕、熔接痕 不可避免，表观质量不可接受；3)随着流动填充距离的变化，制品中发泡状况存在较大不 均匀性。于2005年2月2日公开的专利申请200410001854. 8《制造泡沫树脂产品的方法 及用于模塑泡沫树脂的设备》中揭示一种方法，采用高温蒸汽和冷却水交替通入模具的冷 却流道的方式来解决发泡痕、熔接痕等表观质量问题；但还是未解决由于填充距离而引起 的制品整体芯部发泡不均匀的问题，以及发泡量不足的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是根据上述现有技术的不足，提出一种生产有良好的表观质量，芯部发泡均匀，且密度低，触感和回弹的性好。 本专利技术目的实现由以下技术方案完成 本专利技术所述的热塑性弹性体表皮制品，由热塑性弹性体树脂和氮气或二氧化碳组成，其中氮气或二氧化碳的加入量为按质量百分比占热塑性弹性体树脂质量的0. 1% —3%之间；所述热塑性弹性体树脂是热塑性聚烯烃弹性体或热塑性聚氨酯弹性体或热塑性聚苯乙烯弹性体或热塑性聚氯乙烯弹性体中的一种；所述的制品为发泡制品；所述热塑性弹性体可以进一步包括成核剂。 本专利技术制品的生产方法包括下列步骤 1)塑化热塑性弹性体树脂，同时按预定的质量百分比将超临界状态氮气或二氧化 碳注入到熔融的热塑性弹性体树脂中并混合后获得预定体积VI的均相溶液，其中注入的 超临界状态氮气或二氧化碳的质量在热塑性弹性体树脂质量的0. 1% 3% ; 2)加热并闭合模具，使模具型腔表面温度升高至树脂热变形温度以上0-3(TC之间的一个温度值，闭合后模具型腔具有第一容积V2 ; 3)将1)中准备的预定体积VI的均相溶液快速注入模具型腔中，并同时停止加热模具； 4)在所述预定量热塑性弹性体树脂填充完成后，立即冷却模具； 5)与4)冷却模具同步或延时预定时间，将组成模具型腔的一个或多个部分从步骤2)中所处位置迅速移开预定距离并锁定，使所述模具型腔容积扩大到第二容积V3，其中第二容积V3等于所述制品的体积； 6)继续冷却直至模具型腔表面温度降低到树脂热变形温度以下20-5(TC之间的一个温度值，并开模取出制品。 其中所述的模具型腔第二容积V3是模具型腔的第一容积V2的1. 1之2倍之间；其中预定均相溶液的体积VI是所述模具型腔第一容积V2与模具中浇道的容积之和的95% -100%之间。 本专利技术的优点是，所生产的制品具有良好的表观质量，芯部发泡均匀，且密度低，触感和回弹性好。附图说明 图1为本专利技术流程图。 图2a为本专利技术注射充模示意图。 图2b为本专利技术冷却模具示意图。 图3为本专利技术模具表面温度与工序过程关系图。具体实施例方式 下面通过实施例进一步详细说明本专利技术 附图中标号分别表示1-动模，2-温度传感器，3-定模，4-冷却/加热介质通道，5-中央控制器，6-超临界流体计量装置，7-进料斗，8-塑机控制系统，9-螺杆，10-料筒。 根据本专利技术所述的制品生产方法，氮气或二氧化碳是在超临界状态下按预定的质量百分比加入到熔融的热塑性弹性体树脂中，混合均匀后获得预定体积VI的均相溶液；为抑制在型腔容积扩大到第二容积V3之前发泡，由熔融热塑性树脂和超临界状态氮气或二氧化碳组成的均相溶液的预定体积V1设定为模具闭合后所形成的第一型腔容积V2与模具中浇道体积之和的95%至100%之间，这样可以通过快速注射的方式在不发泡的状态下实现完全填充模具型腔V2 ;根据本专利技术的注塑成型方法，为消除表面的发泡痕和熔接痕，在注塑之前将模具型腔表面的温度加热到热塑性弹性体树脂热变形温度之上0-3(TC之间的一个温度。采用的加热方式可以是将高温蒸汽或热水输送到模具的流体通道然后对模具进行加热，也可在模具中预埋电阻丝通过电阻发热加热模具，还可通过涡流感应加热型腔表面。在模具靠近型腔表面的部位，可装设一个或多个探测温度的传感器，用于检测型腔表面的温度状况，并反馈给一个控制装置，用于控制加热热量的供应与否。当检测到型腔表面的温度到达预定的温度，高于热塑性弹性体树脂热变形温度0-3(TC之间的一个预定值时，控制系统发出允许注射的信号；这时注塑机将预定体积V1的均相溶液快速注入到模具型腔之中，并同时停止供应加热模具的热量；由于均相溶液的温度高于预设的模具型腔表面的温度，填充过程中，型腔表面的温度会被均相溶液所含的热量影响进一步升高。这样与型腔表面接触的热塑性弹性体材料一方面会容易复制型腔表面的特征，另一方面，在压力的作用下，温度高于树脂热变形温度的树脂流在熔接部位将充分结合，不会产生熔接痕；还有一方面，高的型腔表面温度会降低树脂流的填充型腔的阻力，料流前端可被后续的料流推动发生平行移动，减少了料流前端泡孔被型腔壁拖曳破裂后留下的发泡痕，而少量的发泡痕在高于软化温度的型腔表面的作用下也很容易消除。当预定量的均相溶液体积VI被注射完毕后，模具温度控制系统接收到来自注塑成型机的注射完毕信号后立即向模具的流体通道供应低温冷却水，对模具进行快速冷却。冷却水温度可以选择4-25°C ，最好是4-7°C的冷却水，这样模具型腔表面的温度可以以更快的速度降到预先设定的温度，热塑性树脂热变形温度以下20-5(TC之间的一个温度值。当开始向模具的冷却流道中供应低温冷却水时，或延时一个预定时间，将组成模具型腔的一个或多个部分从上述的具有第一容积V2迅速移开预定距离并锁定，使所述模具型腔容积扩大到第二容积V3，其中第二容积V3等于所述制品的体积，更进一步地，第二模具型腔容积V3是第一容积V2的1. 1至2倍之间；这样与型腔表面接触的很薄一层被强制冷却，在发泡压力的作用下形成表观质量很好的实体层，而芯部由于突然的压降诱发大量泡核，并在冷却过程中形成细密的泡孔结构。通过低温冷却水的强制冷却和发泡过程中气体析出吸热，制品可很快冷却到所设定的温度。当设置在模具中的温度传感器检测到型腔表面的温度下降到设定温度值，例如热塑性弹性体树脂的热变形温度之下20-5(TC之间的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性弹性体表皮制品，其特征是，由热塑性弹性体树脂和氮气或二氧化碳组成，其中氮气或二氧化碳的加入量为按质量百分比占热塑性弹性体树脂质量的０．１％－－３％之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐庆华，桓锁成，
申请(专利权)人：北京中拓机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]