1、第9章 发泡成型模具 1 v泡沫塑料是以树脂为基础内部含有无数微小气孔的塑料，又 称为多孔性塑料。采用不同的树脂和发泡方法可制成性能各 异的泡沫塑料。它具有质轻、防震、防潮、隔热与吸音等优 点，在塑料工业中占有特殊的地位。 v泡沫塑料的发泡方法大致有三种：物理发泡法、化学发泡法 、机械发泡法。三种发泡方法的共同点是：待发泡聚合物或 复合物必须处于液态或粘度在一定范围内的塑性状态；泡孔 的形成是依靠添加能产生泡沫结构的固体、液体或气体发泡 剂，或者几种物质混合的发泡剂。针对某种聚合物，应根据 其性质，选择适宜的发泡法与发泡剂，才能制成合格的泡沫 塑料。 91 概述 2 92可发性聚苯乙烯泡沫塑料
2、的生产过程 v可发性聚苯乙烯是由聚苯乙烯与发泡剂所组成的半透明珠状 物。发泡剂为正丁烷、戊烷、庚烷、石油醚或二氯二氟甲烷 等，最常用的是戊烷与石油醚。市售的可发性聚苯乙烯，发 泡剂含量约6%，表观密度680gL，珠粒直径0.252mm 。 v 应用可发性聚苯乙烯粒料生产泡沫塑件的过程大致如下： v1.预发泡 v 预发泡是将可发性聚苯乙烯珠粒加热，使其中发泡剂受热 气化，从而使珠粒体积膨胀，以保证成型后的产品达到规定 的密度及其均匀性。预发泡分间歇法与连续法两种，其加热 设备可使用红外线灯、水浴或蒸汽加热器。实际在生产上大 都采用连续法，其主要设备为连续蒸汽预发泡机。真空预发 泡法优点是密度的调
3、节与控制简单易行，节省原料，缩短或 去除陈化时间，缩短模塑周期，避免发泡机内结块，塑件密 度小且较均匀。 3 v2.熟化 v 预发泡后的珠粒需要贮存一段时间，吸收空气进行熟化， 防止成型后的收缩。通常熟化在大型料仓或开口容器中进行 ，熟化温度一般控制在2226，熟化时间根据容量要求、 珠粒形状与空气条件等而定，一般在室温下为8lOh。 v3.成型 v 常用的成型方法是蒸汽加热模压法与挤出法。 v （1）蒸汽加热模压法 按加热方式又分为蒸缸发泡与液压 机直接通蒸汽发泡两种。 v蒸缸发泡法适宜生产小型、薄壁与形状复杂的塑件，即将 预胀物填满模具后放入蒸缸中，然后通蒸汽加热成型。蒸汽 压力与加热时间
4、应视塑件大小与厚度而定，一般为0.05 0.10MPa，1050min。模内预胀物受热软化，经膨胀互相 熔接而成整体，冷却脱模即制得泡沫塑料产品。此法所用模 具简单，但工人劳动强度较大，难于实现机械与自动化生产 ，如图图9-1（a）所示。 4 9-1 模泡成型模具 1-气孔 2-上气室 3-型芯 4-加料管 5-模框 6-下气室 5 v液压机直接通蒸汽发泡法适宜生产厚度较大的泡 沫板材。成型时常用气送法将粒料加入液压机上的 模具中。模具开有若干个0.1O.4mm的通气孔(或 槽)，当模具型腔装满预胀物后，直接通入O.1 O.2MPa的蒸汽，并使温度升至11O左右，此时 模内预胀物膨胀并粘接成整
5、体。关闭蒸汽，保持一 定时间(12min)，通水冷却后脱模。此发泡法的优 点是塑化时间短、冷却定型快、塑件内珠粒熔接良 好、质量稳定、生产效率高，能实现机械化与自动 化生产,如图9-1（b）所示。 6 （2）挤出发泡成型法 v挤出发泡成型法适宜生产片材和薄膜。图9-2所示为 可发性聚苯乙烯泡沫塑料纸的挤出吹塑过程。 9-2 可性泡沫塑料的生程 1-挤出机 2-机头 3-泡沫塑料纸 4-卷筒 7 93 可发性聚苯乙烯泡沫塑料模具 v1.可发性聚苯乙烯泡沫 塑料典型模具 v（1）图9-3所示为成型 某防震包装用发泡体的 模具，用于水平开模式 的发泡成型设备。 9-3 水平开模模具构 1-阴模体 2
6、-料管 3-阴模腔壁 4-螺 5，14-蒸汽口 6-阳模体 7，12-空气口 8-阳模底板 9-模座 10，11-冷水出口 13-阴模底板 8 v（2）图9-4所示为板材手动蒸箱压模，一次可成型三块板材 ，模套由件5和件8组成，并通过件12连接。 9-4 板材手蒸箱模 1-螺栓2-螺母3-上模板4-隔板5-模套6-下模板 7-螺母8-模套合件9-螺母10-11-12-螺栓 9 v（3）图9-5为包装盒机 动发泡模，使用卧式泡 沫塑料成型机。 9-5 包装盒机泡模 1，4，12，15-螺 2-回汽水管 3，5-定模汽室板 6-料塞 7- 8-模汽室板 9，17-密封 10-成型套 11-外套 1
7、3，14-型芯 16-料套 10 2.由于模具原因而使制品出现的缺陷 v(1)发泡时胀模 v(2)填充不足 v(3)发泡不完全 v(4)脱模时局部膨胀或变形 v(5)脱模时有冷却水从型腔中喷出 v(6)脱模困难 11 9.4 低发泡注射成型模 v1.低发泡注射成型模具基本结构 v低发泡注射成型模的基本结构与普通注射成型模具 基本相同，其设计方法也与注射成型模具极为类似 。由于发泡材料的物理性质与非发泡料材有所不同 ，因此在个别部位的设计上有其特殊要求： v（1）浇注系统 v（2）型腔排气 v（3）冷却系统 v（4）脱模机构 v（5）型腔数 12 2.模具设计时的注意事项 v（1）成型收缩率 v
8、发泡材料由于在成型时体积膨胀，所以其成型收缩率要比同 一种材料的非发泡材小。其实际收缩率随发泡物质的种类不 同、在料筒中停留的时间不同、注射时的料温不同、注射压 力和注射速度的大小不同，以及型腔的复杂程度不同而有所 不同，有时甚至于不收缩。 v（2）浇口的位置和数量与发泡率的关系 v发泡成型品多用于装饰性外观件，一般要求外观良好，发泡 均匀。浇口位置和数目对其有较大影响，一般地认为使用多 点浇口、短流程、小的浇口截面尺寸效果较好。 13 3.普通注射机低发泡注射成型 v在普通注射机上也可以进行低发泡注射成型。一般 有两种方法：一是减量注射法，二是瞬间开模注射 法。两种方法都必须对原有模具进行适当改造。改 造的内容如下： v（1）增加排气通路 把原来分型面上的排气槽增加 ，把通过拼缝和推杆排气的气隙增大。 v（2）增加推杆数量 在试模后观察，发现有推杆处 受力过大的现象时，再适当增加推杆数量，或加大 推杆直径。 v（3）加强冷却水流量。 14
