用來處理聚合物的方法和設備技術

一種通過機器控制和控制機器發信號來控制處理溫度和聚合物的活化的方法和設備，該方法和設備允許對于聚合物熱能損失的熱能進行補償。這當添加像水之類的較低溫度物質以使天然或人造聚合物在像在噴嘴和模具頭的短距離內膨脹時，是有用的。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用來處理聚合物的方法和設備，以制造模壓或擠壓部件。
技術介紹
聚合物的發泡、起泡或膨脹是用來生產重量較輕和成本較低物品的普通技術。為此，將試劑與聚合物混合。已知的是，使用各種各樣的聚合物和試劑用于發泡、起泡以及膨脹。聚合物可以是人造聚合物或天然聚合物，其中，人造聚合物包括聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)以及聚丙烯(PP)，而天然聚合物包括橡膠。使用呈液體和氣體形式的試劑，包括各種形式的化學發泡劑還有水。發泡或起泡劑和這樣的試劑與具體聚合物的組合的一些已知例子如下:.碳酸氫鈉是用于聚乙烯(PE)膜的吸熱起泡劑。 偶氮二甲酰胺是用于PE起泡膜和高密度(HD)聚丙烯(PP)注射模壓的放熱起泡劑。.磺酰肼是用于橡膠的放熱化學起泡劑。甲苯磺酰肼(TSH)適用于環氧樹脂泡沫、橡膠布層壓件、海綿橡膠以及拖鞋鞋底。.0xybis (苯磺酰肼)(OBSH)可用于同軸電纜、乙烯-丙烯-二烯-單體(EPDM)輪廓、淺色聚氯乙烯(PVC)鞋襪以及微孔橡膠。.氨基脲是用于對注射模壓聚 苯乙烯(PS)、對聚苯氧(ΡΡ0)、耐沖擊PS、聚(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯)(ABS)、PP、HD-PE以及剛性PVC的高溫處理的放熱化學起泡劑。.異丁腈用于厚截面PVC泡沫以及用于硅酮橡膠的低溫處理。.氰尿酰氯-碳酸鈉可用作在橡膠中的起泡劑，以制造海綿，當在干燥狀態下加熱時用在液態石蠟中、用在磷酸三甲苯酯中、或用在酞酸二丁酯中。.環戊烷認為是發泡劑。.氮氣、丁烷氣體以及二氧化碳也已經用作起泡劑。 水。在下面，我們總體上使用術語發泡劑，以包括在文獻中對于起泡劑和膨脹劑以及發泡劑的引用。每種聚合物由聚合物制造商規定成具有:溫度范圍，在該溫度范圍內聚合物是可加工的；或者更準確地說，幾個交疊的溫度范圍，聚合物在當它通過常規的套筒和螺桿(barrel-and-screw)型模壓機進入噴嘴并因此進入模具或擠壓線時的處理期間、在各個階段位于這幾個交疊的溫度范圍內。典型地，溫度范圍將橫跨從約200° C至300° C的范圍。當聚合物與發泡劑混合時，它不僅發泡，而且也顯著地冷卻，例如冷卻60° C。冷卻可以是漸變或快速的過程，并且常常取決于發泡劑的溫度和其反應性質。如果發泡劑溫度顯著地低于熔融的聚合物的溫度，例如在環境溫度下，則發泡聚合物的整體溫度迅速地降低。由于冷卻，熔融的聚合物和水的混合物變成為粘性的和較低活性的，并且因此較不可能膨脹。在一些實例中，溫度降低得足以硬化機器內的聚合物，并且因此發生了不均勻的壓力和不滿意的混合。為了避免這些問題，已知的是，加長套筒和螺桿，以允許在混合之后的熱量恢復。然而，使套筒和螺桿更長由于成本原因是不希望的，并且通過在混合之后增加熱量恢復階段也具有加長處理時間的作用的效果。延長整個處理時間限制了生產能力，即每部件的生產時間。
技術實現思路
根據本專利技術的第一方面，提供有一種用于注射模壓聚合物部件的系統，所述系統包括:聚合物熔化部段，該聚合物熔化部段是可操作的，以熔化輸入到聚合物熔化部段的聚合物；噴嘴，該噴嘴布置成從聚合物熔化部段接收熔融的聚合物，噴嘴具有本體、注射器以及加熱元件，該本體限定混合腔室，該注射器布置成將液體發泡劑注射到混合腔室中，該加熱元件是可致動的，以將熱量施加到混合腔室，從而將混合腔室中的聚合物保持在其操作溫度范圍內的溫度下；模具，該模具布置成從噴嘴接收發泡的聚合物；以及控制器，該控制器用來控制系統的循環操作，以模壓聚合物部件，其中，在每個模壓循環中，控制器是可操作的，以引起來自發泡劑注射器的發泡劑劑量和來自聚合物熔化部段的聚合物劑量進入混合腔室的注射，并且引起加熱元件的致動，以供給附加量的熱量，從而補償由發泡劑與聚合物的混合導致的熱量損失。在本專利技術的實施例中，在預見到熱量損失的情況下，在混合開始之前，至少部分地施加附加量的熱量。例如，附加量的熱量在這樣一個時間段上供給，該時間段在開始將聚合物注射到混合腔室之前開始，并且/或者在結束將聚合物注射到混合腔室之前結束。在第一循環之后，控制器有利地參照在之前的循環期間由混合引起的熱量損失的測量結果而適應性地設置附加量的熱量。這允許系統按非常簡單而有效的方式自學和穩定，從而它在混合之前或者在混合期間(典型地在混合之前開始并且在混合期間一些時間結束的時段上)，每個 循環輸送瞬態加熱脈沖，以補償由混合引起的熱量損失。如果對于第一循環，控制器將附加量的熱量設置到預設值，而不是在第一循環期間簡單地施加任何附加熱量，則可以加速自學和穩定。噴嘴還可以包括溫度傳感器，該溫度傳感器布置成測量混合腔室溫度，并且連接到控制器。由溫度傳感器取得的讀數可以由控制器用來保證:準確地施加所需的溫度分布，例如當施加附加量的熱量時的所需的溫度梯升；或者在循環的其它部分期間，例如在模具中部件的冷卻期間，保持所需的恒定溫度。換句話說，在當前循環中溫度傳感器的讀數可用來控制在該循環內的溫度，以及使用來自之前的循環的溫度分布，來確定要在當前循環中瞬態施加的溫度梯升。如果噴嘴設有溫度傳感器(該溫度傳感器布置成測量混合腔室溫度，并且連接到控制器)，那么在第一循環之后，由混合引起的熱量損失的測量結果可基于噴嘴中的由溫度傳感器所測量的溫度變化。在更復雜的實施例中，多個溫度傳感器可以提供在噴嘴中的不同位置處，并且附加熱量可以考慮到來自多個位置的關聯溫度讀數。根據本專利技術的第二方面，提供有一種用于注射模壓聚合物部件的方法，所述方法包括如下步驟的循環重復:關閉模具；將熔融的聚合物的劑量和液體發泡劑的劑量供給到噴嘴中，以引起聚合物和發泡劑的混合，并由此使聚合物發泡；將附加量的熱量施加到噴嘴，以補償由混合和發泡導致的熱量損失；將發泡的聚合物從噴嘴注射到模具中；以及打開模具和取出聚合物部件。在預見到熱量損失的情況下，在混合開始之前，優選至少部分地施加附加量的熱量。在第一循環之后，優選地參照在之前的循環期間由混合引起的熱量損失的測量結果，而適應性地設置附加量的熱量。對于第一循環，附加量的熱量優選地具有預設值。在第一循環之后，由混合引起的熱量損失的測量結果優選地基于所測量的噴嘴中的溫度變化。液體發泡劑可以是水或另一種已知液體發泡劑，如以上在引言中進一步列出的那些現有技術試劑。附加量的熱量優選地這樣輸送，從而在混合之前和/或期間，噴嘴中聚合物的溫度瞬態升高到高于它在循環的其余部分期間具有的溫度。可選擇地，附加的加熱可以在混合期間、和選擇性地也緊在混合之后輸送，以最大地或部分地減小溫度下降，該溫度下降否則將由于混合而發生。在任何情況下，優選地施加附加量的熱量，從而保證噴嘴中的聚合物保持在其整個操作溫度范圍的底限之上。操作溫度范圍是由聚合物制造商規定的操作溫度范圍，或者是在安裝期間由操作人員關于實際模壓機確定的等效溫度范圍。根據本專利技術的 第三方面，提供有一種用于聚合物模壓機的噴嘴，所述噴嘴包括:本體，該本體限定混合腔室；進口，該進口布置成從之前的部段接收熔融的聚合物，并且將它輸送到混合腔室；出口，該出口布置成將聚合物從混合腔室輸送到隨后的部段；以及注射器，該注射器布置成經由閥將液體發泡劑直接注射到混合腔室中，該閥具有打開位置和關閉位置，其中，當閥在打開位置中時，注射器提供在閥與混合腔室之間、用于發泡劑的收縮流動路徑，收縮本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P·伍德沃斯，
申請(專利權)人：RD工廠有限公司，
類型：
國別省市：