聚乙烯泡沫塑料成型方法

聚乙烯泡沫塑料的成型方法有很多，主要分为挤出发、模压法和可发性珠粒法．我国主要采用挤出法和模压法生产聚乙烯泡沫塑料产品．
一、        挤出法
挤出法是将含有发泡剂的聚乙烯熔融物料从挤出机头口模挤出，熔融物料从高压降为常压时，溶于熔融物料中的气体膨胀而进行发泡．
发泡剂的加入形式有三种：
①        在树脂中加入热分解型发泡剂；
②        在挤出机中部熔融段加压注入低沸点液体发泡剂；
③        用浸渍法制备含有挥发性发泡剂的可发性珠粒然后再挤出发泡．
第一种称为化学发泡，用于很多低发泡制品，如电线电缆电绝缘层的制备．第三种需在挤出之前制备可发性珠粒．以下重点介绍第二种发泡方法，也称物理发泡方法．
1.        原料的规格及配方
原料的规格以及配方见表6-4
表6-4 原料规格以及配方
原料        规格        配方／质量份
聚乙烯
发泡剂
碳酸氢钠
柠檬酸        熔体流动速率1g／10min，密度920kg/m3，熔融温度114℃，软化温度90℃
相对密度1.44，沸点36℃
工业极
工业极        100
10～20
0.1～0.3
0.1～0.3
2.挤出发泡工艺
挤出发泡工艺简单，只要在挤出机中部的熔融段注入沸点为-30～20℃的挥发性发泡剂即可挤出发泡．与挤出聚苯乙烯泡沫塑料相似，为了使气泡细微，结构均匀，可加入少量成核剂，如加入0.01％～1％的有机酸、碳酸盐或酸式碳酸盐、粉末状二氧化硅等．
挤出温度选择在比熔融温度低5℃至软化点之间，挤出温度选择适当可制得发泡倍率为20倍的聚乙烯发泡塑料．
3.挤出发泡过程
生产中先将混合均匀的原料从料斗进入挤出机，由螺杆旋转压实，并在机筒中熔融塑化，从挤出机中部的注入口用计量泵将发泡剂注入熔融物料中，经机械搅拌与物料完全混合．温度均匀的熔融物料从机头漠口挤出，经吹塑发泡得表面有珍珠状美丽的光泽而内部的泡孔结构均均匀的聚乙烯泡沫片材，还可以加入一些颜料制得各种颜色艳丽的聚乙烯泡沫片材．用此法制得的聚乙烯泡沫塑料除了片材外还有板材、管、棒材等．
二、模压法1.原料
一般使用熔体流速为2g/10min左右的低密度聚乙烯塑料．多数以过二氧化异丙苯为化学交联剂，以偶氮二甲酰胺为发泡剂，使用三碱式硫酸铅为活化剂．配方如下：
原料              用料／质量份        原料               用料／质量份
聚乙烯                 100
过氧化二异丙苯          1        偶氮二甲酰胺             20
三碱式硫酸铅             4
2.        工艺流程
聚乙烯模压发泡工艺流程如图6-2所示．
图6-2聚乙烯模压发泡工艺
3.        操作工艺
①        配料。按配方分别进行称量并按顺序加料。
②        混炼。将聚乙烯树脂在混炼机中混炼3～5min，温度控制在110～120℃左右。将聚乙烯混炼成片后加入偶氮二甲酰胺和三碱式硫酸铅，此时温度降至70℃～100℃，再混炼10min，然后加入过氧化二异丙苯，在同一温度下混炼5min，制成片状。
③        切片。按所要加工制品的形状冲切成所需要尺寸的片料。
④        模压成型。把片料装入模具中，此时对模具解热至160℃，加压至0.6MPa，模压12～15min。
⑤        开模发泡。有如下2中开模方式。
a.        热开模发  待发泡剂完全分解后，解除液压机压力，使热熔片材膨胀弹出，并在2～3min内完成发泡。熔融物料的快速膨胀发泡，有利于形成细小的泡孔，但不能达到太高的发泡倍率。因发泡产生分解产生的气体压力与物料的粘性和弹性之间难以达到平衡，发泡时微小的阻力都会导致泡沫塑料龟裂，所以必须特别注意控制熔融体的弹性，以保证生产正常进行。
b.        冷开模发  将完成交联发泡的模具冷却到65℃左右，开模取出泡沫块，立即送入120～170℃的烘箱中加热进行二次发泡；也可以将热压泡沫块置于容积比其大的模具中二次加热膨胀，冷却后开模得到具有闭孔结构、力学强度优异的聚乙烯泡沫塑料制品。在常压下加热二次发泡即得到高发泡倍率的泡沫片材。
三、其他成型方法
1.挤出-化学交联-化学发泡工艺
⑴ 典型配方 生产密度为50㎏/m3的泡沫片材。
原料            用量/质量份      原料             用量/质量份
   低密度聚乙烯       100           偶氮二甲酰胺        10
   过氧化二异丙苯     0.5      
⑵ 生产工艺简述
将化学发泡剂、交联剂和树脂一起混炼均匀。挤出成型过程中，加热先使交联剂分解，树脂交联，接着使发泡剂分解，使树脂发泡，制成泡沫制品。
2.挤出-辐射交联-化学发泡工艺
⑴ 典型配方 生产密度为50㎏/m3的泡沫制件。
原料               用量/质量份        原料               用量/质量份
聚乙烯                50              偶氮二甲酰胺           10
⑵ 生产工艺简述
   将聚乙烯树脂和发泡剂在低于发泡剂分解温度下混炼均匀，然后以同样的温度挤出薄膜或片材，此后以计量为1～200Gy的射线照射，使之交联。再加热到发泡剂分解温度以上，使树脂发泡制得泡沫制品。
3.化学发泡-化学交联-一步模压工艺
⑴ 典型配方 生产密度为200㎏/m3的泡沫制件。
原料               用量/质量份        原料               用量/质量份
高密度聚乙烯          50              亚硫酸钙              60
中密度聚乙烯          50              过氧化二异丙苯        0.1
EVA共聚物             20              偶氮二甲酰胺          0.5
⑵ 生产工艺简述
   首先将发泡剂、交联剂、填料和树脂混合均匀，然后制成片、粒或板状放入模具中，加压（通常为5～21MPa），加热使交联剂分解，树脂达到一定交联度后，进一步升高温度，使发泡剂分解，待完全分解后，突然解除压力，熔融物料弹出，2～3s就完成发泡。该生产方法设备投资少，物料可发3～15倍。
4.        化学发泡-化学交联-二步法模压工艺
⑴ 典型配方
原料               用量/质量份        原料               用量/质量份
低密度聚乙烯          100             过氧化二异丙苯        0.8～1
轻质碳酸钙            100～120        三碱式硫酸铅          1.5
偶氮二甲酰胺          7.5～8          硬脂酸锌              2～2.5
⑵ 生产工艺简述
将发泡剂、交联剂、填料和树脂混合均匀后，压延成薄片放入模具中加压（通常压力为2MPa）、加热（140℃），使树脂达到一定交联度，并使发泡剂部分分解，突然卸压，使物料弹出，制得预发泡板坯。将此板坯趁热放入预先规定的模具中加压（初始压0.5MPa，终压1MPa）、加热（160～180℃）使发泡剂完全分解，树脂膨胀充满模腔，经冷却、脱模而制成高发泡钙塑板材。
5.可发性聚乙烯珠粒工艺
⑴ 典型配方
原料               用量/质量份        原料              用量/质量份
低密度聚乙烯          100          过氧化二异丙苯         0.4～0.6
偶氮二甲酰胺         12～17        氧化锌                 2～4
⑵ 生产工艺简述
   首先将各组分在低于交联剂的分解温度（140℃）下混炼均匀，压延成片材，切成方形颗粒。然后将颗粒经挤出机挤出，进入85～95℃的热水中切成半球型颗粒，再将此颗粒放入多孔模具中，在0.3～0.5MPa的压力下使树脂交联，在0.5～1.0MPa的压力下使发泡剂分解，树脂发泡充满模腔，冷却、脱模，制成泡沫制品。
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