Изобретение относится к процессу изготовления литьем под давлением изделий, имеющих пористую сердцевину и невспененную поверхностную кожицу. Известен способ изготовления двух слойных пластмассовых изделий с сердцевиной иэ одного синтетического материала, путем последовательного впры кивания в полость формы расплавов материалов, необходимых для обраэова ния соответственно оболочки изделия и его сердцнвины 1. Недостаток та;кого способа, особенно при изготовлении формованных изделий больших, размеров, заключается в том, что образуются углубления и пустоты на кожиц поропласта в результате присутстви вспенивающего агента на поверхности продукта. Кроме того, газы, выделяющиеся при разложении вспенивающего агента, затрудняет полный контакт между термопластичным продуктом и поверхностью пресс-формы, что также является причиной дефектов поверхности формованного изделия. Целью изобретения является улучшение качества изделий путем уменьшения возможности образования углублений и пустот на поверхностной кожице изделия. Указанная цель достигается тем, что в полость формы вначале впрыскивают невспенивающийся термопластичный материал, частично заполняющий полость Формы, а затем до отверждения центральной части впрыснутого материала впрыскивают термопластичную вспенивающуюся композицию, содержащую вспенивающий агент, при температуре равной или выше температуры активирования вспенг-шающего агента. При этом после впрыска вспенивающейся композици и . полоЬть формы увеличивают. В соответствии с изобретением процесс изготовления изделий, имегадих пористую сердцевину и невспененную Поверхностную кожицу, состоит в том, что впрыскивают заранее определенное количество невспенившейся термопластичной смолы в полость пресс-формы и до отверждения этой невспениваю«ей ся.смолы впрыскивают состав термопластичной смолы, содержащий вспенивающий агент, при температуре активирования (или выше) вспенивающего агента в полости пресс-формы, выдерживая состав в пресс-форме з течение периода,
достаточного для вспенивания состава и отверждения термопластичного продукта.
Стенки пресс-формы при желании можно охлаждать для ускорения отверждеНИН соприкасающегося с ними термопластичного продукта.
Пресс-формы, применяемые при этом процессе, могут иметь полости постоянного объема или увеличивающиеся в объеме, чтобы вспенивающийся состав расширялся.
При применении пресс-форм с постоянным объемом необходимо регулировать впрыскиваемые количества невспенивающегося термопластичного продукта и термопластичной смолы, содержащей вспенивающий агент, для достижения определенной степени вспенивания и получения пенопласта с желательной плотностью. Количества впрыскиваемых продуктов зависят от размеров гнезда пресс-формы.
При применении пресс-формы с расширяющейся полостью допускают предпочтительно заранееопределенную степень расширения оформляющей полости после впрыскивания вспенивающегося состава, в результате чего этот состав имеет возможность расширяться. Такой регулируемнй период расширения дает возможность получать однородные пены. При желании расширение можно замедлить чтобы часть йспенивакнцегося термопластичного продукта, смежного с невспенивающимся составом, отвердилась и сделалась частью поверхностной кржишя изделия. Полость пресс-формы увеличивают, быстро снимая давление, сдерживающее противоположные поверхности пресс-формы и предоставляя возможность давлению газа, выделяющегося при активировании вспенивающего агента, открывать пресс-форму, в .результате чег вспенивающийся - состав расширяется и заполняет большую часть формующей полости. С другой стороны, давление, сдерживающее противоположные поверхноти пресс-формы, можно уменьшать медленно и таким образом регулировать степень расширения пресс-формы. Определенной степени расширения пблости пресс-форгва можно достигнуть также с помощью давления газов, выделяющихся при разложении вспенивающего агента, или с помощью внешних усилий.
При впрыскивании в пресс-форму вначале невспенивающейся термопластичной смолы уменьшается тенденция к образованию пустот или углублений на поверхности изделий. Кроме того, если вспенивающийся и невспенивающийся продукты получаются из разных источников то процесс в соответствии с изобретением имеет дополнительные преимуш,ест
ва. Пигменты, наполнители или другие добавки, улучшакнцие отделку поверхности изделия, можно добавлять тольк к невспенивающейся смоле. Добавки, улучшанлцие стойкость изделий к воздействию влаги или света, например стабилизаторы в отношении ультрафиолетовьк.лучей, можно добавить только к невспенивающейся смоле. В результате этого достигается значительная экономия, так как можно применять меньшие кличества таких дорогостоящих добавок.
Примерами наполнителей, которые можио применять для улучшения прочности формованных изделий, является стекловолокно и асбест или стекло и пластинки слюды, иногда покрытые смолой для. улучшения адгезии.- между наполнителем и термопластом. При желании во вспенивающиеся и невспенивающиеся составы можно добавлять разные другие вещества. В невспвнивающийся состав можно, включать добавки, которые можно в последующем травить с целью улучшения адгезии их поверхности, например двуокись титана, которую травят хромовой кислотой.
Количество невспенивающегося термопласта, которое можно впрыскивать в пресс-форму, зависит от размеров последней и толщины невспенивающейся поверхностной кожицы. В качестве невспенвающейся смолы можно впрыскивать любую термопластичную смолу, например такие полимеры ct-олефинов, как полиэтилен/ полипропилен, полибутилеи и поли-4-метилпентан-1, а также сополимеры этих олефиндЯ, полимеры и сополимеры хлористого винила, в частности, содержащие пластификатор, полимеры и сополимеры стирола , полимеры и сополимеры метилметакрилата и таких линейных эфиров, как полиэтилентерефталат. Выбор смолы зависит от конечного применения изделия, например, если необходимо изготовить прочную панель, например часть кузова автомобиля, то требуется прочная поверхностная кожица и для этой цели пригоден полипропилен. Однако когда требуется эластичное формованное изделие, например материал для внутренней облицовки автомобиля, то в качестве невспенивающейся термопластичной смолы пригоден полимер хлористого винила.
Термопластичная смола, содержащая вспенивающий агент, может отлич-аться от невспенивающейся термопластичной смолы или представлять собой одну из указанных выие смол., пригодных в качестве невспени.вающихся термопластичных смол.
По одному из вариантов способа можно по крайней мере в части полости пресс-формы поместить оформляющую вставку до впрыскивания термопластичного продукта. Этот продукт проч но присоединяется к вставке после впрыскивания его в пресс-форму, и таким способом можно изготовить жес кие пористые изделия, имеющие невспе венную кожицу. Данный вариант .особен но пригоден для изготовления таких эластичных формованных изделия, как материал для внутренней отделки авто мобилей, обладающий упругостью и кра сивой поверхностью. В этом случае одну из стенок пресс-формы покрывают подкладкой, которая служит опорой, а другую сторону оставляют свободной что обеспечивает красивую поверхность изделия. В качестве подкладки можно использовать деревянные листы, например фанеру, металлические листы или листовой материал из термо пласта, который не плавится при температура формования. При желании в качестве подкладки можно использовать эластичный материал. Для осуществления процесса в перед нюю часть цилиндра литьевой машины по мещают заранее определеннсйё количество невспенивающегося продукта, а ос тальную часть цилиндра заполняют вспе нивающимся продукте.. Однако при повторном процессе последующие дозы впры ка вводят в цилиндр машины, в котором уже содержится некоторое количество вспенивающегося состава, и таким образом происходит смешивание двух материалов. Более обычный и предпочтительный способ основан на применении двух ЦИЛИНДРОВ, из которых материал подается через общий литник в прессфО1 1у. (Работы машины синхронизируется таким образс л, что вначгше в прес форму подается требуемое количество невспенивающегося материала и муидшту освобождается и слелующая порция невспенивающегося материала поступает в пресс-фо 1у, не смешиваясь со вспенивающимся составом. С другой стороны можно использовать две машины для литья под давлением, каждая из которы впрыскивает материалы через отдельный мундштук в пресс-форму. Периоды работы машин рассчитаны таким образом, что вначале вводится желательное количество невспенивающегося материала, а затем - вспенивающегося. Некоторое количество вспенивающегося материала можно вводить до подачи всего количества невспенивающегося материала. Если необходимо получать изделие, имекадее пористую сердцевину, окруженную невспенивающимся материалом, то вспенивающийся материал вводят внутрь загрузки невспениваюЩегося материала, который находится в прессформе. В результате этого при впрыскивании и расширении вспениваюЩ1 йся материал оттесняется к внутренней поверхности пресс-формы как раздуваемый шар. Желательно вспенивающийся и невспенивающийся материалы впрыскивать в пресс-форму с псжощью одного мундштука. При применении двух мундштуков точки ввода материалов в прессформу должны быть расположены достаточно близко /одна от другой, чтобы вспенивающийся материал поступал внутрь невспенивающегося. Еще один способ состоит в использовании машины для литья с одночерйячным пластикатором, .г совершающим возвратно-поступательное движение, снабженной входным отверстием в какрйнибудь точке по длине червяка или в стенке цилиндра, через которое порообразующее - вещество можно впрыскивать в термопластичный материал; для удобства можно применять жидкий или газообразный вспенивающий агент. в таких условиях термопластичный мат,ериал вводится в литьевую машину и перемещается вдоль цилиндра с помощью червяка, в результате чего на впрыскиваккцем конце машины создается пробка из этого материала, а червяк возвращается обратно. После образования пробки достаточного размера в термопластичный материал, находящийся в цилиндре машины, впрыскивается газообразный или жидкий вспенивающий агент до образования требуемого количества термопластичного материала, содержащего вспенивающий агент позади материала, образовавшего первичную пробку. Затем подачу вспенивающего агента прекращают и в пресс-форму впрыскивают термопластичный материал. Этот процесс можно проводить многократно при постоянной подаче полимера, не содержащего вспенивающего агента. Согласно еще одному способу осуществления изобретения второе количество невспенйвающегося-термопластичного материала можно впрыскивать в прессформу после впрыскивания термопластичной смолы, содержащей вспенивающий агент. Преимущество этого способа заключается в том, что второе количество невспенивающего материала удаляет остатки вспенивающегося материала из мундштука, очищая его для последующего процесса формования. Поверхность пресс-формы, применяемой В соответствии с изобретением, может быть узорчатой, чтобы обеспечить любую желаемую отделку формованного изделия. Например, поверхность может быть гладкой, зернистой матовой или иметь рисунок, в результате невспененная кожица изделия приобретает желательную отделку. С другой стороны, пресс-форму можно покрыть термостойким материалом, например силиконовь м каучуком, с целью соответствующей отделки изделия Вспенивающий агент может быть твердым веществом, разлагающимся при нагревании до образования газа, кс торый способствует образованию пор; жидким, испаряющимся при нагревании или.,,снижении давления и потому обусловливающим вспенивание; или газообразным. Из жидких вспенивающих агентов пред почтительны органические жидкости, инертные в отношении термопластичных материалов и поглощаемые-последними. Газы, вьоделяемые .вспенивающими агентами твердого типа, должны быть инерт ными в отношении термопластичных материалов . Под температурой активирова ния преобразующего вещества подразумевается температура состава термопластичной смолы, содержгицего вспенив ющий агент, на выходе из мундштука, достаточно высокая, чтобы термопластичная смола вспенилась внутри пресс формы. Эта температура зависит от при роды вспенивающего агента Например, если он представляет собой твердое ве щество, выделяющее газ при нагревании то температура термопласта на выходе из мундштука должна быть выше температуры, при которой выделяется газ. Если вспенивающий агент представляет собой жидкость, испаряющуюся при нагревании, то условия, при которых выделяется газ, зависят как от температуры, так и от давления, которому под вергается термопласт. В этомслучае температура смолы на выходе из мундштука должна быть достаточно высокой, чтобы при постоянном объеме прессформы газ мог образоваться при давлении, которому подвергается материал в пресс-форме, или чтобы газ мог образоваться, когда давление в прессформе снижается во время увеличения е объема. Требуемую температуру термопластич ной смолы можно создать при нагревани ее во время прохождения через цилиндр но давление в цилиндре должно быть достаточно большим, чтобы предотвратить вспенивание, или при поддержании температуры в цилиндре ниже т ёмпературы активирования вспенивающего аген та с учетом динамического нагревания материала во время в11рыскивания через мундштук до температуры, необходимой для активирования вспенивающего агента. Второй способ является предпочтительным. К подходящим жидким вспенивающим агентам относятся такие углеводороды как пентан, а также моногалоидирсван ныв и полигалоидироваиные углеводор ы. Подходящими твердыми вспениваквдиМи, гентами являются вещества, выделяющие зот, например, азо- и гидраэосоедиейия, а также вещества, выделяющие вуокись углерода, например карбонаы и бикарбонаты. Примерами газов, которые можно исользовать в качестве вспенивающих гентов, являются азот и двуокись угерода. в некоторых случаях к вспениваемому материалу необходимо добавлять вещества, образующие центры кристаллизации, чтобы создать точки образования пузырьков. Процесс в соответствии с изобретением можно использовать для получения разнообразных изделий, имеющих пористую сердцевину и невспененную кожицу.. Можно получать изделия с жесткой или эластичной кожицей. К изделиям с жесткой кожицей относятся чемоданы, сиденья стульев, ящики телевизоров и панели, строительные или применяемые s автомобилях или вагонах. К изделиям с эластичной поверхностной кожицей относятся материалы для внутренней отделки автомобилей, железнодорожник вагонов, экипажей сеилолетов, чехлы для сидений и многие другие изделия. Изделия, прикрепленные к опоре, могут иметь ребра и выступы, необходимые для крепления и составляющие одно целое с самим изделием. Преимущество изобретения заключается в том, что такие относительно толстые части изделий можно формировать без образования углублений или;пустот на поверхности изделия. Когда такие детали изделий Формуют без пористой сердцевины, появляются углубления на поверхности в результате сжатия- отЕюсительно большого количества материала в этом месте. Пример 1. Дискообразная пресс-форма диаметром 18 дюймов была установлена на 18-унцневой машине для литья под давлением, снабженной 350-тонным гидравлическим затвором. В цилиндр машины поместили пластиФи1|ированный состав на основе поливинилхлорида (мягкость 40 по английскому стандарту) в количестве, достаточном для наполнения 1/3 цилиндра, состав переместили в переднюю часть цилиндра. Остальной объем цилиндра заполнили составом на основе пластифицированного поливинилхлорида, .содержащигл слвдукяцие количества компонентов, вес.ч. Поливинилхлорид100 Диизооктилфталат (пластификатор)80 Эпоксидированнее соевое масло - дифзнилдецилфосфит (Кикер)
