一种模内注塑与发泡包覆一体化工艺的制作方法

【技术领域】

本发明属于塑胶件模内处理技术领域，具体涉及一种模内注塑与发泡包覆一体化工艺。

背景技术：

随着社会生产力的发展和人们生活质量的不断提高，人们对汽车内饰系统的要求从传统的经济实用向高品质、舒适化方向转变，汽车内饰系统表面软化、表层纹理质感高档成为汽车内饰系统的发展方向。传统汽车内饰系统的表面软化和表面纹理的实现是通过在塑胶硬骨架的表面用胶水粘结一层发泡包覆层，形成塑料包覆件。这种工艺工序繁多，从注塑成型到发泡包覆完成需要周转于不同的车间，还需增加发泡包覆表面的清洁工序，耗费大量的人力物力，工序繁多增加了机械设备的使用，占用了更多的生产空间，极大地增加了企业的运营成本，不利于企业的长期发展。

同时胶水的使用会造成生产过程有机溶剂挥发造成voc排放，且终端产品中残留的有机溶剂会继续挥发，影响产品合格率。很难符合国际与国内对工业产品和生产制造企业在大气污染治理与工业废气排放方面制定的严格的voc排放标准。

产品发泡包覆外观要求的提高和voc排放标准的强制执行要求生产制造企业的表面发泡包覆工艺要颠覆传统。

本发明就是基于以上问题产生的。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种模内注塑与发泡包覆工艺，实现模内注塑成型与发泡包覆一体化，以满足外观产品发泡包覆质量极高的要求，实现发泡包覆工艺和发泡包覆产品voc零排放。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种模内注塑与发泡包覆工艺，其特征在于：包括如下步骤：一种模内注塑与发泡包覆一体化工艺，其特征在于，包含如下步骤：

a、注塑热塑性基材，模具结构有注塑侧前模、共用后模和发泡包覆侧前模，其中共用后模是安装在位于定模板和动模板之间的中央回转模板的两边，模具合模后，注塑单元向注塑侧前模和对应的共用后模围成的型腔内注入热塑性基材；

b、热塑性基材保压和冷却；

c、模具打开，中央回转模板带动共用后模及热塑性基材旋转180°，旋转完成后再次合模；

d、由发泡包覆侧前模与共用后模组成的发泡包覆模具和注塑侧前模与共用后模组成的注塑模具分别同时进行模内反应发泡包覆和注塑成型，混合头往发泡包覆侧前模和对应的带有热塑性基材的共用后模围成的型腔内注入发泡包覆原料完成涂层，与此同时，注塑单元往注塑侧前模和对应的共用后模围成的型腔内注入热塑性基材，进行下一个产品的注塑成型；

e、发泡包覆原料在发泡包覆模具内进行发泡和包覆，同时下一个产品的热塑性基材在注塑模具内进行保压和冷却；通过注塑成型工艺的调整和发泡包覆原料配方的调整实现注塑成型周期与模内发泡包覆周期相等，上一产品的模内发泡包覆完成的同时，下一产品的注塑成型完成；

f、步骤e完成之后，模具打开，取出发泡包覆完成的产品；

g、步骤f完成之后，中央回转模板带动共用后模旋转180°后再次合模；重复步骤a至f。

如上所述的一种模内注塑与发泡包覆一体化工艺，其特征在于，所述的发泡包覆原料为发泡自结皮型多元醇与发泡自结皮型异氰酸酯。

如上所述的一种模内注塑与发泡包覆一体化工艺，其特征在于，在步骤a中，所述的热塑性基材为pc材质或者pc与abs材质的结合或者pa材质。

如上所述的一种模内注塑与发泡包覆一体化工艺，其特征在于，在步骤d中，混合头将发泡包覆原料混合后以一定压力注入型腔。

如上所述的一种模内注塑与发泡包覆一体化工艺，其特征在于，在步骤d中，发泡包覆原料进入混合头时的温度为20℃-75℃。

与现有技术相比，本发明的一种模内注塑与发泡包覆一体化工艺，具有如下有益效果：

1、本发明实现模内注塑成型与发泡包覆一体化，在同一机台实现注塑成型和模内发泡包覆，根据工艺流程要求模具能够借助中央回转模板实现180°旋转后配合，零件质量和尺寸稳定性达到较高标准。

2、本发明工艺中的发泡包覆环节完全不依赖胶水作为粘结剂完成发泡包覆层与基材的粘结，而发泡自结皮型多元醇与发泡自结皮型异氰酸酯混合之后发生发泡交联反应生成pu发泡层和pu结皮层、以及co2、水和少量热量可实现注塑产品的发泡包覆过程和发泡包覆产品voc零排放，完全符合国际与国内对工业产品和生产制造企业在大气污染治理与工业废气排放方面制定的严格的voc排放标准。

【附图说明】

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1为实施本发明的装置俯视图；

图2为本发明在注塑时的俯视图；

图3为本发明的中央回转模板旋转的俯视图；

图4为本发明注塑和发泡包覆同步进行时的俯视图；

附图说明：1、注塑单元；2、定模板；3、中央回转模板；4、混合头；5、动模板；6、注塑侧前模；7、共用后模；8、发泡包覆侧前模；9、热塑性基材；10、发泡包覆层。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图4所示，在本实施例中，一种模内注塑与发泡包覆一体化工艺，包含如下步骤：

a、注塑热塑性基材，模具结构有注塑侧前模6、共用后模7和发泡包覆侧前模8，其中共用后模7是安装在位于定模板2和动模板5之间的中央回转模板3的两边，模具合模后，注塑单元1向注塑侧前模6和对应的共用后模7围成的型腔内注入热塑性基材9；

b、热塑性基材9保压和冷却；

c、模具打开，中央回转模板3带动共用后模7及热塑性基材旋转180°，旋转完成后再次合模；

d、由发泡包覆侧前模8与共用后模7组成的发泡包覆模具和注塑侧前模6与共用后模7组成的注塑模具分别同时进行模内反应发泡包覆和注塑成型，混合头4往发泡包覆侧前模8和对应的带有热塑性基材9的共用后模7围成的型腔内注入发泡包覆原料完成发泡包覆层10，与此同时，注塑单元1往向注塑侧前模6和对应的共用后模7围成的型腔内注入热塑性基材，进行下一个产品的注塑成型；

发泡包覆为模内发泡包覆，发泡结皮层材料的反应单体、颜料等配方通过计量系统精确计量，可实现对发泡结皮层颜色，发泡结皮层厚度和发泡结皮层反应固化时间的精确控制，另外，料罐和混料系统的真空环境保证无挥发性杂质引入发泡包覆层，避免发泡包覆层材料或发泡包覆层中杂质以挥发性杂质作为载体进行挥发造成voc排放；

模内发泡包覆，发泡包覆层与塑料产品表面交联粘结，由于刚注塑完成的塑件表面活性极强，更容易与包覆材料交联粘结，完全不依赖喷涂胶水完成发泡涂覆层与基材的粘结，避免了引入有机溶剂造成voc排放。

发泡包覆层在注塑产品表面与模具成型表面构成的模腔内发泡交联成型，其发泡结皮层外观可通过模具设计实现表面纹理和表面结构多样化，如设计线、字样和图标等，通过颜料和原料配方的调整可实现大范围表面效果，如亚光、高亮以及深度效果。

e、发泡包覆原料在发泡包覆模具内进行发泡和包覆，同时下一个产品的热塑性基材在注塑模具内进行保压和冷却；通过注塑成型工艺的调整和发泡包覆原料配方的调整实现注塑成型周期与模内发泡包覆周期相等，上一产品的模内发泡包覆完成的同时，下一产品的注塑成型完成；缩短了“注塑、发泡包覆”的工艺路线；

f、步骤e完成之后，模具打开，取出发泡包覆完成的产品；

g、步骤f完成之后，中央回转模板3带动共用后模7旋转180°后再次合模；重复步骤a至f。进行下一个循环的“注塑、发泡包覆”一体化工艺。

如图1至图4所示，在本实施例中，所述的发泡包覆原料为发泡自结皮型多元醇与发泡自结皮型异氰酸酯。以热塑性材料为包覆载体，在注塑产品表面与模具成型面构成的封闭模腔内注射成型，发生发泡交联反应形成聚氨酯发泡层和聚氨酯结皮层。

如图1至图4所示，在本实施例中，在步骤a中，所述的热塑性基材为pc材质或者pc与abs材质的结合或者pa材质；材料在此不做具体限定。

如图1至图4所示，在本实施例中，在步骤d中，发泡装置将发泡包覆原料在混合头4内混合并以一定压力注入型腔。

如图1至图4所示，在本实施例中，在步骤d中，发泡包覆原料进入混合头4时的温度为20℃-75℃，在此不作具体限定。原料加热后以一定压力送入模腔发泡包覆成型，加热使发泡自结皮型多元醇与发泡自结皮型异氰酸酯获得极佳的流动性，原料在适当温度下发生发泡交联反应，固化成软质发泡层和表层结皮，发泡包覆层能与产品表面完全贴合。

在本实施例中，通过注塑成型工艺的调整和发泡包覆原料配方的调整实现注塑成型周期与模内发泡包覆周期相等，保证上一产品的模内发泡包覆完成的同时，下一产品的注塑成型完成；加快生产速度。

在本实施例中，混合、注塑周期为1s-5s，固化周期为20s-50s。上述两周期可结合注塑单元产品注塑成型时间，通过调整原料配方实现混合、注射周期与反应固化周期的控制。

其具体流程如下：根据产品发泡包覆层厚度和涂覆面积精确计量发泡自结皮型多元醇与发泡自结皮型异氰酸酯等原料的注射量，根据产品成型周期精确调整原料配方；计量完成后通过混料系统的混合系统高度混合反应单体；在混合原料的过程中对原料进行加热，加热温度控制在20℃-75℃之间，使得发泡自结皮型多元醇与发泡自结皮型异氰酸酯获得极佳的流动性；以一定压力将混合均匀的原料注入模腔，在模内完成反应发泡包覆环节，反应单体经计量、混合、注射，最终在热塑性产品表面反应形成pu发泡包覆层。

采用本发明提供的注塑成型与模内发泡包覆一体化工艺，在同一机台上实现注塑成型和模内发泡包覆，零件质量和尺寸稳定性可达到很高标准，该工艺所涉及的发泡pu包覆层与基材的粘结完全不依赖喷涂胶水作为粘结剂完成基材与包覆层的粘结，而发泡自结皮型多元醇与发泡自结皮型异氰酸酯混合之后发生发泡交联反应生成pu发泡层和pu结皮层、以及co2、水和少量热量，所以本发明提供的注塑成型与模内发泡包覆一体化工艺在大气污染治理和工业废气治理方面可以做到制造工艺和产品voc零排放，完全符合国际与国内对工业产品和生产制造企业在大气污染治理与工业废气排放方面制定的严格的voc排放标准，代表着发泡包覆技术未来的发展方向。