Способ изготовления двухслойных пластмассовых изделий

Сюз Советских Социалистических Республик(32) (ЗЗ) ГасударотаеннеЭ коме Соеета Иннеотроа СС ое,аелам нзооретеннн открмтнй ритан(45) а та иковвиия описания 72) Авторы изобретен ностранцыоу Оксли и Польлико британия) он Гаркер вид Фай Иностранная Фирмаериал Кемикал Индастриз Лимитед .(Великобритания)) Заявите СПОСОБ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ ПЛЛСТИЛССОВЫХ ИЗДЕЛИЙ пустоелия, Ука сверх иост ожиц Изобретение относится к процессуизготовления литьем под давлением иэделий, имеющих пористую сердцевину иневспененную поверхностную кожицу.Известен способ изготовления двух; 5слойных пластмассовых изделий с сердцевиной иэ одного синтетического материала, путем последовательного впрыскивания в полость Формы расплавов материалов, необходиьвх для обраэова ния соответственно оболочки иэделия и его сердцнвины 1 . Недостаток та.кого способа, особенно при изготовлении формованных иэделий большик, размеров, заключается в том, что обра 16 зуются углубления и пустоты на кожице поропласта в результате присутствия вспенивающего агента на поверхности продукта. Кроме того, газы, выделяю" ъ 0 щиеся при разложении вспенивающего агента, затрудняет полный контакт между термопластичным продуктом и поверхностью пресс-Формы, что также является причиной деФектов поверхности 25 формованного иэделия. Целью изобретения является улучшение качества изделий путем уменьшения. врзмомности образования углублений эанная цель достигается тем, что в полость Формы вначале впрыскивают невспенивающкйся термопластичный материал, частично заполняющий полость Формы, а затем до отверждения центральной части впрыснутого материала впрыскивают термопластичную вспенивающуюся композицию, содержащую вспенквающий агент, при температуре равной кли выше температуры активкровання вспенивающего агента. При этом после впрыска вспенивающейся композиции полость Формы увеличивают.В соответствии с изобретением про" цесс изготовления иэделий, имеющих пористую сердцевину и невспененную поверхностную кожицу, состоит и том, что впрыскивают заранее определенное количество невспенившейся термопластичной смолы в полость пресс-формы и до отверждения этой невспенивакюейся.смолы впрыскивают состав термопластичной смолы, содержащий вспенивающий агент, при температуре активирования (илк выше) вспенивающего агента в полости пресс-Формы, выдерживая состав в пресс-Форме э течение периода,достаточного для вспениэания составаи отверждения термопластичного продук.та.Стенки пресс-формы при желанииможно охлаждать для ускорения отвержде 5ния соприкасаюцегося с ними термопластичного продукта.Пресс-Формы, применяемые при этомпроцессе, могут иметь полости постоянного объема или увеличивающиесяфв 10, объеме, чтобы вспенивающийся составрасширялся.При применении пресс-форм,с постоянным объемом необходимо регулироватьвпрыскиваемые количества невспенивающегося термопластичного продукта итермопластичной смолы, содержащейвспенивающий агент, для достижения определенной степени вспенивания. и получения пенопласта с желательной плот ностью. Количества впрыскиваемых продуктов зависят от размеров гнездапресс-Формы,При применении пресс-формы с расширяющейся полостью допускают предпочти тельно заранееопределенную степеньрасширения оформлякщей полости послевпрыскивания вспенивающегося состава,в результате чего этот состав имеетвозможность расширяться. Такой регулиоуемый период расширения дает возможность получать однородные пены.При желании расширение можно замедлить,чтобы часть вспенивающегося термопластичного продукта, смежного с невспе днивающимся составом, отвердилась исделалась частью поверхностной кожицыизделия. Полость пресс-формы увеличивают, быстро снимая давление, сдерживающее противоположные поверхности 40пресс-формы и предоставляя возможностьдавлению газа, выделяющегося при активировании вспенивающего агента, открывать пресс-Форму, в .результате чеговспенивающийся состав расширяется изаполняет большую часть Формующей по-лости. С другой стороны, давление,сдерживающее противоположные поверхнос-.ти пресс-формы, можно уменьшать мед"ленно и таким образом регулировать:степень расширения пресс-формы. Определенной степени расширения пдлостипресс-формы можно достигнуть также спомощью давления газов, выделяющихсяпри разложении вспениваюцегофагента,или с помощью внешних усилий.При впрыскивании в пресс-Формувначале невспениэающейся термопластичной смолы уменьшается тенденция кобразованию пустот илн углублений на 60поверхности иэделий. Кроме того, есливспенивающийся и неэспениваюцийся про"дукты получаются из разных:источников,то процесс в соответствии с изобретением имеет дополнительные преимущества. Пигменты, наполнители или другиедобавки, улучшающие отделку поверхности иэделия, можно добавлять только,и невспенивающейся смоле, Добавки,улучшающие стойкость иэделий к воздействию влаги или света, например стабилизаторы в отношении ультрафиолетовых,лучей, можно добавить только кневспеииваюцейся смоле. В результатеэтого достигается значительная эконо"мия, так как можно применять меньшие количества таких дорогостоящих добавок.Примерами наполнителей, которые можно применять для улучшения прочностиформованных иэделий, является стекловолокно и асбест или стекло и пластин-ки слюды, иногда покрытые смолой для.улучшения адгеэии.между наполнителем итермопластом. При желании во вспенивающиеся и невспенивающиеся составыможно добавлять разные другие вецества. В невспвниэающийся состав можно.включать добавки, которые можно впоследующем травить с целью улучшения адгезии их поверхности, напримердвуокись титана, которую травят хромовой кислотой,Количество невспенивающегося термопласта, которое можно впрыскивать впресс-форму, зависит от размеров последней и толщины невспенивающейся поверхностной кожицы. В качестве невспенивающейся смолы можно впрыскивать любуютермопластичную смолу, например такиеполимеры А,-олефинов, как полиэтилен,полипропилен, полибутилен и поли-метилпентан, а также сополимерыэтих олефинбз; полимеры и сополимерыхлористого винила, в частности, содержащие пластификатор, полимеры и сопблимерыстирола, полимеры и сополимеры метилметакрилата и таких линейныхэфиров, как полиэтилентерефталат. Выбор смолы зависит от конечного применения изделия, например, если необходимо изготовить прочную панель,например часть кузова автомобиля, тотребуется прочная поверхностная кожица и для этой цели пригоден полипропилен. Однако когда требуется эластичноеФормованное иэделие, например материалдля внутренней облицовки автомобиля,то в качестве неэспенивакщейся термопластичной смолы пригоден полимер хлористого винила.Термопластичная смола, содержащаявспенивающий агент, может отличатьсяот невспенивакцейся термопластичнойсмолы или представлять собой одну изуказанных вьзде смол., пригодных в качестве невспенивающихся термопластичных смол.По одному из вариантов способа можно по крайней мере в части полостипресс-формы поместить оформляющуювставку до впрыскивания термопластичного продукта. Этот продукт проч-.но присоединяется к вставке послевпрыскивания его в пресс-форму, итаким способом можноизготовить жесткие пористые изделия, имеющие невспененную кожицу, Данный вариант особенно пригоден для изготовления такихэластичных формованных иэделий, какматериал для внутренней;отделки автомобилей, обладающий упругостью и красивой поверхностью. В этом случаеодну из стенок пресс-Формы покрываютподкладкой, которая служит опорой,а другую сторону оставляют свободной,.что обеспечивает красивую поверхность изделия. В качестве подкладкиможно использовать деревянные листы, например. фанеру, металлическиелисты или листовой материал из термопласта, который не плавится при температуре Формования, При желании вкачестве подкладки можно использовать эластичный материал. Для осуществления процесса в переднюю часть цилиндра литьевой машины по" 25мещают заранее определеннйе количество невспенивающегося продукта, а остальную часть цилиндра заполняют вспенивающимся продуктом,. Однако при повторном процессе последующие дозы впрыс ка вводят в цилиндр машины, в которомуже содержится некоторое количествовспенивающегося состава, и таким образом происходйт смешивание двух материалов. Более обычный и предпочтительный способ основан на применениидвух цилиндров, нэ которых материалподается через общий литник в прессформу. Работы машины синхронизируется таким образом, что вначале в пресс Форму подается требуемое количествоневспенивающегося материала и мундштукосвобождается и следующаяпорция невспенивающегося материала поступаетн пресс-форму, не смешиваясь со вспенинающимся составом. С другой стороны,можно использовать дне машины длялитья под давлением, каждая из которыхвпрыскивает материалы через отдельныймундштук н пресс-Форму. Периоды ра 50боты машин рассчитаны таким образом,что вначале вводится желательное количество ненспенинающегося материала,а затем - вспенивающегося. Некотороеколичество вспенивающегося матере иала 55можно вводить до подачи всего количества невспенинающегося материала.Если необходимо получать иэделие,имеющее пористую сердцевину, окрущенную невспенивающимся материалом, 60то вспенивающийся материал вводятвнутрь загрузки ненспенинающегося материала который находится в прессФорме. В результате этого при впрыскивании и расширении вспенивающийся, 55 материал оттесняется к внутренней поверхности пресс-формы как раздуваемыйшар. Желательно вспенивающийсяи невспенивающийся материалы впрыскивать в пресс-форму с помощью одногомундштука. При применении двух мундштуков точки ввода материалов н прессФорму должны быть расположены достаточно близко, одна от другой, чтобывспенивающийся материал поступалвнутрь невспенивающегося.Еще один способ состоит в использовании машины для литья с одночервячным пластикатором,.ф. совершающимвозвратно-поступательное движение,снабженной входньи отверстием н какойнибудь точке по длине червяка илн нстенке цилиндра, через которое поро-образующее" вещестно можно впрыскивать в термопластичный материал;для удобства можно применять жидкийили газообразный нспенивающий агент.В таких условиях термопластичный материал вводится в литьеную машинуи перемещается ндоль цилиндра с помощью червяка, в результате чегона впрыскивающем конце машины создаетсяпробка из этого материала, а червяк возвращается обратно. После образованияпробки достаточного размера в термопластичный материал, находящийся н цилиндре машины, впрыскинается газообразныйнли жидкий вспенивающий агент до образования требуемого количества термопластичного материала, содержащеговспенивающий агент позади материала,образовавшего первичную пробку. Затемподачу вспенивающего агента прекращают и в пресс-форму впрыскивают термопластичный материал. Этот процессможно проводить многократно при постоянной подаче полимера, не содержащеговспеннвающего агента.Согласнб еще одному способу осуществления изобретения второе количествоневспенивающегося термопластичного материала можно впрыскивать н прессформу после впрыскивания термопластичной смолы, содержащей вспенивающийагент. Преимущество этого способазаключается в том, что второе количество ненспенинающего материала удаляет остатки вспенивающегося материала из мундштука, очищая его для последующего процесса .Формования,Поверхность пресс-формы, применяемой в соответстнии с изобретением,может быть узорчатой, чточтобы обеспечить любую желаемую отделку фармо- новерхванного иэделия. Например,зе нистойность может быть гладкой, рв резульматовой или иметь рисунок,тате ненспененная кожкц а изделияприобретает желательну ю отделку Сды. Подходящими твердыии вспенивающиыи, агентами являются вещества, выделяющие азот, наприйер, азо- и гидраэосоединейия, а также вещества, выделяющие двуокись углерода, например карбонаты и бикарбонаты.Примерами газов, которые можно использовать н качестве вспенивакюцих агентов, являются азот и двуокись уг" лерода. В некоторых случаях к вспениваемому материалу необходимо добавлять вещества, образующие центры кристаллизации, чтобы создать точки образования пузырьков.Процесс в соответствии с изобретением можно испольэовать для получения разнообразных изделий, имеющих пористую сердцевину и невспененную кожицу. Можно получать иэделия с жесткой или эластичной кожицей. К иэделиям с жесткой кожицей относятся чемоданы, си" денья стульев, ящики телевизоров и панели, строительные или применяемые в автомобилях или вагонах. К иэделиям с эластичной поверхностной кожицей относятся материалы для внутренней отделки автомобилей, железнодорожных вагонов экипажей самолетов, чехлы для сидений и многие другие иэделия. 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 иэделий можно Формировать беэ образования углублений или;пустот на поверхности изделия. Когда такие. детали иэделий Формуют без пористой сердцевины, появляются углубления на поверхности в результате сжатия.относительно большого количества мате+ риала в этом месте.П р и м е р 1. Дискообразная пресс-Форма диаметром 18 дюймов была установлена на 18-унциевой машине для литья под давлением, снабженной 350-тонным гидравлическим затвором.В цилиндр машины поместили пластиФицированный 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 заполнилн составом на основе пластиФицированного поливннилхлоридасодержащим следующие количества компонентов, вес.ч.: 100 80 К подходящим жидким вспенивающим агентам относятся такие углеводороды ак пентан, а также моногалоидирозан иые и полигалоидированные углеводоробб другой стороны, пресс-Форму можнопокрыть термостойким материалом,например силиконовым каучуком, сцелью соответствующей отделки иэделия.Вспенивающий агент может быть твер" бдым веществом, разлагающимся при нагревании до образования газа, которыйспособствует образованию пор," жидким,.испаряющимся при нагревании или,снижении давления и потому обусловливающим вспенивание; или газообразньм.Из жидких вспенивающих агентов пред"почтительны органические жидкости,инертные в отношении термопластичныхматериалов и поглощаемые:последними, 15Газы, выделяемые .вспенивающими агентами твердого типа, должны быть инертными в отношении термопластичных материалов, Под температурой активироваиия преобразующего вещества подразу- Юмевается температура состава термопластичной смолы, содержащего вспенивающий агент, на выходе из мундштука,достаточно высокая, чтобы термоплас-,тичная смола вспенилась внутри пресс;5Формы. Эта температура зависит от природы вспенивающего агента. Например,если он представляет собой твердое вещество, выделяющее гаэ при нагревании,то температура термопласта на выходе 80из мундштука должна быть вьпае темпе-ратуры, при которой выделяется гаэ.Если вспенивающий агент представляетсобой жидкость, испаряющуюся при нагревании, то условия, при которых выделяется газ, зависят как от температуры, так и от давления, которому подвергается термопласт. В этом случаетемпература смолы на выходе иэ мундштука должна быть достаточно высокой, 0Чтобы При постоянном объеме прессФормы газ мог образоваться при давлении, которому подвергается материалв пресс-Форме, нли чтобы гаэ мог образоваться, когда давление в пресс 45Форме снижается во время увеличения ееобъема.Требуемую температуру термопластичной смолы можно создать при нагреванииее во время прохождения через цилиндр,фио давление в цилиндре должно бытьдостаточно большим, чтобы предотвратить вспенивание, или при поддержаниитемпературы в цилиндре ниже температуры активирования вспенивающего аген та с учетом динамического нагреванияматериала во время впрыскивания черезМундштук до температуры, необходимойдля активнрования вспенивающего агента, Второй способ является предпоч- бОтительньи,ПоливиинлхлоридДииэооктилФталат (пластиФика тор)Эпоксидированное соевоемасло - диФеннлдецилФосФит (Кикер)Стеариноная кислота 0,3 1 из сополимера пропилена, наполненного Азодикарбонамидная асбестом, и содержащей 0,35 вес.Ф паста 3 аз одикарбом амида.Азодикарбонамидную пасту пригото- П р и м в р 3. Пресс-Форму диаметвили при смешении в мельнице" .1 вес .ч,б ром 12,5 и глубиной 2,5 дюйма устаазодикарбонамида с 1 вес.ч. диизооктил- новили на машине для литья под давфталата. лением, описанной в примере 1, в коТемпературу по длине цилиндра посте- торой поместмли загрузку сополимера пенно повысили от 160 до 20 ц С непосред- пропилена, содержащую красный пигментФственно перед мундштуком, а в мундэпукед в количестве, достаточном для напол-. она была разной 190"С, Всю загрузку кения 1/4 объема цилиндра машины, впрыснули в пресс-форму, которая имела Загрузка переместилась в переднюю формующую полость шириной 1,58 мм, часть цилиндра, остальной объем ции охладили в ней н течение 1 сек. линдра эаполнилм сополимером пропиЗатем снизили давление, удерживающее ц лена, содержащим 0,35 вес.% азодикарпресс-Форму в закрытом состоянии, в бонамида. Температуру по длине цнРезультате Форма открылась до образо- линдра постепенно повысили от 160 до вания полости шириной 7,9 мм, и сос фС перед мундштукому температура тану дали возможность охладиться. За- последнего была равной. 190 С, тем пресс-Форму полностью открыли и р) всю загрузку мпрыснули в пресс- образец извлекли из нее, форму, имеющую полость шириной 3,17 ьиа,Изделие Имело поверхностную кожицу и предоставили ей возможность охлатолщиной 0,79 мм и пористую сердцевину днться в течение 1 сек. Давление, толщиной 6,35 мм при плотности Удерживающее пресс-форму в закрытом,э0,4 г/см , Изделие имело красиаый . 6 состоянии, снизили, в результате чего внешний вид, и на поверхности было ширина полости пресс-Формы достигламеньше дефектов, чем на поверхности 6,35 юц. После охлаждения пресс-форизделия, полученного при Формовании му открыли и образец иэвлехлн иэ нее.загрузки, состоящей только иэ вспени. Полученное Формованное издизделиеимело поверхностную кожицу толщинойЭтот процесс повторили с применением 0,79 мм и пористую сердцевмну толщикрасного невспенивающего состава и си- ной 4,26 мм при плотности 0,4 гусмнего вспениваихцего состава и получили Это иэделие имело ребро глубинойформонанное иэделие с красной поверх,4 мм и толщиной 1,58 мч, поверхностной кожицей и синей серцевиной с ность беэ всяких деФектов. Не былорезкой линией раздела между ними.углубления на повП мме 2я на поверхности, противор и м е р 2. Сопоюммером пропиле- положной месту прикрепления ребра.на, содержащим 15 вес.Ф асбестовоговолокна, наполнили полонину цилиндралитьевой машины, описаннбй в :примереформула изобретениязта загрузка переместилась и перед 40нюю часть цилиндра. Остальной объем1 . Способ изготовления двухслойных цилиндра заполнили сополимером пропластмассовых иэделий с сердцевинойпилена, содержащим 0,35 нес.В аэодимэ ванененного материалапутем послекарбонамнда (порофор) Мемперату а донатеЛьного впрыскинания н полость непосредстненно около мундштука 215 фС 46 ФоРмы Распланов соответствующих мам у задней стороны черняка 160 оС теРиалов с последукюцим их отнерждением,Всю загрузку впрыснули э пресс-фо о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с му, имеющую полость шириной 2,38 ицелью улучшения качества изделия, представили ей возможность охладить- вначале нспрыскивают ненспенивающийся ся н течение 3 сек. давление, удержи термопластичный материал, частично вающее пресс-Форму в закрытом состоя- заполняющий полость формы, а затем иии, снизили, в результате чего пресс- до отнержденкя центральной части фоРма открылась до образования по- нспрыснутого матеРиала, вспрыскивают лости шириной 6,35 мм. Затем образцу термопластичную вспенивающуюся,комдали возможность охладиться н тече нцию содержащую нспенивающий агент, ние 3 сек, ,полностью закрыли Форму при температуре Разной или выше теми иэнлекли иэ нее образец. пературы активирования вспенивакщегоагента.формоваиное изделие имело по. С пособ по и 1, о т л и ч а юверхяостную кожицу иэ наполненного щ и й а я тем.что посл асбестом сополимера пропнлена то ито после впрыстолщи ка вспенивающейся композиции полостьной 0,79 мм и пористую сердцевину формы увеличивают. с плотностью 0,4 г/см . Это изделие Источимело меньше дефектов поверхности, во вниманиесточники инФормации, принятыевнимание при экспертизе:чем изделие, полученное при Формиро, Патент Великобритании М 894106,нании загрузки, состоявшей только б 5 кл. 87(2) 1962.Р