酚醛树脂高温发泡模具设计研究.pdf

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1、78工程塑料应用2011年，第39卷，第4期酚醛树脂高温发泡模具设计研究王志才白培康(中北大学材料科学与工程学院，太原030051)摘要针对采用常温发泡模具进行高温发泡时，常常产生树脂液溢出量及发泡压力不易控制的问题，设计了高温发泡模具。与常温发泡模具采用堵帽控制发泡压力不同，在高温发泡模具中采用压缩弹簧预紧的放气控制单元对树脂液溢出量及发泡压力进行控制，解决了树脂液溢出量过多的问题，发泡压力可调，模具结构可靠、拆装方便。关键词酚醛泡沫塑料常温发泡模具堵帽高温发泡模具放气控制单元酚醛(PF)泡沫塑料是一种具有轻质、防火、隔的结构，模具主要由底板、模腔及盖板组成。在底板热、隔

2、音、高比强度、导热系数低、绝缘等优异性能的及模腔的上表面加工有密封槽，用来放置密封圈，从材料，密度最低仅为30～40kg／m。在常用的隔热而对底板、模腔及盖板的对接面进行密封，防止树脂泡沫材料中，PF泡沫塑料具有其它泡沫塑料无法比液从这些对接面中溢出。在盖板上与接近模腔4个拟的优势，其适用温度范围为一150～150℃，近些年角对应位置加工有4个03mm出气孔，在这4个出来，由于高层建筑、交通运输、舰船、航空、空间技术气孔处焊接有4个放气接头，用于发泡剂分解时少等方面对泡沫塑料的热稳定性和阻燃性提出了严格量树脂从这些孔溢出，从而使模具内的空气尽可能要求，使得PF泡沫塑料得到广

3、泛关注和迅速发被排除，图1中的4个堵帽用来待模具内的空气排展¨j。按发泡温度划分，制备PF泡沫塑料可采用出后，拧紧放气接头，使模具内保持所需的发泡压两种发泡方法，即常温和高温发泡方法。目前常用力，从而制备出高性能PF泡沫塑料。的发泡方法是常温发泡方法，即在室温或低热(60～80qC)条件下，向树脂液中加入表面活性剂、发泡剂、固化剂、增韧剂等助剂，电动搅拌使其混合＼＼均匀后倒入模具，在发生缩聚反应的同时树脂发泡flT／＼j』-_-j、固化，脱模。该方法操作简单、方便，可在现场发泡。、／／1／／广／／—，／／—／／1／I／／，，但由于该方法采用酸为固化剂，所制备的泡沫塑料1一底

4、板；2、4-密封；3-模腔；5-盖板；6-放气接头；有一定的酸性，当与金属接触时易产生酸渗透、酸腐7一堵帽；8-手柄蚀的现象，从而使其应用范围缩小。高温发泡的图1PF泡沫塑料常温发泡模具原理是可发性树脂液中含有的易挥发性物质在高温1．2高温发泡模具下气化的同时树脂间发生缩聚反应，使树脂在发泡高温发泡与常温发泡明显不同之处在于高温发时交联固化，从而形成PF泡沫塑料。泡一般在密闭的烘箱中进行，发泡时树脂溢出不可一般而言，发泡剂分解时，模具中的树脂液在发见，因此适时控制树脂液的溢出量同时控制模具内泡压力的作用下，会从模具的出气孔溢出部分树脂。的发泡压力，成为高温发泡模具设计是否成

5、功的关若是采用常温发泡，树脂溢出时，操作者可及时用堵键。图2为所设计的PF泡沫塑料高温发泡模具，其帽等工具堵住出气孑L，使模具内发泡保持一定的压与图1所示的常温发泡模具不同之处在于，高温发力，与常温发泡时不同，高温发泡时一般在密闭的烘泡模具在盖板上安装导柱及放气控制单元，通过导箱中进行，发泡时树脂溢出不可见，操作者常常不能柱和放气控制单元组合使用，代替常温发泡模具所及时堵住出气孔，从而影响发泡效果。为使PF发用的堵帽对发泡时树脂液的溢出量及模具内的发泡泡时能够保持一定的压力，从而制备出高性能的PF压力进行自动控制。泡沫塑料，必须设计合适的高温发泡模具。(1)放气控制单元的设

6、计1模具结构方案的确定放气控制单元为高温发泡模具设计的关键之1．1常温发泡模具PF泡沫塑料常温发泡模具可采用如图1所示收稿El期：2011—03-03王志才，等：酚醛树脂高温发泡模具设计研究79(3)放气控制单元中弹簧的设计树脂发泡时的发泡压力确定后，即可根据确定后的树脂发泡压力对放气控制单元中的弹簧进行设计。①弹簧参数的设计通过试验及上述公式可以得到树脂发泡时的最小发泡压力P⋯=0．4MPa，最大发泡压力P=1一螺母；2、3一垫圈；4一螺栓；5一放气控制单兀；6一导柱；0．8MPa，则可推出作用在每个弹簧上的载荷，最小7一放气接头；8一盖板；9一模腔；10一底板；11一手

7、柄；l2一连接螺栓工作载荷P．=15N，最大工作载荷P=30N，弹簧图2PF泡沫塑料高温发泡模具的工作行程预设h=15mlil，根据模具实际情况初步一，放气控制单元结构如图3所示，包括十字板、压设定弹簧外径D：=12nlli1，弹簧端部结构为端部并缩弹簧、压紧螺母、节流螺钉及球形堵头。其与盖板紧、磨平，两端支承圈各1圈，由于弹簧的工作环境上的导柱及放气接头组合使用，可适时控制发泡时为170~e，故选用使用温度为40～200％的60Si2Mn树脂液的溢出量及模具内的发泡压力。球形堵头和弹簧钢丝，该种弹簧钢丝弹性好，回