[科普中国]-夹心泡沫塑料成型

夹心泡沫塑料成型即泡沫塑料成型工艺。

泡沫塑料包装盒，因其具有质轻、隔热、防潮、减震、绝缘、耐腐蚀并具有足够强度等优良性能，被广泛应用于工业及军用电子仪器、精密器械的内包装。

泡沫塑料成型机理泡沫塑料包装盒成型，是以可发性聚苯乙烯为原料，高压蒸锅为设备，蒸汽为热源，自来水为冷却脱模剂，把经预发的泡塑颗粒在一定温度下及规定时间内进行熟化处理，经过筛选，然后将熟料颗粒装入发泡模具型腔内，在热蒸汽下进行二次发泡而成型。泡沫塑料包装盒成型品质的好坏，与上述各个环节有关。1

改进措施主要缺陷包装盒成型缺陷主要有3类：

（1）表面锈渍；

（2）发泡掉粒、组织疏松；

（3）局部收缩。

因此，影响包装盒成型品质的关键，是减少成型缺陷。

包装盒成型缺陷产生的主要原因为以下3类：

（1）操作工品质意识差。

（2）用于指导生产的《聚苯乙烯预发工艺细则》及《聚苯乙烯泡沫包装制品成型工艺细则》不完善，存在缺陷，不能有效地指导生产。

（3）发泡模具有缺陷。2

措施1、操作工品质意识差的改进

对操作工进行品质宣贯及相关工艺细则的学习培训，强化品质意识，提高操作技能及工作责任心。

2、相关工艺细则不完善的改进

深入现场，对多个生产批次的泡沫塑料预发及泡沫塑料包装制品成型过程进行跟踪、记录。根据实际情况，修编 《聚苯乙烯泡沫塑料预发工艺细则》、《聚苯乙烯泡沫塑料包装制品成型工艺细则》。对原工艺细则的加热、升压、保温时间及预热温度等与实际生产不符之处进行修改。改进后的工艺细则，能准确地指导生产，消除了成型件组织疏松、掉粒、局部收缩等缺陷。

3、改进模具设计

原模具设计时，为了提高卸料板强度，将卸料机构设计成由Q275钢（表面镀锌钝化）制作的卸料板和2A12 硬铝制作的镶件组合而成。在长期湿热环境下，卸料板涂镀层破坏，表面出现锈蚀；卸料板型孔与型芯配合部位，承受比较大的卸料力，而且又是刚性摩擦，致使型芯根部容易出现污渍等缺陷，最终导致包装盒顶部及型孔口部产生污渍、锈斑。所以，要消除零件污渍、锈斑缺陷，必须在卸料板、型芯上下功夫。

（1）更换卸料板材质，返修型芯。用2A12硬铝制作整体卸料板；返修型芯，清除型芯成型面的污渍、锈斑，表面进行化学酸洗（CP）除油处理。试模后铝制卸料板强度差，易变形。为此，增大卸料板与型芯配合间隙，单边间隙取0.35mm；同时，增加型芯拔模斜度，使其≥1°。

改进后的发泡模具，基本满足生产所需，但2A12硬铝耐蚀性较差，成型件特别是型芯根部表面Al2O3保护膜不易形成，导致包装盒型腔口部有残余金属铝本色痕迹。

（2）对铝制件表面进行阳极氧化试验，探索提高铝材耐蚀性的防护方法。阳极氧化后的铝制成型件虽然外表美观、耐腐蚀，但泡沫塑料粘模严重，零件成型后卸料困难，故该方案不可取。

（3）改进卸料板结构，优选模具材料。

改进前、后卸料板总厚度没有改变，但有效工作厚度由原来的18mm 增加到33mm。显然，卸料板强度有了显著提高。另外，用耐蚀性好、疲劳强度较高的5A02防锈铝，制作发泡模成型件，以增强其耐腐蚀能力。经生产验证，效果很好，目前已正式应用于生产。2

立方体酚醛泡沫塑料的发泡成型酚醛树脂作为最早的合成树脂，距今已有百余年的历史，酚醛泡沫是一种价廉物美的轻质绝热材料，具有重量轻、绝缘性能好、刚性大、尺寸稳定性好、难燃，燃烧时无滴落物、低发烟量等优点，但一直未得到广泛的应用。近年来，由于防火、保温要求的不断提高，人们开始重新对酚醛泡沫的难燃性、尤其是燃烧时低发烟量、无滴落物、无CO有害气体产生，引起了人们的重视。

原理选用可发性酚醛树脂，酚醛树脂泡沫材料有两类不同结构的体系，即甲阶酚醛树脂泡沫材料和线性酚醛树脂泡沫材料。前者由苯酚和甲醛在碱性条件下聚合成预聚体，再经发泡固化而成型，后者，则是由苯酚和甲醛在酸性条件下聚合、发泡而得。

本方法是由苯酚和甲醛按 1:1.5～3.0的比例配制，在碱性条件下经缩合反应而得到甲阶酚醛树脂，是复杂的单核和多核的酚醇混合物，在该体系中加入酸性固化剂，则进一步发生交联反应而形成网状体型结构聚合物，该反应是放热反应，借助于体系放出的热量，混合在树脂中的低沸点发泡剂发生气化，而固化于聚合物体系中，从而形成多孔泡沫的结构。

生产工艺将酚醛树脂放入树脂罐内、并按上述配比加入吐温搅拌均匀，将发泡剂泵入发泡剂罐，苯磺酸配成溶液放入酸罐，按配合比分别调整好酚醛树脂，发泡剂、固化剂的量后，设定时间开启控制器，将酚醛树脂，发泡剂、固化剂通过在高速转动的混合头处混合并放入模具中，即可迅速发泡，20分钟左右即完成发泡，24小时后才可拆模。放置5天后，切成800mm×1000mm×120mm立方体存放。称其重量测其密度，按需要的尺寸切成保温管及保温板。12

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学