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热固性塑料成型注塑加工工艺
作者: 马驰科注塑加工厂 编辑: 马驰科注塑加工厂 发布日期: 2022.05.13 浏览次数:1
信息摘要:
热固性塑料成型注塑加工工艺,东莞市马驰科注塑加工厂热固性塑料在固化前一般为分子量不高的固体或黏稠液体;在成型过程中能软化或流动,具有可塑性,…

一、热固性塑料注塑成型技术简介

热固性塑料成型注塑加工工艺,东莞市马驰科注塑加工厂热固性塑料在固化前一般为分子量不高的固体或黏稠液体;在成型过程中能软化或流动,具有可塑性,可制成一定形状,同时又发生化学反应而交联固化,有时放出一些副产物,如水等。

热固性树脂固化前是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成为三度的网状结构,不仅不能再熔融,在溶剂中也不能溶解。酚醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯以及有机硅等塑料,都属于热固性塑料。

热固性塑料成型注塑加工工艺

热固性塑料一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应-交链固化而变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工,利用一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,进而固化成确定形状和尺寸的制品。

应用于热固性塑料成型的工艺方法是压塑法和压铸法与它们相比,注塑法的优缺点如下。注塑法与压塑法、压铸法相比,优点是;较快的成型周期,过程自动化;制品生产稳定性较好;较低的人工费;高的生产能力。注塑法相与压塑法、压铸法相比的缺点是:较高的设备和模具投资;压塑法可以得到较高的注塑加工制品强度和较好的表面光洁度。

二、热固性塑料注塑成型工艺过程

1.热固性塑料注塑工艺步骤

热塑性塑料和热固性塑料在加热时黏度都将降低。热固性塑料的黏度却随时间和温度而增加,这是因为发生了化学交联反应。这些作用的综合结果是黏度随时间和温度的变化呈U形曲线。在低黏度区域完成充填模具的操作也是热固性注射模塑的工艺要求,此时物料注塑成型所需压力小,对聚合物中的纤维损害很低。

热固性塑料注塑过程一般分为锁模、射胶、保压、加热固化、开模、顶出产品六个步骤,各成型步骤代表注塑加工成型的不同阶段,通过对注塑机参数的设定,在正常生产情况下注塑机会自动完成。

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热固性塑料射胶工艺过程利用螺杆使物料流经加热过的机筒,则以水或油循环于机筒四周的夹套中。螺杆可按每种材料的不同类型加以设计,稍加压缩以脱除空气并加热物料获得低黏度,在合适的工艺条件下,大多数热固性物料在螺杆中都可以得到比较好的流动性。

利用注射压力把螺杆高速推向前,使被塑化的低黏度物料压入模具中。这种快速流动要求在几秒的时间里填满模腔。填充模具时物料的高速流动产生的摩擦热会加速化学反应。模腔一旦被填满,注射压力就将降到保压压力。保压压力维持2~10s后卸压,然后开始下一个周期塑化阶段。

加热固化过程是物料被保持在热的模具中,直至变硬,然后打开合模装置,顶出制品。制品刚顶出时可以轻度未固化并有点柔软,在取出后1min或2min内利用制品内部保留的热量完成固化。热固性制品的整个生产周期为10~1205,同制品厚度和原材料的类别有关。

(1)利用“低黏度”状态充填型腔。由于热固性树脂所具备的这种特殊流变行为,其“低黏度”状态持续时间短,必须利用这一时机充填型腔。过早过晚都会造成制品充模不完全,形成废品。另外,选择成型设备和富有注塑加工经验的操作人员,是确保成型高质量制品的关键因素之一。

(2)注意对温度、压力和时间三要素的控制。如果温度掌握不好,既无法充满型腔,也不能使制品固化完全,特别是注射成型时,如果控制不好温度,物料在料筒内固化会造成整台机组报废。热固性塑料中含大量的填料或增强材料,其黏度比热塑性塑料大,成型压力自然要比热塑性塑料高得多。另外,在其固化反应中,还会生成缩合水和低分子挥发气体,水汽还易从熔体内部冒出,使制品表面留有气泡,鉴于这些情况,热固性塑料往往采用低塑化温度、高注射压力成型。因此,热固性塑料成型过程中对温度、压力和时间三要素的控制要比热塑性塑料困难和复杂得多。

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(3)按照热固性塑料成型条件和工艺要求,正确控制固化热量、固化时间,防止制品“过熟化”或“欠熟化”。

(4)热固性塑料制品出模后,通常要进行后处理。后处理一般在烘箱中进行,温度通常为120~160℃,时间以5~20h为宜。经过后处理的制品其电性能和尺寸稳定性均得到不同程度的提高,否则,制品在使用过程中易发生变形、翘曲或开裂。

(5)热固性塑料存放及使用要求要按工艺规范执行,特别是BMC原材料,防止阳光直射、勿重压、密封保存、包装无破损、低于25℃保存。否则会影响材料的流动性和注塑加工产品质量。

三、热固性塑料注塑成型设备

热固性塑料的注塑成型工艺程序与热塑性塑料注塑成型工艺程序相同,但工艺参数条件不同。常用热固性塑料注塑成型机。选择塑能力、控制系统和机筒温度。

1.合模装置能力

合模装置能力以锁模力的吨位计算,其选择应根据制品和流道的确定投影成型面积。所需吨位可按1.5~5t/in,系数大小取决于模塑制品的复杂程度和所用的原材料。设备大小在30~3000t之间,大多数常见设备在100~600t之间。因热固性塑料制件产生的溢料去除困难,机器模板的厚度和刚性至为重要,注料时尽可能产生小的弯曲变形。

2.机器的注射能力

机器的注射能力,需要根据充填模具所需很大注射压力和模腔与流道进行分析。所需注射压力由85MPa直到207MPa.机器的注射能力往往以理论体积量来标识。

一般情况下,设备的注射能力按该设备所能生产的制品体积的85%确定。当设备以聚苯乙烯生产能力来标识时,在确定制件重量生产能力时必须考虑到它和热固性塑料密度上的差异。

3.控制系统

常用热固性塑料注塑加工成型机控制系统是计算机控制,实现对注射速度、合模装置的负荷、顶出装置、机筒和模具温度的控制。

4.机筒和模具温度

机筒温度的控制是通过流经包覆机筒夹套的热水进行的。模具温度控制普遍的是利用插入式加热器进行,也可以采用蒸汽或循环热油进行,高度可控的模具温度是获取均匀制品十分重要的因素。

5.辅助性设备的选择

热固性塑料所用的辅助性设备是指供料器、快速更换模具系统、为快速注射用的增压罐、机械手式取件系统、机器人修飞边系统以及空气喷气装置。

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四、热固性塑料注塑成型实例

注射模塑法生产出的热固性材料的主要注塑加工产品有以下一些。

①汽车工业:发动机部件、车前灯反射镜和制动用制品。

②电气工业:断路器、开关壳体和线圈架。

③家用电器:面包烘箱板、煮咖啡器的底座、电动机整流子、电动机外壳和垃圾处理机外壳。

④其它:电动工具壳、灯具外壳、气体流量计和餐具。

现以BMC料生产车前灯反光镜为例说明热固性塑料注塑成型过程。

1.原材料

BMC是玻纤增强不饱和聚酯热固性塑料的简称,是当前使用盐很大的一类增强热固性塑料,由玻璃纤维、填充料和聚龍不饱和树脂制成的整体模塑料,BMC的注塑加工特性如下。

①流动性:BMC的流动性很好,并可在低压下保持良好流动性。

②固化性:BMC的固化速度很快,成型温度在135~145℃时固化时间为30~60s/mm.

③收缩率:BMC的收缩率很低,在0~0.5%之间,收缩率还可以根据需要加入添加剂进行调节。可分为无收缩(收缩率<0.05%)、低收缩率(0.05%~0.3%)、高收缩率(0.3%~0.5%)三个等级。

④着色性:BMC有较好的着色性。

⑤缺点:成型时间较长、制品毛刺较大。

在生产前要对材料进行如下检查。

①查看原料箱子标签上的生产日期、批号、有效期是否符合工艺要求。

②使用钢钎往料子中插,直到将料子插穿,检查材料中是否有硬块。

③合格的材料放进料斗里。控制每次的加料量在25kg以m2.BMC热固性塑料注塑成型设备热固性塑料注塑机.

东莞市马驰科注塑加工厂在BMC材料中,由于加入了玻璃纤维,因此所用设备与通常固性塑料注塑加工成型设备有些不同,使用柱塞式和螺杆式注塑机均可。

(1)加料系统:不论是螺杆式还是柱塞式,都必须附加一个挤压式加料装置,以强迫物料进入料筒,该加料装置多采用柱塞式加压进料。将活塞式供料机连接于机筒上,以强制供料,随后可以用两种不同的方式进行作业。一种带有传统的往复式螺杆,螺杆将物料推向前方,同时混炼和加热。

(2)这需要螺杆前端有一止逆阀。防止物料返流回螺杆螺纹上。另外一种方式是利用柱塞或活塞将物料压入模具模腔中,柱塞往往用于玻纤含量超过22%的物料,因为这对纤维的损害较小,亦可得到较高的强度BMC热固性塑料注塑加工成型制品。多少又损伤地分散于熔料中,因此,柱塞式注塑机使用较多,但排气不便。

(3)料筒温度和模具:温度控制系统在BMC的注塑加工成型中,控制料筒温度和模具温度十分重要。有一套控制系统控制温度,确保加料段到喷的温度。须有采用恒温水控制料筒,用油温机为模具进行加热来控制模具温度,也可采用电加热。

(4)合模装置可以采用机械、液压式和全液压式等几种合模装置。

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3.BMC热固性塑料注塑成型模具

BMC注塑模与通常的热塑性、热固性注塑加工有些不同,主要是BMC的收缩率较低,因此在设计模腔尺寸时应有所变化。BMC注塑模具排气要求好。

4.BMC热固性塑料注塑成型工艺

(1)料筒温度与模具温度:加工时,要求BMC在料筒温度下,较长时间保持低黏度的流动态,一般料筒温度应能满足BMC的低限值。料筒温度一般分为两段或三段控制,温度控制在20~45℃,近料斗端较低,近喷嘴端温度较高,一般相差5~10℃,模具温度一般控制在135~185℃.

(2)注射压力:由于BMC的流动性差、固化快、模具结构复杂,故注射压力宜选择较高压力,一般为80~160MPa.

(3)注射速率:注射速率的提高,有助于提高注塑加工塑件表面质量,缩短固化时间,但不利于排气,并增加玻纤的取向程度。故应在保证注塑加工塑件表面质量的前提下采用较低的注射速度,通常为1.8~3.5m/min.

(4)螺杆转速及背压:若采用螺杆式注塑机,在注射BMC时,螺杆对玻纤的损伤较大,东莞市马驰科注塑加工厂为了尽量减少玻纤的损伤,螺杆转速宜选低值,一般为20~50r/min.而根据BMC的黏度,以采用低背压为宜,一般为1.4~2.0MPa.

(5)成型周期:由于注塑加工塑件的大小和复杂程度不同,各段的注塑加工工艺时间也不同,一般注射时间为2~20s,固化时间为20~50s。

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