给大家分享一下:透明注塑外壳注塑成型应注意的方法
目前市场上一般使用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯,即俗称亚加力代号PMMA、聚碳酸酯代号PC。聚对苯二甲酸乙二醇脂代号PET、透明尼龙。AS丙烯睛-苯乙烯共聚物、聚砜代号PSF等,其中我们接触得最多的是PMMA,PC和PET三种塑料,现在以这三种塑胶原料为例,讨论透明塑胶原料的特性和注塑成型工艺。
一、透明塑胶原料注塑过程中应注意的共同问题
透明塑胶原料由于透光率要高,必然要求塑胶外壳表面质量要求严格,不能有任何斑纹、气孔、泛白。雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷,因而在整个注塑过程对塑胶原料、注塑设备、塑胶模具、甚至塑胶外壳的设计,都要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。
其次由于透明塑胶原料多为熔点高、流动性差,因此为保证塑胶外壳的表面质量,往往要在机筒温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整,使注塑成型时既能充满模,又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。
这里对注塑设备和塑胶模具要求、注塑工艺和塑胶外壳的原料处理几方面,谈谈应注意的事项。
1.塑原胶料的准备与干燥,由于在塑胶原料中含有任何一点杂质,都可能影响产品的透明度,因此和储存、运输及加料过程中,必须注意密封,保证塑胶原料干净。特别是塑胶原料中含有水分,加热后会引起原料变质,所以一定要干燥,并在注塑时,加料必须使用干燥料斗。还要注意一点的是干燥过程中,输入的空气最好应经过滤、除湿,以便保证不会污染原料。
2.注塑机炮筒、螺杆及其附件的清洁
为防止塑胶原料污染和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质,特别热稳定性差的塑胶原料存在,因此在使用前、停机后都应用螺杆清洗剂清洗干净各件,使其不得粘有杂质,当没有螺杆清洗剂时,可用PE、PS等树脂清洗螺杆。
当临时停机时,为防止塑胶原料在高温下停留时间长,引起解降,应将干燥机和炮筒温度降低,如PC、PMMA等炮筒温度都要降至160℃以下,料斗温度对于PC应降至100℃以下。
3.在塑胶模具设计上应注意的问题即包括产品的设计、
为了防止出现回流动不畅,或冷却不均造成塑胶原料成型不良,产生表面缺陷和变质,一般在塑胶模具设计时,应注意以下几点:
①壁厚应尽量均匀一致,脱模斜度要足够大;
②过渡部分应逐步,圆滑过渡,防止有尖角。锐边产生,特别是PC产品一定不要有缺口;
③浇口,流道尽可能宽大、粗短,且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置,必要时应加冷料井;
④模具表面应光洁,粗糙度低(最好低于0.8);
⑤排气孔,槽必须足够,以及时排出空气和熔体中的气体;
除PET外,壁厚不要太薄,一般不得小于lmm。
4.注塑工艺方面应注意的问题即包括注塑机的要求
为了减少内应力和表面质量缺陷,在注塑工艺方面应注意以下几方面的问题:
①应选用专用螺杆、带单独温控射咀的注塑机;
②注射温度在塑胶原料树脂不分解的前提下,宜用较高注射温度;
③注射成型压力:一般较高,以克服热熔胶料粘度大的缺陷,但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形;
④注射速度:在满足充模的情况下,一般宜低,最好能采用慢-快-慢多级注射;
⑤保压时间和成型周期:在满足产品充模,不产生凹陷、气泡的情况下;宜尽量短,以尽量减少热熔胶料在机筒停留时间;
⑥螺杆转速和背压:在满足塑化质量的前提下,应尽量低,防止产生解降的可能;
⑦塑胶模具温度:塑胶外壳的冷却好坏,对质量影响极大,所以模温一定要能精确控制其过程,有可能的话,模温宜高一些好。
5.其他方面的问题
由于为要防上表面质量恶化,一般注塑时尽量少用脱模剂;当用回用料时不得大于20%。
对于除PET外,塑胶外壳都应进行后处理,以消除内应力,PMMA应在70-80℃热风循环干燥4小时;PC应在清洁空气、甘油。液体石蜡等加热110-135℃,时间按产品而定,最高需要10多小时。而PET必须经过双向拉伸的工序,才能得到良好机械性能。
二、透明塑胶原料的性能
透明塑胶原料首先必须有高透明度,其次要有一定的强度和耐磨性,能抗冲击,耐热件要好,耐化学性要优,吸水率要小,只有这样才能在使用中,能满足透明度的要求而长久不变。
比较发现PC是较理想的选择,但主于其塑胶原料价贵和注塑成型工艺较难,所以仍以选用PMMA为主,而PPT由于要经过拉伸才能得到好的机械性能,所以多在包装、容器中使用。
三、透明塑胶原料的注塑成型工艺
透明塑胶原料的工艺特性:除了以上的共同问题,透明塑胶原料亦各有一些工艺特性,现分述如下:
1.PMMA的工艺特性,PMMA粘度大,流动性稍差,因此必须高料温、高注射压力注塑才行,其中注射温度的影响大于注射压力,但注射压力提高,有利于改善产品的收缩率。
注射温度范围较宽,熔融温度为160℃,而分解温度达270℃,因此料温调节范围宽,工艺性较好。故改善流动性,可从注射温度着手。冲击性差,耐磨性不好,易划花,易脆裂,故应提高模温,改善冷凝过程,去克服这些缺陷。
2.PC粘度大,熔料温度高,流动性差,因此必须以较高温度注塑(270-320℃之间),相对来说料温调节范围较窄,工艺性不如PMMA。注射压力对流动性影响较小,但因粘度大,仍要较大注射压力,相应为了防止内应力产生,保压时间要尽量短。
收缩率大,尺寸稳定,但产品内应力大,易开裂,所以宜用提高温度而不是压力去改善流动性,并且从提高塑胶模具温度,改善塑胶模具结构和后处理去减少开裂的可能。当注射速度低时,浇口处易生波纹等缺陷,放射嘴温度要单独控制,塑胶模具温度要高,流道、浇口阻力要小。
3.PET成型温度高,且料温调节范围窄(260-300℃),但熔化后,流动性好,故工艺性差,且往往在射嘴中要加防延流装置。机械强度及性能注射后不高,必须通过拉伸工序和改性才能改善性能。
塑胶模具温度准确控制,是防止翘曲。变形的重要因素,因此建议采用热流道塑胶模具。塑胶模具温度要高,否则会引起表面光泽差和脱模的困难。
四、透明塑胶原料的缺陷和解决办法
这里只讨论影响塑胶外壳透明度的缺陷,其缺陷大概有以下几项:
1.银纹:由充模和冷凝过程中,内应力各向异性影响,垂直方向产生的应力,使树脂发生流动上取向,而和非流动取向产生折光率不同而生闪光丝纹,当其扩展后,可能使塑胶外壳出现裂纹。
2.气泡:主于树脂内的水气和其他气体排不出去,在塑胶模具冷凝过程中或因充模不足,冷凝表面又过快冷凝而形成“真空泡”。
3.表面光泽差:主于塑胶模具粗糙度大,另一方面冷凝过早,使树脂不能复印模具表面的状态,所有这些都使其表面产生微小凹凸不平,而使塑胶外壳失去光泽。
4.泛白。雾晕:主要由于在空气中灰尘落入塑胶原料之中或塑胶原料含水量太大而引起的。
5.白烟。黑点:主要由于塑胶塑料在炮筒内,因局部过热而使炮筒树脂产生分解或变质而形成的。
6.震纹:是指从直浇口为中心形成的密集波纹,其原因,因热熔胶料粘度过大,前端热熔胶料已在型腔冷凝,后来热熔胶料又冲破此冷凝面,而使表面出现震纹。