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急冷急热高光模温机在透明材料注塑工艺中的应用及解决方案

作者: 久阳小编 来源: 久阳小编 发布日期:2022-09-27
信息摘要:
随着工业技术不断升级,越来越多企业选择用透明塑料代替玻璃,尤其光学仪器和工业包装方面。透明塑料因其透明度高、高耐磨、抗冲击、韧性好等优点,在高光模温机注塑生产工艺过程中要求很高,才能保证透明塑料的表面光滑且透光性好,重量轻、易成型。…

    随着工业技术不断升级,越来越多企业选择用透明塑料代替玻璃,尤其光学仪器和工业包装方面。透明塑料因其透明度高、高耐磨、抗冲击、韧性好等优点,在高光模温机注塑生产工艺过程中要求很高,才能保证透明塑料的表面光滑且透光性好,重量轻、易成型。

    市场上的透明塑料主要有PMMA(又叫亚克力、有机玻璃)、PC塑料(聚碳酸酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、透明尼龙、AS塑料(丙烯腈-苯乙烯共聚物)、PSF塑料(聚砜)等;下面小编就以PMMA、PC和PET三种常见塑料为例,讨论透明材料的特性和注塑工艺。


一、透明塑料的特性

  透明塑料要具有高透明度,其次要有一定的强度和耐磨性,能抗冲击,耐热性也要好,耐化学性要优,吸水率要小,只有满足这些性能才能在使用中保持长久透明度的要求而长久不变,下面列出表 l,比较一下pmma、pc和pet的性能。

1透明塑料性能比较.png

  从表1数据可知 pc材料 是较理想的选择, 但主于其原料价贵和注塑工艺较难,所以,仍以选用 pmma 为主,(对一般要求的制品),而 pet 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。


二、透明塑料注塑过程中应注意的共同问题

    因要求高透光率,对塑料表面品质要求高,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 原料、设备。模具、甚至产品的设计,都 要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。其次由于透明塑料多为熔点高、流动 性差,因此为保证产品的表面质量,往往要在机高温度、注射压力、注射速度等工 艺参数作细微调整,使注塑料时既能充满模,又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。

    对设备和模具要求、注塑工艺和产品的原料处理几方面,谈谈应注意的事项。

    1、原料的准备与干燥由于在塑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、运输和加料过程中,必须注意密封,保证原料干净。特别是原料中含有水分,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透明塑料的干燥工艺.png

    2、机筒、螺杆及其附件的清洁。为防止原料污染和在螺杆及附件凹陷 处存有旧料或杂质,特别热稳定性差的树脂存在,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,为防止原料在高温下 停留时间长,引起解降,应将干燥机和机筒温度降低,如 pc、 pmma 等机筒温度都要降至160℃以下。(料斗温度对于 pc 应 降至 100℃以下)

    3、在模具设计上应注意的问题。为了防止出现回流动不畅,或冷却不均造成塑料成型不良,产生表面缺陷和变质,一般在模具设计时,应注意以下几点。

      a)壁厚应尽量均匀一致,脱模斜度要足够大;

      b)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;

      c)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;

      d)模具表面应光洁,粗糙度低(要低于0.8);

      e)排气孔。槽必须足够,以及时排出空气和熔体中的气体;

      f)除 pet 外, 壁厚不要太薄,一般不得小于 1mm。

    4、注塑工艺方面应注意的问题(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。

      a)应选用专用螺杆、带单独温控射咀的注塑机;

      b)注射温度在塑料树脂不分解的前提下,宜用较高注射湿度;

      c)注射压力:一般较高,以克服熔料粘度大的缺陷,但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形;

      d)注射速度:在满足充模的情况下,一般宜低,最好能采用慢一快一慢多级注射;

      e)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,以尽量减低熔料在机筒停留时间;

      f)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;

      g)模具温度:制品的冷却好坏,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、其它方面的问题。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 外制品都应进行后处理, 以消除内应力;pmma 应在 70-80t 热风循环干燥4小时;pc 应在清洁空气、甘油、液体石腊等加热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。


三、透明塑料的注塑成型工艺特性,除了以上的共同问题,透明塑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 的工艺特性。pc 粘度大,融料温度高,流动性差,回此必须以较高温度注塑(270-320t 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,并且从提高模具温度,改善 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,放射咀温度要单独控制,模具温度要 高,流道、浇口阻力要小。

  3、pet 的工艺特性。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,且往往在射咀中要加防延流装置。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。模具温度准确控制,是防止翘曲、变形 的重要回素,回此建议采用热流道模具。模具温度高,否则会引起表面光泽差和脱模回难。

3透明塑料注塑成型工艺参数表.png


四、透明塑料件的缺陷和解决办法。

    ----由于字数关系,这里只讨论影响产品透明度的缺陷,其他缺陷请与我司工程师详谈或其它资料。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,可能使产品出现裂纹。除了在注塑工艺和模具上注意外(见表4),最好产品作退火处理。如 pc 料可加热到 160℃以上保持 3- 5 分钟,再自然冷却即可。

  2、气泡:主要原因是树脂内的水气和其他气体排不出去,(在模具冷凝 过程中)或因充模不足,冷凝表面又过快冷凝而形成“真空泡”。其解决方法见表4。

  3、表面光泽差:主要原因是模具粗糙度大,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,而使产品失去光泽。其克服方法见表4。

  4、震纹:是指从直浇口为中心形成的密集波纹,其原因因熔体粘度过大,前端料已在型腔冷凝,后来料又冲破此冷凝面,而使表面出现震纹。其克服方法见表 4。

  5、泛白-雾晕:主要由于在空气中灰尘落入原料之中或原料含水量太大而引起的。其克服方法见表4。

  6、白烟-黑点:主要由于塑料在机筒内,因局部过热而使机筒树脂产生分解或变质而形成的。其克服方法见表4。

4克服办法.png


五:透明塑料件的缺陷最有效解决的办法----采用急冷急热高光无痕技术。

透明塑料.jpg

    在透明注塑产品中,时常会出现斑纹、气孔、泛白雾、缩水、熔接线问题,其中熔接线是最头痛的,why?既不能打磨,也不能喷涂处理;是不是就不能解决这些问题呢?当然可以;采用急冷急热高光无痕技术来做透明注塑件;所有问题就迎刃而解;此样件有980多个空洞,用急冷急热高光无痕技术成型;所有问题全部解决;得到客户好评。急冷急热高光无痕技术-----在业界被称为“熔接线”的克星。

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