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阻燃PC/ABS的成型加工指南

作者:admin    添加時間:2012-09-21 02:40:00    瀏覽量:15504

上海錦湖日麗的PC/ABS合金(HAC系列)是一種性能優良的工程塑料,它改善了PC的應力開裂性、加工性,同時具有優秀的耐熱性、抗沖擊性、耐化學性和尺寸穩定性。無鹵阻燃PC/ABS可以達到1.5mm?V0、2.0mm?5VB及3.0mm?5VA的阻燃等級,并且不采用鹵素阻燃劑,更綠色環保。廣泛應用于電腦顯示器外殼等IT產品、復印件、打印機等辦公設備之外殼。

錦湖日麗阻燃PC/ABS可以使用傳統加工設備進行注塑成型、擠出成型、結構發泡成型等。其流變特性如下:

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圖一?錦湖日麗無鹵阻燃PC/ABS流變特性圖

阻燃PC/ABS由于含有PC成分和阻燃劑,小量的水分易導致PC在高溫成型加工過程中產生水解,以及過分受熱(包括剪切熱)導致部分降解及小分子析出,從而造成制品產生銀絲、發黃、表面黑條紋、色差等外觀問題、以及產品脆、螺絲柱斷裂、噴漆開裂等強度問題和模具沉積模垢等缺陷。所以,?為了成型出更優質的產品,?建議檢查注塑各相關環節,請參考以下無鹵阻燃PC/ABS的注塑加工工藝規范。

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加工注意事項:

1、必須對材料進行充分干燥,否則易造成材料水解;

2、嚴格控制材料的成型溫度及在高溫時的滯留時間,否則易造成材料熱降解。

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一、材料的干燥:

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通常情況下,PC/ABS樹脂在儲存運輸過程中會吸收空氣中的水分,其吸水率隨空氣濕度變化而變化,一般為0.2~0.3%之間。故為了使注塑制品達到最佳效果,減少降解的可能性,PC/ABS在成型加工前必須進行干燥,使材料含水量降至0.05%以下,最好在0.02%以下,以提高材料加工穩定性能和機械性能。HAC系列PC/ABS干燥時間與含水率的關系見下圖:

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???????圖二?錦湖日麗無鹵阻燃PC/ABS干燥時間與水分含量趨勢圖

通常,阻燃PC/ABS樹脂在建議的溫度下(見下表),預干燥4~6小時,可以達到所需要的含水率。具體干燥時間與使用的干燥設備有關,但最長累積干燥時間不能超過48小時,否則材料有降解變色的可能。

表一?錦湖日麗無鹵阻燃PC/ABS各牌號干燥溫度表

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HAC8250NH

HAC8250NH(M)

HAC8250NH(H)

HAC8290NH

干燥溫度(℃)

80-90

80-90

85-95

85-95

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干燥設備

常用的干燥設備有三種:箱式干燥機、料斗式干燥機和除濕干燥機

使用箱式干燥機時,應將樹脂鋪在托盤上,厚度為25mm左右,不宜過厚。對于大顆粒(回用料)或玻璃纖維填充物料,干燥時間應增加到6?小時以上。

使用料斗式干燥機時,加入的材料要大于料斗容量50%而小于90%,以確保足夠的熱風阻力和干燥效率,同時要監控出風量和出風口溫度,進風口和出風口的溫差控制在20度以內,最好10度以內。料斗的容量必須確保材料干燥時間達到4-6小時。

使用除濕干燥機時,除注意干燥溫度、干燥時間和風量外,還必須控制好露點,露點最好為-40度,不能高于-30度,這樣才能確保干燥效果。

HAC系列阻燃PC/ABS建議使用除濕干燥機干燥。

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二、注塑設備的選擇:

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在確定其注塑設備的規格時,要考慮制件的總注塑重量和所需鎖模力這兩個基本因素。

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注塑機容量

當總注塑重量(所有型腔,包括流道和注道)等于注塑機最大注塑容量的50~80%時,一般可以獲得最佳效果。使用大料筒機器時,極小的注射量會造成樹脂的滯留時間不必要地延長,從而導致樹脂降解。如果必須在建議溫度范圍的高溫段進行注塑,應選擇較小的注塑機料筒容量,建議注塑量大于最大注塑容量的60%,以縮短材料的停留時間,降低材料降解的可能性。我們建議的最長熱停留時間應小于10分鐘,最佳的熱停留時間小于5分鐘。

粗略估算材料停留時間的經驗公式如下:

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其中????x???代表螺桿最大計量

x1????代表每模的注射用量

t????代表成型周期

????校正系數,根據產品結構及設備選用大小取1.5~2.5

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鎖模力

制品所需鎖模力的估算:鎖模力(T)?=?塑件投影面積(c㎡)?x?塑料鎖模力常數(t/c㎡),?PC/ABS推薦常數是0.5-0.8,?而計算出的鎖模力應不超過注塑機最大鎖模力的85%。

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螺桿

為了防止螺桿旋轉對材料產生較強的剪切而導致PC/ABS的降解,應選用中低壓縮比的螺桿。建議螺桿要求如下:長徑比:20:1-25:1;壓縮比:2:1-2.5:1

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三、?注塑工藝參數設定:

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注塑成型工藝參數,是指和溫度、速度、位置、壓力及時間有關系的參數。實際成形中應綜合考慮,要在能保證制品的質量(如:外觀、尺寸精度、機械強度等)和成型作業率(如:成型周期)的基礎上來合理設定。HAC系列阻燃PC/ABS參考成型工藝見下表:

表二?錦湖日麗無鹵阻燃PC/ABS各牌號主要成型工藝參數表

項目

單位

HAC8250NH

HAC8250NH(M)

HAC8250NH(H)

HAC8290NH

干燥溫度

80-90

80-90

85-95

85-95

干燥時間

小時

4-6

4-6

4-6

4-6

模具溫度

50-80

50-80

50-80

50-80

成型溫度

230-270

230-270

230-280

240-280

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成型溫度的設定是以確保PC/ABS充分塑化為基準,應盡量使用低溫區域,以防止材料降解。成型溫度增加會明顯地降低阻燃PC/ABS的粘度,增加樹脂的流動性,因而,使流動距離變長。原則上,當使用建議的成型溫度上限時,應使熔膠滯留時間盡可能短,避免降解的產生。建議用手持式高溫計,來測量熔融材料的實際溫度。

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模具溫度

模具溫度控制對決定最終制件的充填程度、外觀、殘余應力是非常重要的。我們建議在成型PC/ABS時使用模溫機來控制模具溫度,建議的模溫是50-80℃。較高的模具溫度,往往會產生良好的流動、較高的熔接線強度、較小的產品內應力,但成型周期會延長。若模具溫度比建議的低,就會導致高內應力并損壞制件的最佳性能。就制件表面和循環周期而言,模具溫度為建議溫度范圍的中間值時,可望得到較好的結果。

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螺桿轉速

一般以在冷卻時間內盡量完成計量來設定螺桿回轉數(RPM)。同時要考慮材料塑化狀態、螺桿回轉時發生的剪切熱、計量時間的穩定性和最小殘留量的穩定性。過高的螺桿轉速會導致過大的剪切熱,從而使熔融材料的實際溫度大大高于設定溫度,就有可能導致材料降解。?螺桿的轉速與螺桿的外徑有關,阻燃PC/ABS建議最佳螺桿線速度是200mm/s,其轉速通過下面公式計算:

螺桿轉速RPM=〔最佳線速度200mm/s×60〕/〔D*π〕。

推薦的螺桿轉速如下圖:

圖三?螺桿轉速圖

背壓

背壓的作用是提高材料的塑化質量、使材料更密實及排氣。背壓的調校應視原料的性能、干燥情況、產品結構及質量狀況而定,阻燃PC/ABS的背壓一般調校在3-10kg/cm2?。過高的背壓,也會導致過大的剪切熱,注塑時要留意。當產品表面有少許銀絲、混色、縮水及產品尺寸重量變化大時,可適當增加背壓;當射嘴出現漏膠、流涎、材料過熱分解、產品變色及回料太慢時可考慮適當減低背壓。

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松退

松退是指為了防止熔膠流延而設定的螺桿最小后退量,它可以降低料筒內的材料壓力,減少內應力。松退量與背壓大小和射嘴結構和溫度密切相關。背壓較小時可以不設松退量;通常情況松退設定為2-5mm。過大的松退量會使料筒內的熔料夾雜氣體,嚴重影響制品質量。

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最小殘余量

殘余量一方面可防止螺桿頭部和噴嘴接觸發生機械碰撞事故;另一方面可通過此余料墊來控制注射量的重復精度,達到穩定注塑制品質量的目的。殘余料量過小,則達不到緩沖的目的,易導致每次注塑的質量不穩定;過大則會使熔膠受熱時間變長而降解。通常建議殘余量為5-10mm。

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注塑速度

選擇注塑速度時,主要考慮制品的外觀、模具的排氣以及型腔內樹脂流動的阻力。設定時要一邊觀察確認制品﹐慢慢變更速度。較快的注塑速度,一般會使流程加長,適合充填薄壁制品,并形成較好的表面光潔度。但對于點澆口和潛伏澆口,過快的注塑速度產生強剪切導致材料降解,從而出現銀絲、變色、分層和燒焦等不良現象,同時模具排氣要特別通暢。而慢速注塑速度多用于直澆口和邊緣澆口進膠的制件,可以幫助避免澆口白暈、噴射痕和流痕等缺陷。對于厚壁部件[5.0mm及以上],慢速充填,有助于減少凹陷和空隙。建議采用分段階梯式速度設定,以確保充填順暢和制品外觀。

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注塑和保壓壓力

注射壓力是為了克服熔體在流動過程中的阻力,流動過程中存在的阻力需要注塑機的壓力來抵銷,給予熔體一定的充填速度及對熔體進行壓實、補縮,以保證充填過程順利進行。實際注塑壓力跟許多變量有關,如:熔體溫度、模具溫度、制件幾何形狀、壁厚、流動長度,以及其它模具和設備情況??傊?,最好選用能滿足性能、外觀和注塑循環的最低壓力。同時要關注實際注塑峰值壓力與設定值的差異,如果峰值壓力達不到設定壓力,就要重新優化工藝參數。

一般情況下,合適的保壓壓力為注射壓力的60~80%。

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保壓時間

保壓時間的設定是根據澆口隨著冷卻完成其固化﹐螺桿再推進已不再對成型品施加壓力為止的時間。保壓時間的設定以射出時間和壓力為基準﹐然后漸漸延長時間來測定成型品的重量,成型品重量不再變化為止即是要設定的保壓時間

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圖四?制品重量隨保壓時間變化圖

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冷卻時間

冷卻時間的設定是基于產品固化開模取出后不致產生變形,先可以設定長一點,然后根據產品及冷卻效果的不同慢慢減少,以產品不變形的最少冷卻時間為最佳冷卻時間。也可按下列公式估算:

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式中??δ??是需要冷卻的制品厚度,單位為mm

α??是塑料的熱傳導系數

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四、?停機

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當注塑循環中斷時,建議根據停機時間不同采取不同的處理方法:

短期:短期(10~15分鐘)停機,HAC系列阻燃PC/ABS樹脂可以保留在料筒內,不用排出。建議料筒采取保溫措施,保溫溫度為150℃。

長期?:?完全清除料筒內的樹脂材料,按照以下標準停機步驟操作:

1.?關閉料斗進料滑閥,繼續按周期注塑,直到螺桿不再回轉后退。

2.?排出殘留的物料。最好進行清機處理。

3.?螺桿應停留在前進位置,切斷料筒加熱器。

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五、?開機

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開機時,把料筒加熱器設置為正常加工溫度,溫度達到后再保持20分鐘左右,開始對空射出,直到殘留物料全部排出,然后開始注塑。應檢查開始的注塑件是否被初始注塑物污染。

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六、?清機

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高密度聚乙烯、通用聚苯乙烯和粉碎注塑聚丙烯,都是無鹵阻燃PC/ABS的最佳清洗劑。料筒可在加工溫度下清洗,然后應逐漸降低溫度。在清洗過程中,合適的通風非常重要。

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七、?回用料(破碎料)

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如果應用中允許使用回用料,可以把流道、水口及非降解制件破碎后均勻加入新料中,最高添加量應小于25%。破碎料一定要過篩去除粉屑,控制破碎顆粒的尺寸為7.9~9.5mm。由于粉屑的比表面積大,吸收的水分不易烘干,易導致制品銀絲;同時粉屑受熱易降解炭化,導致制品黑點不良。

另外,應特別注意保持顆粒清潔,避免被其它物料污染。由于回用料與純顆粒的尺寸不同,水分擴散不同,因此,干燥的時間要增加。使用回用料對顏色可能會有一定影響。實際回用料的使用,應視具體產品的要求而定。

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八、?常見不良處理指南

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常見不良處理指南

不良現象

采取措施(★為主要措施)

縮水

★提高射膠壓力和保壓壓力,特別是保壓壓力
★增加保壓時間
★調整料筒溫度,多數是降低溫度
★調整模具溫度,模溫過高產生過大收縮,模溫過低會使保壓失效
★增加澆口和流道
★產品或加強筋厚度過厚,修改設計
●降低注塑速度
●調整澆口位置
●選用收縮率小的材料

熔接線

★提高射膠壓力和保壓壓力
★提高料筒溫度
★增加注塑速度
★提高模具溫度
★增加澆口和流道尺寸、并調整位置
★提高材料流動性
●增加模具排氣
●減少脫模劑使用
●材料干燥充分

銀絲

★降低料筒溫度
★充分干燥材料
★降低注塑速度
★降低螺桿轉速,并調整合適的背壓
★增加澆口和流道尺寸、并調整位置
★減少螺桿緩沖量
★產品設計增加R角,使熔體流動順暢
●增加模具排氣
●減少脫模劑使用
●材料混入雜質或回料過多

發黃、黑斑

★降低料筒溫度
★降低注塑速度
★減少材料停留時間
★減少環境污染
★提高材料耐熱性
●增加模具排氣
●減少脫模劑使用
●材料干燥充分

打不滿

★提高射膠壓力和保壓壓力
★提高注塑速度
★提高模具溫度
★計量不夠,增加加料量
★提高材料流動性
★加大澆口和流道大小
●增加模具排氣
●減少脫模劑使用
●檢查注塑機止逆環是否破損

流痕

★提高料筒溫度
★降低注塑速度
★提高模具溫度
★提高材料流動性
★加大澆口和流道大小
●增加冷料井
●減少脫模劑使用
●提高保壓壓力

翹曲變形

★降低射膠壓力和保壓壓力,特別是保壓壓力
★減少保壓時間
★調整料筒溫度
★調整前后的模具溫度
★調整澆口和流道大小和位置
★模具冷卻水路設計不當,重新調整
●降低頂出速度、調整頂出位置和個數
●延長冷卻時間
●選用收縮率小、取向性小的材料

制件脆裂

★降低射膠壓力和保壓壓力
★降低料筒溫度
★充分干燥材料
★盡量少用回料
★增加產品R角
★避免產品接觸某些化學品
●降低背壓和螺桿轉速
●加大澆口和流道大小,防止剪切過熱
●調整頂出,增加頂出面積

毛邊

★降低射膠壓力和保壓壓力
★減慢射膠速度
★降低料筒溫度
★修復模具分型面損傷
★提高注塑機鎖模力
●降低模具溫度
●調整保壓切換位置

噴射痕

★提高料筒溫度
★降低入澆口處的注塑速度
★提高模具溫度
★提高材料流動性
★加大澆口和流道大小,并調整位置
●增加冷料井
●減少填充劑的使用

脫模不良

★降低射膠壓力和保壓壓力
★降低頂出速度
★提高料筒溫度,用較低的壓力成型
★加大頂出面積,調整頂針位置
★加大模具脫模斜度
★延長冷卻時間
●拋光模具
●選用強度好的材料
●減少產品尖角,避免應力集中

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技術服務電話:021-62969612

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欲知更多信息,敬請訪問上海錦湖日麗塑料有限公司的網站:www.kumhosunnny.com

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