K料的性能与注塑加工
时间:2010-01-15 阅读:5890
K料的性能与注塑加工 | |||||||||||||||||||||||||||
摘要: K料是苯乙烯—丁二烯共聚物,属无定型聚合物,透明度高、光泽性好、耐冲击,加工性能良好,可以在通用的注塑机上加工成型,但在高温下容易降解,会影响制品的力学性能和表面质量,在设备选用、模具设计、工艺参数选用、制品缺陷解决中,要考虑这点。实践证明,通过合理的注塑工艺,K料可以加工出外观平滑、光泽、透明度高的制品。本文介绍了K料的性能和注塑加工工艺,实际生产中设备的选用、产品造型及模具设计的注意事项,以及常见缺陷的解决方法。 关键词:K料 注塑 性能 螺杆 模具 K料又称K—树脂,是苯乙烯—丁二烯共聚物(SB),具有良好的透明性、光泽性、和耐冲击性,且价格介于PS与PC之间,因此,广泛用于制造不易破碎的透明产品,如:杯子、盖子、瓶、合页式盒子、衣架、食品和医药用的包装用品等等。 K料由苯乙烯与丁二烯共聚而成,聚苯乙烯具有高透明度,良好的加工性能,缺点是质脆,而丁二烯可聚合成橡胶,具有弹性耐冲击,二者共聚,改善了聚苯乙烯的缺点,得到综合性能良好的聚合物。K料是无定形聚合物,流动性较好,且加工出来的制品,外观平滑、光泽、透明度高。适用于注塑、中空吹塑、挤出等加工方法,可以在大部分普通设备上加工,不需改动设备和模具。 一, K料的性能 1、物理性能 透明、无味、无毒、密度为1.01。比PS、AS低(PS:1.05 AS:1.08) 耐冲击性能比PS、 AS高。 2、热性能 由于K料是无定形聚合物,所以其熔点不明显,热变形温度77℃,当温度高于177℃时,聚合物的流动性增加,但高于260℃后,其流动性开始不稳定,过高的机筒温度,或在中等的温度下停留时间过长,聚合物会降解,导致制品的外观和性能变差,如透明度下降、变色、变脆等。 3、光性能 K料是无定型聚合物,对光的干扰程度比稠密的结晶聚合物小,因此,浊度很小(1-3%),透明性(89-91%)*,为了提高透明度,必须提高模具表面的光洁度和选择*的加工条件。 4、耐化学性 K料的耐化学性能较差,有机化合物,如醇、酮、酯、和芳香族类化合物会使K料软化甚至溶解,油和稀释到一定程度的酸和碱会侵蚀聚合物,但侵蚀的速度和严重程度取决于制品的设计和储存条件。因此,应测试实际产品与K料的相容性。 5、耐应力开裂性 以K料制成的容器,特别是掺混有PS料的K料,其接触应力引起应力开裂,影响接触应力的因素有加工残余应力、制品形状、负载、储存条件等。因此,要测试实际产品与容器的相容性。 6、加工性能 1) 吸湿少,加工前不需干燥。 2) 加工温度较宽,一般在160--260℃之间,流动性好,容易加工。 3) 不结晶,收缩率低,不易变形、翘曲等。 4) 二次加工 a、印刷性能:多数牌号的K料可直接印刷,对较难印刷的可采用电晕放电处理、等离子处理或火焰处理后再印刷。 b、粘合:可以采用溶剂粘合,例如:甲苯、醋酸乙酯、二氯甲烷;也可以用超声波焊接。 二、成型设备与模具 1、 注塑机的选用 1) 锁模力 K料的熔体流动指数为8克/10 min左右,与PP、PS相近,因此,在计算锁模力时,选择材料流动特性系数可与PP、PS相同。 2) 注射量 由于K料在高于260℃时,受热时间长会热降解,影响制品的透明度甚至变色,而热降解取决于胶料在机筒内停留时间的长短。因此,根据制品的重量来选择合适的注射量,不宜选用注射量超出过多的注塑机,以免胶料在机筒内停留时间过长而影响产品的质量。 3) 螺杆 K料的加工性能良好,可选择普通型螺杆,如果制品的透明度要求特别高,则可以选用塑化、均化性能较高的螺杆,如设有副螺纹或分流环的螺杆。 4) 射嘴 采用开放式射嘴,射嘴的孔径可以大些。 2、 产品造型与模具设计 1) 产品造型 K料是无定型聚合物,不会结晶,因此,收缩率较小,而实际收缩率取决于产品设计和加工参数,厚的截面收缩率大于薄的截面,沿流动方向的收缩率大于垂直方向。此外,大部分注塑制品的翘曲现象是由于相邻截面的收缩率不同而引起。所以,在产品造型设计时,要综合考虑这些因素。在允许的前提下,制品壁厚尽可能取大些,各处壁厚尽可能均匀,不要相差太大。这样有利于注塑加工,并能得到良好的制品质量。 2) 脱模斜度与顶出系统 K料制品的表面较光滑,容易粘附在高度抛光的模具上,特别是深模的模芯。因此,在模具设计时脱模斜度应取较大值,一般大于3°,由于K料制品的粘模性,生产过程会出现脱模困难,故模具设计时,尽量使顶出力均匀分布在整个制品上,对于几何形状规则或大面积平整的制品,如杯、瓶、盒子等,采用脱模板或脱模环。对于形状不规则的制品,尽可能采用直径较大的顶针或采用数量较多的顶针,以增加有效顶出面积。 3) 流道 K料的注塑加工,可采用各种冷流道和热流道,流道设计时,必须避免死角位,流道截面可取较大值,热流道的加热器必须安装能控制的温度控制器,以免胶料因滞留、剪切过量、温度失控而引起的降解,影响制品的质量。 4) 浇口 K料的模具可以采用所有类型的浇口,浇口的设计应注意如下几点: a、浇口的尺寸在制品外观允许的前提下尽量取大些,浇口太小,在高速注射时,胶料会因剪切过量而降解,影响制品的质量。对于厚度大于1.2mm的制品,浇口尺寸应为厚度的3/4,对于薄壁或特别小的制品,浇口尺寸也不能小于0.7mm。 b、浇口应设置在制品上机械强度要求不严格的部位,因为浇口附近的胶料zui后注入模具,模具该处也比较热,冷却比较慢,所以制品的浇口附近部位的温度较高,因收缩不同而存在内应力,导致制品的机械性能较差。 c、浇口应设置在尽可能均匀地向模腔注料的部位,以免注射成型时,缺料或飞边现象。 d、浇口的位置应设置在从zui大容量(或厚度)向小容量(或厚度)注料入模腔的部位,否则会因熔料在浇口附近提前冷却,出现缺料或表面波纹等现象。 e、浇口应设置在避免产生熔合纹的位置,或者尽可能使熔合纹出现在不受力或不明显的部位。 5) 排气 K料对热降解比较敏感,模具必须具有良好的排气性能,否则,熔料充模时,会包裹空气,压缩生热致使胶料升温而降解甚至焦化,影响制品的外观和熔合处的机械强度。排气孔和排气槽的开设应按实际需要而又不影响制品的外观,一般排气孔的直径为0.5-0.8mm,排气槽的厚度0.03-0.06mm,宽度3-6mm。 三、成型工艺 1、 原材料的准备 因为K料吸湿小,所以,一般不需要干燥。但如果原料开放式储放在温度高、湿度大的环境下较长时间,则需干燥,干燥温度为60℃,时间1小时左右。注意,干燥温度不能太高,时间不能太长,要有充足的风量,否则会引起局部温度过高而降解,即使不致降解,也会使材料表面软化,结成团状,影响下料。 2、 成型温度 K料的加工温度较宽,一般来说,机筒温度在150-250℃之间,在保证顺利充模和制品质量的前提下, 机筒温度尽量不要太高,以免引起熔料在机筒内降解。 3、注射压力 注射压力影响充模效果和制品质量,注射压力过高会有溢料、粘模现象,过低会出现缺料或制品表面出现波纹。注射压力还会影响制品的尺寸精度,根据实际情况选择*值。 4、 注射速度 K料对注射速度较敏感,注射速度的选择视制品的形状而定,薄壁制品选用较高的注射速度,而厚壁制品则选用较低的注射速度,注射速度高,充模容易,熔接处的强度增加,但对于小浇口会出现较明显的螺旋纹和熔合纹,同时可能会因剪切生热大而降解,适当降低注射速度可以解决这个问题。 5、螺杆转速 螺杆转速影响熔胶速度和塑化效果,对于K料,螺杆转速可采用中速。 6、背压 背压影响胶料在塑化过程的混合程度和排气性能,为了消除气泡和使熔体充分混合,可适当提高背压,但背压的增加会增加剪切力,使熔料的温度升高,应避免降解现象。所以,在保证制品质量的前提下尽量采用较低的背压。 7、模具温度 K料的加工可以采用较宽的模具温度,但是,当模具温度低于10℃或高于66 ℃时,制品的透明度下 降。模具温度在20-50℃时,制品的透明度。较高的模具温度,可得到较平滑、光泽的制品,而 较低的模具温度则可以增强抗冲击性和缩短成型周期,提高生产效率。模具的浇口附近应加强冷却, 以使模具温度均匀。 8、成型周期 成型周期取决于制品的形状、壁厚、模具温度、熔料温度,对于薄壁制品,注射时间、保压时间、冷却时间可以较短,成型周期也较短。对于厚制品,模具温度较高,则注射时间、保压时间、冷却时间均需较长。 9、制品后处理 K料的收缩率较小,一般不需后处理,对于较厚的制品,取出后可放入水中冷却,避免空洞现象。 10、机筒滞留时间 机筒温度在260℃或以上时,胶料在机筒内停留时间不宜过长(20分钟),否则会降解,影响正常生产,长时间停机,将机筒温度降低至170℃以下。 11、再生料的使用 K料的再生料可以反复使用,但破碎时,应采用锐利的刀片,连续破碎时间不要太长,避免温度高,再生料降解而影响制品的质量。再生料的使用比例一般不要超过30%。 四、常见缺陷及解决方法
五、结论 综上所述,塑料的注塑加工,首先要了解材料的性能,根据其特点进行产品及其模具的设计,选择适当的机器设备,生产中选用*的工艺参数,出现问题,要从多方面去分析,找出主要原因,及时解决问题。这样才能生产出品质优良的制品,提高产品质量、合格率和生产效率。 参考文献: 1 许健南主编. 塑料材料 . 北京:中国轻工业出版社,1999.1 作者简介:郭建平,男,工程师,1985年毕业于华南理工大学高分子材料加工机械专业,多年从事塑料机械与塑料加工的技术和管理工作。 |