TPE的注塑工艺技术

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一、TPE注塑工艺    根据材料的特性和供料情况，一般在成型前应对材料的外观和工艺性能进行检测。供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物，特别是具有吸湿倾向的TPR含水量总是超过加工所允许的限度。因此，在加工前必须进行干燥处理，并测定含水量。在高温下TPR的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小时。已经干燥的材料必须妥善密封保存，以防材料从空气中再吸湿而丧失干燥效果，为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料，对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗的装料量一般取注塑机每小时用料量的2.5倍。 以SBC为基础的TPE在颜色上优于大多数其它TPR材料。所以，它们只需要较少量的色母料就可达到某种特定的颜色效果，而且所产生的颜色比其它TPR更为纯净。一般说来，色母料的粘度应该比TPR的粘度低，这是因为TPR的熔融指数比色母料高，这将有利于分散过程，使得颜色分布更加均匀。 对于以SBS为基础的TPE，推荐采用聚苯乙烯类载色剂。  对于以较硬的SEBS为基础的TPR，推荐采用聚丙烯(PP)载色剂。　　  对于以较软的SEBS为基础的TPR，可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物。   对于较软的品种，不推荐采用PP载色剂，因为复合材料的硬度将受到影响。　　   对于某些包胶注塑的应用，使用聚乙烯(PE)载色剂可能会对与基体的粘接力产生不利的影响。　     新购进的注塑机初用之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。　　　     清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。对于TPR材料，可用所加工的新料置换出过渡清洗料。　　       在加工注塑过程中，温度的设定是否准确是制品外观和性能好坏的关键。下面是进行TPR加工注塑时温度设定的一些建议。　　进料区域的温度应设定得相当低，以避免进料口堵塞并让夹带的空气逸出。当使用色母料时为了改善混合状态，应将过渡区域的温度设定在色母料的熔点以上。离注塑喷嘴最近区域的温度应该设定得接近于所需的熔体温度。所以，经过测试，通常TPR产品在各个区域温度的设定范围分别是：料筒为160摄氏度到210摄氏度，喷嘴为180摄氏度到230摄氏度。　　     模具温度应该设定高与注塑区的冷凝温度，这将能避免水分对模具的污染以致制品表面出现的条纹。较高的模具温度通常会导致较长的循环周期，但它能改进焊接线和制品的外观效果,所以，模具温度的范围应设计定在30到40之间。　　     在制品成型填充模具型腔的过程中，如果制品的填充性能不好，就会发生压力降低过大、填充时间过长、填充不满等等情况，从而使制品存在质量问题。为了提高制品在成型时的填充性能，改善成型制品的质量，一般可以从下列几个方面来考虑： 1）改换另一系列的产品； 2）改变浇口位置； 3）改变注射压力； 4）改变零件的几何形状。　　     通常将注射压力的控制分成为一次注射压力、二次注射压力（保压）或三次以上的注射压力的控制。压力切换时机是否适当，对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取决于保压阶段浇口封闭时的熔料压力和温度。如果每次从保压切换到制品冷却阶段的压力和温度一致，那么制品的比容就不会发生改变。在恒定的模塑温度下，决定制品尺寸的最重要参数是保压压力，影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。例如：在充模结束后，保压压力立即降低，当表层形成一定厚度时，保压压力再上升，这样可以采用低合模力成型厚壁的大制品，xx塌坑和飞边。　　     保压压力及速度通常是塑料充填模腔时{zg}压力及速度的50％~65％，即保压压力比注射压力大约低0.6~0.8MPa。由于保压压力比注射压力低，在可观的保压时间内，油泵的负荷低，固油泵的使用寿命得以延长，同时油泵电机的耗电量也降低了。采用预先调节好一定的计量，使得在注射行程的终点附近，螺杆端部仍残留有少量的熔体（缓冲量），根据模内的填充情况进一步施加注射压力（二次或三次注射压力），补充少许熔体。这样，可以防止制品凹陷或调节制品的收缩率。     冷却时间主要取决于熔体温度、制品的壁厚和冷却效率。此外，物料的硬度也是一个因素。与很软的品种比较，较硬的品种在模具内将较快地凝固。如果从两侧进行冷却，那么每0.100' 壁厚所需的冷却时间通常将是大约10到15秒。包胶方式的制品将需要较长的冷却时间，因为它们可以通过较小的表面积而有效地冷却。每0.100'壁厚所需的冷却时间将是大约15到25秒 1 塑料成型不完整 （1）进料调节不当，缺料或多料。 （2）注射压力太低，注射时间短，柱塞或螺杆退回太早。 （3）注射速度慢。  （4）料温过低。 2 溢料（飞边）  （1）注射压力过高或注射速度过快。  （2）加料量过大造成飞边。  （3）机筒、喷嘴温度太高或模具温度太高都会使塑料黏度下降，流动性增大，在流畅进模的情况下造成飞边。  3 银纹、气泡和气孔  （1）料温太高，造成分解。  （2）注射压力小，保压时间短，使熔料与型腔表面不密贴。  （3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，产生分解气；注射速度太慢，不能及时充满型腔造成制品表面密度不足产生银纹。  （4）料量不足、加料缓冲垫过大、料温太低或模温太低都会影响熔料的流动和成型压力，产生气泡。  （5）螺杆预塑时背压太低、转速太高，使螺杆退回太快，空气容易随料一起推向机筒前端。   4 烧焦暗纹    （1）机筒、喷嘴温度太高。    （2）注射压力或预塑背压太高。    （3）注射速度太快或注射周期太长。 二、TPE的加工注塑过程 干燥    根据材料的特性和供料情况，一般在成型前应对材料的外观和工艺性能进行检测。供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物，特别是具有吸湿倾向的TPE含水量总是超过加工所允许的限度。因此，在加工前必须进行干燥处理，并测定含水量。在高温下TPE的水分含量要求在(  )以下，甚至(  )~(  )，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小时。已经干燥的材料必须妥善密封保存，以防材料从空气中再吸湿而丧失干燥效果，为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料，对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗的装料量一般取注塑机每小时用料量的2.5倍。  配色      以SBC为基础的TPE在颜色上优于大多数其它TPE材料。所以，它们只需要较少量的色母料就可达到某种特定的颜色效果，而且所产生的颜色比其它TPE更为纯净。一般说来，色母料的粘度应该比TPE的粘度低，这是因为TPE的熔融指数比色母料高，这将有利于分散过程，使得颜色分布更加均匀。   对于以SBS为基础的TPE，推荐采用聚苯乙烯类载色剂。对于以较硬的SEBS为基础的TPE，推荐采用聚丙烯(PP)载色剂。对于以较软的SEBS为基础的TPE，可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物。对于较软的品种，不推荐采用PP载色剂，因为复合材料的硬度将受到影响。对于某些包胶注塑的应用，使用聚乙烯(PE)载色剂可能会对与基体的粘接力产生不利的影响。 废料再利用  对于SEBS复合材料，回收料的利用比例可高达80%。黑色材料可容纳较高比例的回收料。原色、浅色或透明的复合材料将较易显示出污染或色变。在停留时间很长或回收料比例很高的情况下，黄色、红色、蓝色和绿色的有机颜料较有可能改变颜色。对于SBS复合材料，回收料比例应维持在25%以下。将所得的回收料放入粉碎机中，通过粉碎机使其粉碎成小颗粒，就可与新料混合使用了。但每次放入粉碎机中回收料不应太多，以免造成沉积，堵塞机器。  清洗料筒    新购进的注塑机初用之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。 清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。对于TPE材料，可用所加工的新料置换出过渡清洗料。  温度   在加工注塑过程中，温度的设定是否准确是制品外观和性能好坏的关键。下面是使用科悦产品进行加工注塑时温度设定的一些建议。     使用科悦的TPE进行加工时，机膛温度应该渐进地设定。进料区域的温度应设定得相当低，以避免进料口堵塞并让夹带的空气逸出。当使用色母料时为了改善混合状态，应将过渡区域的温度设定在色母料的熔点以上。离注塑喷嘴最近区域的温度应该设定得接近于所需的熔体温度。  模具温度应该设定高与注塑区的冷凝温度，这将能避免水分对模具的污染以致制品表面出现的条纹。较高的模具温度通常会导致较长的循环周期，但它能改进焊接线和制品的外观效果。 模具的填充、保压、冷却      在制品成型填充模具型腔的过程中，如果制品的填充性能不好，就会发生压力降低过大、填充时间过长、填充不满等等情况，从而使制品存在质量问题。为了提高制品在成型时的填充性能，改善成型制品的质量，一般可以从下列几个方面来考虑： 1,改换科悦另一系列的产品；2,改变浇口位置；3.改变注射压力；4,改变零件的几何形状。     通常将注射压力的控制分成为一次注射压力、二次注射压力（保压）或三次以上的注射压力的控制。压力切换时机是否适当，对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取决于保压阶段浇口封闭时的熔料压力和温度。如果每次从保压切换到制品冷却阶段的压力和温度一致，那么制品的比容就不会发生改变。在恒定的模塑温度下，决定制品尺寸的最重要参数是保压压力，影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。例如：在充模结束后，保压压力立即降低，当表层形成一定厚度时，保压压力再上升，这样可以采用低合模力成型厚壁的大制品，xx塌坑和飞边。     保压压力及速度通常是塑料充填模腔时{zg}压力及速度的50%~65%，即保压压力比注射压力大约低0.6~0.8MPa。由于保压压力比注射压力低，在可观的保压时间内，油泵的负荷低，固油泵的使用寿命得以延长，同时油泵电机的耗电量也降低了。采用预先调节好一定的计量，使得在注射行程的终点附近，螺杆端部仍残留有少量的熔体（缓冲量），根据模内的填充情况进一步施加注射压力（二次或三次注射压力），补充少许熔体。这样，可以防止制品凹陷或调节制品的收缩率。   冷却时间主要取决于熔体温度、制品的壁厚和冷却效率。此外，物料的硬度也是一个因素。与很软的品种比较，较硬的品种在模具内将较快地凝固。对于一个中等硬度的科悦TPE材料的制品，如果从两侧进行冷却，那么每0.100" 壁厚所需的冷却时间将是大约10到15秒。包胶方式的制品将需要较长的冷却时间，因为它们可以通过较小的表面积而有效地冷却。每0.100"壁厚所需的冷却时间将是大约15到25秒。  注塑工艺条件的影响      对制品的评价主要有三个方面，{dy}是外观质量，包括完整性、颜色、光泽等；第二是尺寸和相对位置间的准确性；第三是与用途相应的机械性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同，要求的尺度也不同。      注塑条件的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注塑周期本身很短，如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整时{zh0}一次只改变一个条件，多观察几回，如果压力、温度、时间统统一起调的话，很易造成混淆，出了问题也不知道是何道理。调整的措施、手段是多方面的。例如：解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径，要选择出解决问题症结的一、二个主要方案，才能真正解决问题。此外，还应注意解决方案中的辨证关系。比如：制品出现了凹陷，有时要提高料温，有时要降低料温；有时要增加料量，有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。  下面举几个典型的例子：  1 塑料成型不完整  （1）进料调节不当，缺料或多料。 （2）注射压力太低，注射时间短，螺杆退回太早。 （3）注射速度慢。 （4）料温过低。 2 溢料（飞边）  （1）注射压力过高或注射速度过快。 （2）加料量过大造成飞边。 （3）机筒、喷嘴温度太高或模具温度太高都会使塑料黏度下降，流动性增大，在流畅进模的情况下造成飞边。 3 银纹、气泡和气孔 （1）料温太高，造成分解。 （2）注射压力小，保压时间短，使熔料与型腔表面不密贴。 （3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，产生分解气；注射速度太慢，不能及时充满型腔造成制品表面密度不足产生银纹。 （4）料量不足、加料缓冲垫过大、料温太低或模温太低都会影响熔料的流动和成型压力，产生气泡。 （5）螺杆预塑时背压太低、转速太高，使螺杆退回太快，空气容易随料一起推向机筒前端。 4 烧焦暗纹 （1）机筒、喷嘴温度太高。 （2）注射压力或预塑背压太高。 （3）注射速度太快或注射周期太长。 三、TPE注塑产品表面问题及解决方案     TPE注塑件出现表面问题，产生这一现象的主要原因是原料的品质太差，其次也和注塑过程的一些参数设置有关。 1.1 白化     现象：指稳定剂等配合剂迁移至成型品表面，其表面像喷上粉一样呈现出一种白色现象     原因：主要是由于稳定剂过量配合或与聚合物不相容而引起的。     解决方案：出现这类型的问题，应选择与聚合物相容性良好的稳定剂或将稳定剂的用量控制   在{zj0}的范围。其次，更换成相对分子质量高的稳定剂也是十分有效的。 另外，也有通过迁移至成型品表面发挥其功能的稳定剂。例如，抗静电剂、润滑剂等。对这种稳定剂来讲，选择即使迁移也难以出现白化的稳定剂是非常必要的。热塑性弹性体在一般的环境下使用时很少会出现白化的问题，但在高温、潮湿、户外长期使用的场合，为提高耐久性在配合上追加耐热稳定剂（防老剂）、耐侯稳定剂是十分必要的。特别是高温下，因其极易引起迁移，所以稳定剂的选择也是相当重要的。  1.2 发粘     现象：与树脂相比，软质热塑性弹性体表面更容易产xx粘的现象。     原因：主要是因老化而生成低相对分子质量聚合物和增塑剂、稳定剂迁移至表面而引起  的。但无论属哪种情况，采用红外光谱法（IR）等分析手段，通过分析发粘成分便能够比较容易地确定出与此相关的物质。发粘主要是成型温度过高，聚合物因热分解而形成低相对分子质量物质的缘故。尽管成型机的设定温度本身未达到热分解温度，但在成型工艺中的剪切生热有时也会使其暂时达到高温。     解决方案：作为其对策，降低成型温度、低剪切化，用氮气净化成型机液压缸体内部都是十分有效的。另外，在成型机暂停时，胶料长时间以熔融状态置留在成型机的模腔内，有时也会因热老化而发粘。另外，在高温下使用的制品很容易出现发粘的现象。因此，稳定剂、软化剂种类的选择和用量的确定是非常重要的。 1.3 老化     现象：制品机械性能明显降低，外观质量变差     原因：与无机材料和金属材料相比，高分子材料的耐热、耐紫外线性较差引起制品老化。多数制品因老化而使其机械特性明显降低，外观质量变差。     解决方案：通过配合耐热、耐候性等稳定剂，在一定程度上可以抑制老化现象的产生...