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BMC的注塑成型特性

2019-10-02 21:19:48浏览:2 评论:0 来源:中塑之家   
核心摘要:对用于注射成型的BMC来说,物料的脱模性能以及关系到制品强度的纤维的破坏 程度和取向等都是应该注意的。因此,并非所有的BMC模塑料都能很好地用于注塑成 型。这就要求在配方上及组分的选择上能配制出适合于注塑成型用的BMC模塑料。  在注塑用的BMC模塑料中,玻璃纤维及填料的含量可以有所不同,但在其含量到达 一定比例

对用于注射成型的BMC来说,物料的脱模性能以及关系到制品强度的纤维的破坏 程度和取向等都是应该注意的。因此,并非所有的BMC模塑料都能很好地用于注塑成 型。这就要求在配方上及组分的选择上能配制出适合于注塑成型用的BMC模塑料。

  在注塑用的BMC模塑料中,玻璃纤维及填料的含量可以有所不同,但在其含量到达 一定比例时,随着玻璃纤维及填料含量的增加,其强度反而会成比例地下降。这是因为随 着玻璃纤维和填料含量的增加,物料的黏度会升高,会阻碍BMC在充模时的流动,并加 强其挤压摩擦,使更多的玻璃纤维受到破坏。因此制品的强度反而会下降。另外,玻璃纤 维的长度亦并非是越长越好,过长的玻璃纤维对螺杆有大的反作用力而增大摩擦和剪切, 导致玻璃纤维损坏而引起强度下降。大多数注射用的BMC,其玻璃纤维的含量是在 15%~20%之间,而长度是在6mm左右为宜。

  由于黏度是BMC注射成型物料在整个成型过程中的一个十分重要的技术参数,但 在整个成型过程中其会随着温度的变化而变化,这里就有一个注射用BMC模塑料“初始 黏度”的问题。比较适合的注射用BMC团状料的初始黏度为102Pa.s~103Pa-s,采用此 黏度的物料,再经过螺杆的挤压、剪切而升温后,其温度还是低于引发固化的温度,适合于 充模注塑。如料团的黏度太低,则物料太稀,这也不利于输送和混合,会出现自流涎的现 象,这些都会影响到注射成型工艺过程的顺利进行。

  (1) 成型温度BMC注射成型的温度包括机筒、喷嘴和模具温度。

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  ① 机筒、喷嘴温度由于注射用BMC在室温下相当于是“已经塑化好”的预混团状 料,在物料注入模具前,注射料筒一般是不需加热的。也就是说,其在机筒中不需要有一 个“熔融、预塑化”的过程。如果是柱塞式注射装置,其在机筒中主要是预热;如果是螺杆 式注射装置,旋转的螺杆主要是对其进行输送、计量并有混合的作用。适当的提高机筒的 温度虽然可以降低物料的黏度,以提高其流动性,也可以减轻在注射充模过程对玻璃纤维 的破坏,但为了保证物料在机筒中不会有发生提前固化的危险,一般都应将机筒的温度控 制在60C以下。只要将机筒的温度控制在这一范围内,物料在机筒中滞留几个小时也不 会使其黏度升高或发生固化。

  ② 模具温度BMC注射模的温度基本与压制模的相同,由于物料的配方组分以及 制件的形状、壁厚的不同,模具所需的料温亦有所不同。对于用不饱和聚酯树脂为基材的 BMC注射料来说,其模温通常为140C〜160X3。当物料温度达到175C时,如能以最快 的速度注入模腔,还是不会出现提早固化现象的。

  (2)成型压力 对一般的BMC模塑成型材料来说,所采用的注射压力为20MPa~ 70MPao在进行(塑)封装注射成型时,为防止损坏封装件(如十分细小的漆包导线等)而 不得不使用低黏度的BMC物料,此时的注射压力则为lOMPa左右。注射压力的选择除 与BMC的黏度有关外,还与制品的形状(包括复杂与否)、浇注系统的类型和尺寸等有 关。从BMC在注射充模的流动过程可知,黏度高、流道系统的尺寸小、制品的形状复杂 时,所需要的注射压力就高,玻璃纤维经受的摩擦、剪切就剧烈,当然玻璃纤维损坏就严 重,制品的强度就会显著的下降。

  度除会提高玻璃纤维的破损率外,还很有可能把空气带入到模腔中。特别是速度高时还 会引起玻璃纤维取向而使制品强度下降。图2 - 59为注射时间(速度)与制船不同方向的 冲击强度之间的关系(图中的纵坐标为与浇口平行、与浇口垂直的两个方向上的冲击强度 之比值)。从图中可以看出,注射速度越快,其制品冲击强度的各向异性就越大。

  目前所采用的注射速度还是与热塑性材料注射成型的相近。至于因注射速度而引起 的排气问题,可通过抽真空的办法进行强制排气解决;同时可以通过增大浇口尺寸以减少 玻璃纤维的脆断。

  (4)螺杆转速和背压根据螺杆对物料的输送理论可知,螺杆的转速不但影响着其 输送能力,亦直接影响到单位体积流量物料所消耗的功率。转速提高,螺杆的输送能力和 所消耗的功率都大大的增加。而随着单位体积流量所消耗功率的提高,其制品强度也明 显下降(图2-60)。这是因为提高转速,加剧了对玻璃纤维的挤压、摩擦和剪切而使玻璃 69

  纤维破坏加剧所致。

  提高背压除可以提高物料中玻璃纤维的分散度外,特别是可以除去物料中所含有的 气体而提高制品的性能和质量。但背压高,输送效率低,对玻璃纤维的摩擦和剪切也加 强,制品强度会下降。

  一般来说,在保证能提供所需要的注射用料量的情况下,尽量采用低些的螺杆转速和 背压。这对于含有大量玻璃纤维的BMC模塑料,既可以防止物料在机筒中出现提早固 化,又可以降低玻璃纤维的破损率,并获得较高的螺杆输送能力。一般螺杆的转速可在 30r/min~50r/min之间选择,而可采用5MPa左右的背压。

  (5)固化(保压)时间BMC注射成型的固化(保压)时间实际上不完全取决于制品 的厚度,这是与压制成型最大的区别之一。表2-9中对壁厚相同而成型方法不同的 BMC注射制品所需要的固化时间进行比较,从表中可以看出,对于同样壁厚的制品,注射 成型所需要的固化时间比压制的少了很多。原因是由于物料在经过螺杆机筒及喷嘴、流 道的剪切、摩擦后,其整体的温度不但比较均匀,而且,使物料在到达模腔前就差不多达到 模具的温度,充入模具以后,很快就能进行固化交联反应,这大大的缩短了固化时间和成 型周期,提高了生产效率。就是成型厚壁的制品,其成型周期也会比较短。由于压制成型 没有能使物料进行强烈混合、挤压、摩擦和剪切而升温的过程,因此,除了经过充分预热的 BMC物料外,模压的BMC物料主要是靠模具加热,由于BMC本身又是热的不良导体, 因此升温时间长,固化时间也长,当然生产效率也就会比注射成型的低。


(责任编辑:小编)
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