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耐热ABS的成型加工指南

作者:admin    添加时间:2012-09-21 02:39:39    浏览量:3572

上海锦湖日丽塑料有限公司结合自有的相容改性技术,通过添加α-甲基苯乙烯接枝共聚物和N-苯基马来酰亚胺接枝共聚物的方法,开发了一系列耐热ABS树脂,耐热等级可以从HDT90℃到120℃。该系列产品具有流动性好、易于成型加工、底色更白、更利于着色等特点,因而广泛应用于汽车、家电、小家电等行业。其牌号及特性见下表:

 

 表1  锦湖日丽耐热ABS牌号及特性表

牌号

耐热等级

特性

应用

ABS730

低耐热

准耐热,良流动

汽车零件(后视镜、散热格栅、灯体)、吹风机、电烤箱部件、微波炉

ABS730EM

准耐热,低气味

HU621

中耐热

耐热,超高冲击

H2938

耐热,HDT96℃

HU600

高耐热

高耐热,HDT100℃

650SK

高耐热,HDT104℃

650M

超高耐热,HDT108℃

HGX4400

超高耐热

耐热

仪器仪表壳体、散热格栅、吹风机、咖啡壶等

HGX4500

超耐热

HGX4300

极超耐热

 

由于耐热ABS的分子结构中含有高刚性的苯环和N-苯基基团,在提高材料耐热性的同时,也增加了分子链的空间位阻效应,使分子链的松弛速度降低,易使制品存在较大的内应力,从而导致 制品应力开裂、应力发白、产品发脆等缺陷。因此,降低耐热ABS成型内应力,是注塑成型的关键,本指南主要从产品及模具的设计、成型工艺等方面加以阐述。

 

一、产品及模具设计:

针对耐热ABS材料的内应力问题,从产品及模具设计上应注意以下几点:

 

1.产品设计 

1) 壁厚均一,ABS产品的壁厚差异应控制在25%以内,防止壁厚差异大局部应力集

中。

               

 

2) 强度较弱的柱子或肋需追加加强筋,防止柱子或肋易断及开裂。

 

 

 

3) 卡扣设计,卡扣的根部需要倒R角,R角的大小取决于产品的壁厚,壁厚和R角比在0.3以上,内应力逐步减小,如下图。

 

 

2.模具设计 

1) 流道:最优采用圆形流道使之在同等截面积压力损失最小,U行流道次之。

 

                 

 

2) 浇口 :浇口尽量设计在产品的肉厚处,同时考虑流动平衡,耐热ABS入浇口应尽量设计的大些,一般采用侧浇口,浇口厚度大于产品壁厚的70%以上。 

 

H浇口厚度

 

3) 冷却水路:为了使产品各部分冷却均匀,水道的排布尽量接近产品的形状。

 

                                       

           差的设计                                              好的设计 

 

二、 注塑工艺参数设定:

 

1、温度

对耐热ABS而言,较高的熔体温度用以保证材料塑化均匀和充分,以及较低的熔体粘度;而较高的模温可以减少冻结层的厚度,提高熔体的填充性,确保耐热ABS在较低的注塑压力和保压压力下顺利成型,以降低制品的内应力。各种耐热等级ABS的参考成型加工温度如下表: 

 

表2 锦湖日丽耐热ABS各牌号加工温度及干燥时间参考表

牌号

 

项目

ABS730

ABS730EM

ABSHU621

ABSH2938

ABSHU600

ABS650SK

ABS650M

ABSHGX4300

ABSHGX4400

ABSHGX4500

干燥温度(℃)

85-90

90-95

90-95

93-98          

干燥时间(h)

3-4

3-4

3-4

3-6

模具温度(℃)

60-80

60-80

60-80

60-80       

成型温度(℃)

220-240

230-250

230-260

240-270

 

干燥温度

通常情况下,耐热ABS树脂在储存运输过程中会吸收空气中的水分,其吸水率随空气湿度变化而变化,一般为0.2~0.4%之间,所以必须对材料进行充分干燥,使材料含水率降至0.05%以下,最好在0.02%以下,否则易造成材料表面水花、银丝现象。不同耐热等级的材料,达到相同干燥效果的干燥温度及时间并不相同,请根据选用的牌号参照上表设定。

 

成型温度

成型温度是耐热ABS加工时需特别关注的一个参数,其设定是以确保耐热ABS充分塑化为基准,应尽量使用中间值偏上的温度区域,以保证材料有足够的填充能力和分散能力,尽量降低材料内应力。成型温度增加会明显地降低耐热ABS的粘度,增加树脂的流动性,使流动距离变长。原则上,当使用建议的成型温度上限时,应使熔胶滞留时间尽可能短,避免材料降解。建议最好用手持式高温计,来测量熔融材料的实际温度。

 

模具温度

模具温度对最终制件的充填程度、外观、残余应力的影响是非常重要的。我们建议在成型耐热ABS时使用模温机来控制模具温度,建议的模温是60-80℃。较高的模具温度,往往会产生良好的流动、较高的熔接线强度、较小的产品内应力,但成型周期会延长。若模具温度比建议的低,就会导致高内应力并损坏制件的最佳性能,致使制件发脆、应力开裂。就制件表面和循环周期而言,模具温度为建议温度范围的中间值时,可望得到较好的结果。

 

2、压力及速度

压力主要包括注射压力、保压压力和背压。注射压力主要是为了克服熔体在流动过程中的阻力;保压压力主要是为了对型腔内的熔体进行补缩;背压主要是为了提高熔体的密实度。总的来说压力的增加均会使分子间隙变小,链段活动范围减小,熔体的体积缩小,密度变大,分子之间的作用力增加,导致内应力变大,因此,在保证产品质量的前提下尽量选用较低的注射压力,塑料所承受的最大压力不应超过150MPa,合适的保压压力一般为注射压力的60~80%,背压一般为10~15bar。

 

注射速度

选择注射速度时,主要考虑制品的外观、模具的排气以及型腔内树脂流动的阻力。另外对于不同的浇口结构形式,对注射速度的敏感度及要求也不同,如:对于点浇口和潜伏浇口,过快的注射速度产生强剪切导致材料降解,从而出现银丝、变色、分层和烧焦等不良现象。慢速多用于直浇口和边缘浇口进胶的制件,可以帮助避免浇口白晕、喷射痕和流痕等缺陷。对于厚壁部件(一般指壁厚在5mm以上),慢速充填,有助于减少凹陷和空隙。速度设定的一般原则为:尽量采用分段阶梯式速度设定,以确保充填顺畅和良好的制品外观。

 

3、时间

   对于耐热ABS来说,保压时间和冷却时间的设定是否合理,直接影响了制件内应力的大小。

 

保压时间

保压时间的设定是根据浇口随着冷却完成其固化,螺杆再推进已不再对成型品施加压力为止的时间。保压时间的设定以射出时间和压力为基准,然后渐渐延长时间来测定成型品的重量,成型品重量不再变化为止即是要设定的保压时间。时间过长,容易使材料填充过分,分子间隙变小,内应力变大,所以此时间设定为制品重量不再变化时的最短时间为最佳保压时间。

 

  

图二 制品重量随保压时间变化图

 

冷却时间

冷却时间的设定是基于产品固化开模取出后不产生变形为宜,时间过短,则材料内应力未得到充分释放,制件脱模后因应力的作用,会产生变形等缺陷。开始设定时可以先设定长一点,然后根据产品及冷却效果的不同慢慢减少,以产品不变形的最少冷却时间为最佳冷却时间。也可按下列公式估算:

 

式中  δ  是需要冷却的制品厚度,单位为mm

α  是塑料的热传导系数

 

三、 停机

   

当注塑循环中断时,建议根据停机时间不同采取不同的处理方法:

 

短期:短期(10~15分钟)停机,建议料筒采取保温措施,保温温度为150℃。

长期 : 完全清除料筒内的树脂材料,按照以下标准停机步骤操作:

 

1. 关闭料斗进料滑阀,继续按周期注塑,直到螺杆不再回转后退。

2. 排出残留的物料,最好进行清机处理。

3. 螺杆应停留在前进位置,切断料筒加热器。

 

四、 清机

 

用高密度聚乙烯、聚丙烯或AS树脂来清洗耐热ABS,料筒可在加工温度下清洗,然后应逐渐降低温度。在清洗过程中,合适的通风非常重要。

 

五、 常见不良处理指南

 

           

 

技术服务电话:021-62969612

欲知更多信息,敬请访问上海锦湖日丽塑料有限公司的网站:www.kumhosunnny.com