TPE的注塑工藝技術(shù)

/TPE的注塑工藝技術(shù)一、TPE注塑工藝

根據(jù)材料的特性和供料情況，一般在成型前應(yīng)對材料的外觀和工藝性能進行檢測。供應(yīng)的粒料往往含有不同程度的水分、熔劑與其它易揮發(fā)的低分子物，特別是具有吸濕傾向的TPR含水量總是超過加工所允許的限度。因此，在加工前必須進行干燥處理，并測定含水量。在高溫下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小時。已經(jīng)干燥的材料必須妥善密封保存，以防材料從空氣中再吸濕而喪失干燥效果，為此采用干燥室料斗可連續(xù)地為注塑機提供干燥的熱料，對簡化作業(yè)、保持清潔、提高質(zhì)量、增加注射速率均為有利。干燥料斗的裝料量一般取注塑機每小時用料量的2.5倍。以SBC為基礎(chǔ)的TPE在顏色上優(yōu)于大多數(shù)其它TPR材料。所以，它們只需要較少量的色母料就可達到某種特定的顏色效果，而且所產(chǎn)生的顏色比其它TPR更為純凈。一般說來，色母料的粘度應(yīng)該比TPR的粘度低，這是因為TPR的熔融指數(shù)比色母料高，這將有利于分散過程，使得顏色分布更加均勻。對于以SBS為基礎(chǔ)的TPE，推薦采用聚苯乙烯類載色劑。

對于以較硬的SEBS為基礎(chǔ)的TPR，推薦采用聚丙烯(PP)載色劑。

對于以較軟的SEBS為基礎(chǔ)的TPR，可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物。

對于較軟的品種，不推薦采用PP載色劑，因為復(fù)合材料的硬度將受到影響。

對于某些包膠注塑的應(yīng)用，使用聚乙烯(PE)載色劑可能會對與基體的粘接力產(chǎn)生不利的影響。

新購進的注塑機初用之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對注塑機機筒進行清洗或拆洗。

清洗機筒一般采用加熱機筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。對于TPR材料，可用所加工的新料置換出過渡清洗料。

在加工注塑過程中，溫度的設(shè)定是否準確是制品外觀和性能好壞的關(guān)鍵。下面是進行TPR加工注塑時溫度設(shè)定的一些建議。進料區(qū)域的溫度應(yīng)設(shè)定得相當(dāng)?shù)?，以避免進料口堵塞并讓夾帶的空氣逸出。當(dāng)使用色母料時為了改善混合狀態(tài)，應(yīng)將過渡區(qū)域的溫度設(shè)定在色母料的熔點以上。離注塑噴嘴最近區(qū)域的溫度應(yīng)該設(shè)定得接近于所需的熔體溫度。所以，經(jīng)過測試，通常TPR產(chǎn)品在各個區(qū)域溫度的設(shè)定范圍分別是：料筒為160攝氏度到210攝氏度，噴嘴為180攝氏度到230攝氏度。

模具溫度應(yīng)該設(shè)定高與注塑區(qū)的冷凝溫度，這將能避免水分對模具的污染以致制品表面出現(xiàn)的條紋。較高的模具溫度通常會導(dǎo)致較長的循環(huán)周期，但它能改進焊接線和制品的外觀效果,所以，模具溫度的范圍應(yīng)設(shè)計定在30到40之間。

在制品成型填充模具型腔的過程中，如果制品的填充性能不好，就會發(fā)生壓力降低過大、填充時間過長、填充不滿等等情況，從而使制品存在質(zhì)量問題。為了提高制品在成型時的填充性能，改善成型制品的質(zhì)量，一般可以從下列幾個方面來考慮：1）改換另一系列的產(chǎn)品；2）改變澆口位置；3）改變注射壓力；4）改變零件的幾何形狀。

通常將注射壓力的控制分成為一次注射壓力、二次注射壓力（保壓）或三次以上的注射壓力的控制。壓力切換時機是否適當(dāng)，對于防止模內(nèi)壓力過高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取決于保壓階段澆口封閉時的熔料壓力和溫度。如果每次從保壓切換到制品冷卻階段的壓力和溫度一致，那么制品的比容就不會發(fā)生改變。在恒定的模塑溫度下，決定制品尺寸的最重要參數(shù)是保壓壓力，影響制品尺寸公差的最重要的變量是保壓壓力和溫度。例如：在充模結(jié)束后，保壓壓力立即降低，當(dāng)表層形成一定厚度時，保壓壓力再上升，這樣可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飛邊。

保壓壓力與速度通常是塑料充填模腔時最高壓力與速度的50％~65％，即保壓壓力比注射壓力大約低0.6~0.8MPa。由于保壓壓力比注射壓力低，在可觀的保壓時間內(nèi)，油泵的負荷低，固油泵的使用壽命得以延長，同時油泵電機的耗電量也降低了。采用預(yù)先調(diào)節(jié)好一定的計量，使得在注射行程的終點附近，螺桿端部仍殘留有少量的熔體（緩沖量），根據(jù)模內(nèi)的填充情況進一步施加注射壓力（二次或三次注射壓力），補充少許熔體。這樣，可以防止制品凹陷或調(diào)節(jié)制品的收縮率。

冷卻時間主要取決于熔體溫度、制品的壁厚和冷卻效率。此外，物料的硬度也是一個因素。與很軟的品種比較，較硬的品種在模具內(nèi)將較快地凝固。如果從兩側(cè)進行冷卻，那么每0.100'壁厚所需的冷卻時間通常將是大約10到15秒。包膠方式的制品將需要較長的冷卻時間，因為它們可以通過較小的表面積而有效地冷卻。每0.100'壁厚所需的冷卻時間將是大約15到25秒。

1塑料成型不完整

（1）進料調(diào)節(jié)不當(dāng)，缺料或多料。

（2）注射壓力太低，注射時間短，柱塞或螺桿退回太早。

（3）注射速度慢。

（4）料溫過低。

2溢料（飛邊）

（1）注射壓力過高或注射速度過快。

（2）加料量過大造成飛邊。

（3）機筒、噴嘴溫度太高或模具溫度太高都會使塑料黏度下降，流動性增大，在流暢進模的情況下造成飛邊。

3銀紋、氣泡和氣孔

（1）料溫太高，造成分解。

（2）注射壓力小，保壓時間短，使熔料與型腔表面不密貼。

（3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，產(chǎn)生分解氣；注射速度太慢，不能與時充滿型腔造成制品表面密度不足產(chǎn)生銀紋。

（4）料量不足、加料緩沖墊過大、料溫太低或模溫太低都會影響熔料的流動和成型壓力，產(chǎn)生氣泡。

（5）螺桿預(yù)塑時背壓太低、轉(zhuǎn)速太高，使螺桿退回太快，空氣容易隨料一起推向機筒前端。

4燒焦暗紋

（1）機筒、噴嘴溫度太高。

（2）注射壓力或預(yù)塑背壓太高。

（3）注射速度太快或注射周期太長。

二、TPE的加工注塑過程

干燥

根據(jù)材料的特性和供料情況，一般在成型前應(yīng)對材料的外觀和工藝性能進行檢測。供應(yīng)的粒料往往含有不同程度的水分、熔劑與其它易揮發(fā)的低分子物，特別是具有吸濕傾向的TPE含水量總是超過加工所允許的限度。因此，在加工前必須進行干燥處理，并測定含水量。在高溫下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小時。已經(jīng)干燥的材料必須妥善密封保存，以防材料從空氣中再吸濕而喪失干燥效果，為此采用干燥室料斗可連續(xù)地為注塑機提供干燥的熱料，對簡化作業(yè)、保持清潔、提高質(zhì)量、增加注射速率均為有利。干燥料斗的裝料量一般取注塑機每小時用料量的2.5倍。

配色

以SBC為基礎(chǔ)的TPE在顏色上優(yōu)于大多數(shù)其它TPE材料。所以，它們只需要較少量的色母料就可達到某種特定的顏色效果，而且所產(chǎn)生的顏色比其它TPE更為純凈。一般說來，色母料的粘度應(yīng)該比TPE的粘度低，這是因為TPE的熔融指數(shù)比色母料高，這將有利于分散過程，使得顏色分布更加均勻。

對于以SBS為基礎(chǔ)的TPE，推薦采用聚苯乙烯類載色劑。

對于以較硬的SEBS為基礎(chǔ)的TPE，推薦采用聚丙烯(PP)載色劑。

對于以較軟的SEBS為基礎(chǔ)的TPE，可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物。對于較軟的品種，不推薦采用PP載色劑，因為復(fù)合材料的硬度將受到影響。

對于某些包膠注塑的應(yīng)用，使用聚乙烯(PE)載色劑可能會對與基體的粘接力產(chǎn)生不利的影響。

廢料再利用

對于SEBS復(fù)合材料，回收料的利用比例可高達80%。黑色材料可容納較高比例的回收料。原色、淺色或透明的復(fù)合材料將較易顯示出污染或色變。在停留時間很長或回收料比例很高的情況下，黃色、紅色、藍色和綠色的有機顏料較有可能改變顏色。對于SBS復(fù)合材料，回收料比例應(yīng)維持在25%以下。將所得的回收料放入粉碎機中，通過粉碎機使其粉碎成小顆粒，就可與新料混合使用了。但每次放入粉碎機中回收料不應(yīng)太多，以免造成沉積，堵塞機器。

清洗料筒

新購進的注塑機初用之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對注塑機機筒進行清洗或拆洗。

清洗機筒一般采用加熱機筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。對于TPE材料，可用所加工的新料置換出過渡清洗料。

溫度

在加工注塑過程中，溫度的設(shè)定是否準確是制品外觀和性能好壞的關(guān)鍵。下面是使用科悅產(chǎn)品進行加工注塑時溫度設(shè)定的一些建議。

使用科悅的TPE進行加工時，機膛溫度應(yīng)該漸進地設(shè)定。進料區(qū)域的溫度應(yīng)設(shè)定得相當(dāng)?shù)?，以避免進料口堵塞并讓夾帶的空氣逸出。當(dāng)使用色母料時為了改善混合狀態(tài)，應(yīng)將過渡區(qū)域的溫度設(shè)定在色母料的熔點以上。離注塑噴嘴最近區(qū)域的溫度應(yīng)該設(shè)定得接近于所需的熔體溫度。

模具溫度應(yīng)該設(shè)定高與注塑區(qū)的冷凝溫度，這將能避免水分對模具的污染以致制品表面出現(xiàn)的條紋。較高的模具溫度通常會導(dǎo)致較長的循環(huán)周期，但它能改進焊接線和制品的外觀效果。

模具的填充、保壓、冷卻

在制品成型填充模具型腔的過程中，如果制品的填充性能不好，就會發(fā)生壓力降低過大、填充時間過長、填充不滿等等情況，從而使制品存在質(zhì)量問題。為了提高制品在成型時的填充性能，改善成型制品的質(zhì)量，一般可以從下列幾個方面來考慮：

1）改換科悅另一系列的產(chǎn)品；

2）改變澆口位置；

3）改變注射壓力；

4）改變零件的幾何形狀。

通常將注射壓力的控制分成為一次注射壓力、二次注射壓力（保壓）或三次以上的注射壓力的控制。壓力切換時機是否適當(dāng)，對于防止模內(nèi)壓力過高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取決于保壓階段澆口封閉時的熔料壓力和溫度。如果每次從保壓切換到制品冷卻階段的壓力和溫度一致，那么制品的比容就不會發(fā)生改變。在恒定的模塑溫度下，決定制品尺寸的最重要參數(shù)是保壓壓力，影響制品尺寸公差的最重要的變量是保壓壓力和溫度。例如：在充模結(jié)束后，保壓壓力立即降低，當(dāng)表層形成一定厚度時，保壓壓力再上升，這樣可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飛邊。

保壓壓力與速度通常是塑料充填模腔時最高壓力與速度的50%~65%，即保壓壓力比注射壓力大約低0.6~0.8MPa。由于保壓壓力比注射壓力低，在可觀的保壓時間內(nèi)，油泵的負荷低，固油泵的使用壽命得以延長，同時油泵電機的耗電量也降低了。采用預(yù)先調(diào)節(jié)好一定的計量，使得在注射行程的終點附近，螺桿端部仍殘留有少量的熔體（緩沖量），根據(jù)模內(nèi)的填充情況進一步施加注射壓力（二次或三次注射壓力），補充少許熔體。這樣，可以防止制品凹陷或調(diào)節(jié)制品的收縮率。

冷卻時間主要取決于熔體溫度、制品的壁厚和冷卻效率。此外，物料的硬度也是一個因素。與很軟的品種比較，較硬的品種在模具內(nèi)將較快地凝固。對于一個中等硬度的科悅TPE材料的制品，如果從兩側(cè)進行冷卻，那么每0.100"壁厚所需的冷卻時間將是大約10到15秒。包膠方式的制品將需要較長的冷卻時間，因為它們可以通過較小的表面積而有效地冷卻。每0.100"壁厚所需的冷卻時間將是大約15到25秒。

注塑工藝條件的影響

對制品的評價主要有三個方面，第一是外觀質(zhì)量，包括完整性、顏色、光澤等；第二是尺寸和相對位置間的準確性；第三是與用途相應(yīng)的機械性能、化學(xué)性能、電性能等。這些質(zhì)量要求又根據(jù)制品使用場合的不同，要求的尺度也不同。

注塑條件的調(diào)節(jié)是提高制品質(zhì)量和產(chǎn)量的必要途徑。由于注塑周期本身很短，如果工藝條件掌握不好,廢品就會源源不絕。在調(diào)整時最好一次只改變一個條件，多觀察幾回，如果壓力、溫度、時間統(tǒng)統(tǒng)一起調(diào)的話，很易造成混淆，出了問題也不知道是何道理。調(diào)整的措施、手段是多方面的。例如：解決制品注不滿的問題就有十多個可能的解決途徑，要選擇出解決問題癥結(jié)的一、二個主要方案，才能真正解決問題。此外，還應(yīng)注意解決方案中的辨證關(guān)系。比如：制品出現(xiàn)了凹陷，有時要提高料溫，有時要降低料溫；有時要增加料量，有時要減少料量。要承認逆向措施的解決問題的可行性。

下面舉幾個典型的例子：

1塑料成型不完整

（1）進料調(diào)節(jié)不當(dāng)，缺料或多料。

（2）注射壓力太低，注射時間短，柱塞或螺桿退回太早。

（3）注射速度慢。

（4）料溫過低。

2溢料（飛邊）

（1）注射壓力過高或注射速度過快。

（2）加料量過大造成飛邊。

（3）機筒、噴嘴溫度太高或模具溫度太高都會使塑料黏度下降，流動性增大，在流暢進模的情況下造成飛邊。

3銀紋、氣泡和氣孔

（1）料溫太高，造成分解。

（2）注射壓力小，保壓時間短，使熔料與型腔表面不密貼。

（3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，產(chǎn)生分解氣；注射速度太慢，不能與時充滿型腔造成制品表面密度不足產(chǎn)生銀紋。

（4）料量不足、加料緩沖墊過大、料溫太低或模溫太低都會影響熔料的流動和成型壓力，產(chǎn)生氣泡。

（5）螺桿預(yù)塑時背壓太低、轉(zhuǎn)速太高，使螺桿退回太快，空氣容易隨料一起推向機筒前端。

4燒焦暗紋

（1）機筒、噴嘴溫度太高。

（2）注射壓力或預(yù)塑背壓太高。

（3）注射速度太快或注射周期太長。

三、TPE注塑產(chǎn)品表面問題與解決方案

TPE注塑件出現(xiàn)表面問題，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是原料的品質(zhì)太差，其次也和注塑過程的一些參數(shù)設(shè)置有關(guān)。

1.1白化

現(xiàn)象：指穩(wěn)定劑等配合劑遷移至成型品表面，其表面像噴上粉一樣呈現(xiàn)出一種白色現(xiàn)象

原因：主要是由于穩(wěn)定劑過量配合或與聚合物不相容而引起的。

解決方案：出現(xiàn)這類型的問題，應(yīng)選擇與聚合物相容性良好的穩(wěn)定劑或?qū)⒎€(wěn)定劑的用量控制在最佳的范圍。其次，更換成相對分子質(zhì)量高的穩(wěn)定劑也是十分有效的。另外，也有通過遷移至成型品表面發(fā)揮其功能的穩(wěn)定劑。例如，抗靜電劑、潤滑劑等。對這種穩(wěn)定劑來講，選擇即使遷移也難以出現(xiàn)白化的穩(wěn)定