一、熱固性塑料注塑成型技術簡介

熱固性塑料成型注塑加工工藝，東莞市馬馳科注塑加工廠熱固性塑料在固化前一般為分子量不高的固體或黏稠液體;在成型過程中能軟化或流動，具有可塑性，可制成一定形狀，同時又發(fā)生化學反應而交聯(lián)固化，有時放出一些副產(chǎn)物，如水等。

熱固性樹脂固化前是線型或帶支鏈的，固化后分子鏈之間形成化學鍵，成為三度的網(wǎng)狀結構，不僅不能再熔融，在溶劑中也不能溶解。酚醛、三聚氰胺甲醛、環(huán)氧、不飽和聚酯以及有機硅等塑料，都屬于熱固性塑料。

熱固性塑料一次加熱時可以軟化流動，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學反應-交鏈固化而變硬，這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時，已不能再變軟流動了。正是借助這種特性進行成型加工，利用一次加熱時的塑化流動，在壓力下充滿型腔，進而固化成確定形狀和尺寸的制品。

應用于熱固性塑料成型的工藝方法是壓塑法和壓鑄法與它們相比，注塑法的優(yōu)缺點如下。注塑法與壓塑法、壓鑄法相比，優(yōu)點是;較快的成型周期，過程自動化;制品生產(chǎn)穩(wěn)定性較好;較低的人工費;高的生產(chǎn)能力。注塑法相與壓塑法、壓鑄法相比的缺點是：較高的設備和模具投資;壓塑法可以得到較高的注塑加工制品強度和較好的表面光潔度。

二、熱固性塑料注塑成型工藝過程

1.熱固性塑料注塑工藝步驟

熱塑性塑料和熱固性塑料在加熱時黏度都將降低。熱固性塑料的黏度卻隨時間和溫度而增加，這是因為發(fā)生了化學交聯(lián)反應。這些作用的綜合結果是黏度隨時間和溫度的變化呈U形曲線。在低黏度區(qū)域完成充填模具的操作也是熱固性注射模塑的工藝要求，此時物料注塑成型所需壓力小，對聚合物中的纖維損害很低。

熱固性塑料注塑過程一般分為鎖模、射膠、保壓、加熱固化、開模、頂出產(chǎn)品六個步驟，各成型步驟代表注塑加工成型的不同階段，通過對注塑機參數(shù)的設定，在正常生產(chǎn)情況下注塑機會自動完成。

熱固性塑料射膠工藝過程利用螺桿使物料流經(jīng)加熱過的機筒，則以水或油循環(huán)于機筒四周的夾套中。螺桿可按每種材料的不同類型加以設計，稍加壓縮以脫除空氣并加熱物料獲得低黏度，在合適的工藝條件下，大多數(shù)熱固性物料在螺桿中都可以得到比較好的流動性。

利用注射壓力把螺桿高速推向前，使被塑化的低黏度物料壓入模具中。這種快速流動要求在幾秒的時間里填滿模腔。填充模具時物料的高速流動產(chǎn)生的摩擦熱會加速化學反應。模腔一旦被填滿，注射壓力就將降到保壓壓力。保壓壓力維持2~10s后卸壓，然后開始下一個周期塑化階段。

加熱固化過程是物料被保持在熱的模具中，直至變硬，然后打開合模裝置，頂出制品。制品剛頂出時可以輕度未固化并有點柔軟，在取出后1min或2min內(nèi)利用制品內(nèi)部保留的熱量完成固化。熱固性制品的整個生產(chǎn)周期為10~1205,同制品厚度和原材料的類別有關。

(1)利用“低黏度”狀態(tài)充填型腔。由于熱固性樹脂所具備的這種特殊流變行為，其“低黏度”狀態(tài)持續(xù)時間短，必須利用這一時機充填型腔。過早過晚都會造成制品充模不完全，形成廢品。另外，選擇成型設備和富有注塑加工經(jīng)驗的操作人員，是確保成型高質(zhì)量制品的關鍵因素之一。

(2)注意對溫度、壓力和時間三要素的控制。如果溫度掌握不好，既無法充滿型腔，也不能使制品固化完全，特別是注射成型時，如果控制不好溫度，物料在料筒內(nèi)固化會造成整臺機組報廢。熱固性塑料中含大量的填料或增強材料，其黏度比熱塑性塑料大，成型壓力自然要比熱塑性塑料高得多。另外，在其固化反應中，還會生成縮合水和低分子揮發(fā)氣體，水汽還易從熔體內(nèi)部冒出，使制品表面留有氣泡，鑒于這些情況，熱固性塑料往往采用低塑化溫度、高注射壓力成型。因此，熱固性塑料成型過程中對溫度、壓力和時間三要素的控制要比熱塑性塑料困難和復雜得多。

(3)按照熱固性塑料成型條件和工藝要求，正確控制固化熱量、固化時間，防止制品“過熟化”或“欠熟化”。

(4)熱固性塑料制品出模后，通常要進行后處理。后處理一般在烘箱中進行，溫度通常為120~160℃,時間以5~20h為宜。經(jīng)過后處理的制品其電性能和尺寸穩(wěn)定性均得到不同程度的提高，否則，制品在使用過程中易發(fā)生變形、翹曲或開裂。

(5)熱固性塑料存放及使用要求要按工藝規(guī)范執(zhí)行，特別是BMC原材料，防止陽光直射、勿重壓、密封保存、包裝無破損、低于25℃保存。否則會影響材料的流動性和注塑加工產(chǎn)品質(zhì)量。

三、熱固性塑料注塑成型設備

熱固性塑料的注塑成型工藝程序與熱塑性塑料注塑成型工藝程序相同，但工藝參數(shù)條件不同。常用熱固性塑料注塑成型機。選擇塑能力、控制系統(tǒng)和機筒溫度。

1.合模裝置能力

合模裝置能力以鎖模力的噸位計算，其選擇應根據(jù)制品和流道的確定投影成型面積。所需噸位可按1.5~5t/in,系數(shù)大小取決于模塑制品的復雜程度和所用的原材料。設備大小在30~3000t之間，大多數(shù)常見設備在100~600t之間。因熱固性塑料制件產(chǎn)生的溢料去除困難，機器模板的厚度和剛性至為重要，注料時盡可能產(chǎn)生小的彎曲變形。

2.機器的注射能力

機器的注射能力，需要根據(jù)充填模具所需很大注射壓力和模腔與流道進行分析。所需注射壓力由85MPa直到207MPa.機器的注射能力往往以理論體積量來標識。

一般情況下，設備的注射能力按該設備所能生產(chǎn)的制品體積的85%確定。當設備以聚苯乙烯生產(chǎn)能力來標識時，在確定制件重量生產(chǎn)能力時必須考慮到它和熱固性塑料密度上的差異。

3.控制系統(tǒng)

常用熱固性塑料注塑加工成型機控制系統(tǒng)是計算機控制，實現(xiàn)對注射速度、合模裝置的負荷、頂出裝置、機筒和模具溫度的控制。

4.機筒和模具溫度

機筒溫度的控制是通過流經(jīng)包覆機筒夾套的熱水進行的。模具溫度控制普遍的是利用插入式加熱器進行，也可以采用蒸汽或循環(huán)熱油進行，高度可控的模具溫度是獲取均勻制品十分重要的因素。

5.輔助性設備的選擇

熱固性塑料所用的輔助性設備是指供料器、快速更換模具系統(tǒng)、為快速注射用的增壓罐、機械手式取件系統(tǒng)、機器人修飛邊系統(tǒng)以及空氣噴氣裝置。

四、熱固性塑料注塑成型實例

注射模塑法生產(chǎn)出的熱固性材料的主要注塑加工產(chǎn)品有以下一些。

①汽車工業(yè)：發(fā)動機部件、車前燈反射鏡和制動用制品。

②電氣工業(yè)：斷路器、開關殼體和線圈架。

③家用電器：面包烘箱板、煮咖啡器的底座、電動機整流子、電動機外殼和垃圾處理機外殼。

④其它：電動工具殼、燈具外殼、氣體流量計和餐具。

現(xiàn)以BMC料生產(chǎn)車前燈反光鏡為例說明熱固性塑料注塑成型過程。

1.原材料

BMC是玻纖增強不飽和聚酯熱固性塑料的簡稱，是當前使用鹽很大的一類增強熱固性塑料，由玻璃纖維、填充料和聚龍不飽和樹脂制成的整體模塑料，BMC的注塑加工特性如下。

①流動性：BMC的流動性很好，并可在低壓下保持良好流動性。

②固化性：BMC的固化速度很快，成型溫度在135~145℃時固化時間為30~60s/mm.

③收縮率：BMC的收縮率很低，在0~0.5%之間，收縮率還可以根據(jù)需要加入添加劑進行調(diào)節(jié)?？煞譃闊o收縮(收縮率<0.05%)、低收縮率(0.05%~0.3%)、高收縮率(0.3%~0.5%)三個等級。

④著色性：BMC有較好的著色性。

⑤缺點：成型時間較長、制品毛刺較大。

在生產(chǎn)前要對材料進行如下檢查。

①查看原料箱子標簽上的生產(chǎn)日期、批號、有效期是否符合工藝要求。

②使用鋼釬往料子中插，直到將料子插穿，檢查材料中是否有硬塊。

③合格的材料放進料斗里。控制每次的加料量在25kg以m2.BMC熱固性塑料注塑成型設備熱固性塑料注塑機.

東莞市馬馳科注塑加工廠在BMC材料中，由于加入了玻璃纖維，因此所用設備與通常固性塑料注塑加工成型設備有些不同，使用柱塞式和螺桿式注塑機均可。

(1)加料系統(tǒng)：不論是螺桿式還是柱塞式，都必須附加一個擠壓式加料裝置，以強迫物料進入料筒，該加料裝置多采用柱塞式加壓進料。將活塞式供料機連接于機筒上，以強制供料，隨后可以用兩種不同的方式進行作業(yè)。一種帶有傳統(tǒng)的往復式螺桿，螺桿將物料推向前方，同時混煉和加熱。

(2)這需要螺桿前端有一止逆閥。防止物料返流回螺桿螺紋上。另外一種方式是利用柱塞或活塞將物料壓入模具模腔中，柱塞往往用于玻纖含量超過22%的物料，因為這對纖維的損害較小，亦可得到較高的強度BMC熱固性塑料注塑加工成型制品。多少又損傷地分散于熔料中，因此，柱塞式注塑機使用較多，但排氣不便。

(3)料筒溫度和模具：溫度控制系統(tǒng)在BMC的注塑加工成型中，控制料筒溫度和模具溫度十分重要。有一套控制系統(tǒng)控制溫度，確保加料段到噴的溫度。須有采用恒溫水控制料筒,用油溫機為模具進行加熱來控制模具溫度,也可采用電加熱。

(4)合模裝置可以采用機械、液壓式和全液壓式等幾種合模裝置。

3.BMC熱固性塑料注塑成型模具

BMC注塑模與通常的熱塑性、熱固性注塑加工有些不同，主要是BMC的收縮率較低，因此在設計模腔尺寸時應有所變化。BMC注塑模具排氣要求好。

4.BMC熱固性塑料注塑成型工藝

(1)料筒溫度與模具溫度：加工時，要求BMC在料筒溫度下，較長時間保持低黏度的流動態(tài)，一般料筒溫度應能滿足BMC的低限值。料筒溫度一般分為兩段或三段控制，溫度控制在20~45℃,近料斗端較低，近噴嘴端溫度較高，一般相差5~10℃,模具溫度一般控制在135~185℃.

(2)注射壓力：由于BMC的流動性差、固化快、模具結構復雜，故注射壓力宜選擇較高壓力，一般為80~160MPa.

(3)注射速率：注射速率的提高，有助于提高注塑加工塑件表面質(zhì)量，縮短固化時間，但不利于排氣，并增加玻纖的取向程度。故應在保證注塑加工塑件表面質(zhì)量的前提下采用較低的注射速度，通常為1.8~3.5m/min.

(4)螺桿轉(zhuǎn)速及背壓：若采用螺桿式注塑機，在注射BMC時，螺桿對玻纖的損傷較大，東莞市馬馳科注塑加工廠為了盡量減少玻纖的損傷，螺桿轉(zhuǎn)速宜選低值，一般為20~50r/min.而根據(jù)BMC的黏度，以采用低背壓為宜，一般為1.4~2.0MPa.

(5)成型周期：由于注塑加工塑件的大小和復雜程度不同，各段的注塑加工工藝時間也不同，一般注射時間為2~20s,固化時間為20~50s。

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