注塑制品的粒料注塑法
用粒料加工注塑制品是传统的方法,它可用于硬、软PVC制品。对注塑机的要求,没有干混料要求高,特别是物料的排气方面,而设备价格也较廉,但对螺杆也应采用塑化头而不带止逆环的。在pvc注塑加工中,以硬PVC的难度为大,因此,以硬PVC为例说明其过程。对于软PVC,过程与硬PVC类似,但流动性好,所以造粒和加工就更容易。
注塑制品的粒料注塑法包括:
1.粒料的制备
首先,制备干混料。按照配方计量,混合时按照树脂、稳定剂、改性剂、增塑剂、润滑剂、着色剂和填充剂的先后次序加入500L的高速混合机中进行加热混合,当料温升到100℃时即卸入冷混机中进行冷混,待料温低于40℃即卸入储槽或装袋备用。
第二,造粒。国内已采用的造粒方法有辊压法、双螺杆造粒法和单螺杆造粒法等二种。以单螺杆造粒的投资小,双螺杆造粒的质量高。辊压造粒是间歇操作,要注意控制辊间距、投料量和薄通次数,以保证塑炼质量。造粒设备工厂可用的如Φ400×1000双辊机,Φ60×28 (螺距)平行双螺杆挤出机和Φ120×24(螺距)单螺杆挤出机等:,用Φ120单螺杆挤出机(L /D20,压缩比2.5)造粒的工艺条件如下。
料筒温度(从加料口侧到口模)/ ℃
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140/160/175/175(机头)/175(口模)
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螺杆转速/(r/min)
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8~40
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2.成型条件的比较
在硬制品中,管件所占比例最大。过去,用分子量较高的树脂(如K值63或以上)配制的管件料,其螺线流动长度约为45 cm,成型所加温度和注射压力都比流动良好的通用料要高一些(见表4-11),而生产率也要低一些。这种通用料是用分子量中等的树脂(如K值60或稍低)配制的,其螺线流动长度达55cm。因此,成型是比较容易的。另外,用低分子量树脂(如K值52或更低的)可以配制高流动料,其螺线流动长度达86cm或以上,流动比(流道长与制品厚度之比)达150~200,较通用料(流动比为80~150)要高,在成型上是容易的。表4-12是高流动料的一例,力学性能上有所降低,但电性能和冲击强度高,因而在电子电气方面得到应用。
表4-11 两种管件的比较
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品种
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低流动料
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通用料
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物性
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拉伸强度/MPa
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50.4
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49.7
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拉伸模量/ MPa
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2800
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2800
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伸长率/%
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4.2
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4.0
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热变形温度/°C
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72
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72
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熔体流动/(mg/min)
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750
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1500
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Jzod缺口冲击强度/(J/m)
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37
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37
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螺线流动长度/cm
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44.45
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55.88
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动态热稳定性/rmin
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16
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21
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静态热稳定性/min
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55
|
55
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成型条件
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料筒温度/°C
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加料段
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171
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166
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过渡段
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182
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174
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计量段
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192
|
182
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连接处温度/°C
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188
|
182
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喷嘴温度/°C
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188
|
182
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熔体温度/°C
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204
|
199
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注射压力/MPa
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充模
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140
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112
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保压
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84
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70
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周期时间/s
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充模
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15
|
12
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保压
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9
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7
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冷却
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90
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80
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开模
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5
|
3
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注射速度/(cm/s)
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3.9(4800s-1)
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4.6(6000s-1)
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① 以螺线流动长度55~70cm为准,高于此者为高流动料,反之为低流动料
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表4-12 高流动硬PVC料的特性
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性能
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指标值
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性能
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指标值
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拉伸强度/M1}Fi
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42
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动态热稳定性/rmin
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>120
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拉伸模量/M}SiL
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2240
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静态热稳定性/min
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50
|
伸长率/%
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4.5
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体积电阻/(Ω·cm)
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>1016
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热变形温度/℃
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70
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介电强度/(V/0.0254mm)
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350~500
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熔体流动/(mg/min)
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4000
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介电常数/(60Hz)
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3.2
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Jzod缺口冲击强度/(J/m)
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133.4
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损耗因数/(60Hz)
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0.007
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螺线流动长度/cm
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86
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抗弧性/s
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60~80
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综上所述,所加工的硬PVC料,除物性满足使用要求外,要着重考虑料的热稳定性和流动性。热稳定性可用转矩流变仪(动态法)和烘箱测出物料变黑的时间。流动性可用带阿基米德螺旋线的模具在注塑条件下测定物料的反度。这种螺线流动长度越长,表明流动性越好。在实验室,可用毛细管流变仪在加工温度下测定PVC料的流动曲线。