CN105733249A - 一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料及注塑方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：注塑级尼龙6 80?85份、不锈钢纤维母粒3?7份、褐煤酸钙0.5?2份、滑石粉0.2?1份、油酸2?4份、树枝状流变改性剂1?2份、抗收缩剂0.5?1份。本发明采用不锈钢纤维母料作为改性剂，利用不锈钢纤维的高热导率，使得成型及冷却过程中，注塑件各部位温度更加均匀，从而有效降低翘曲风险；采用抗收缩剂、褐煤酸钙及滑石粉为复配成核剂提高聚酰胺树脂的结晶速度、降低晶粒尺寸大小，从而有效减少制件收缩；采用油酸和树枝状流变改性剂为复合流变改性剂，使得所述聚酰胺复合材料在熔融状态下具有更好的流动性，从而有效缓解因添加不锈钢纤维而导致的流动性劣化。
Description
技术领域
本发明涉及精密注塑成型技术领域，具体涉及一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料及注塑工艺，该材料特别适用于大厚差精密注塑件，结合特定工艺可制备性能稳定的大厚差精密注塑件。
背景技术
精密注射成型要求制品具有较高的尺寸精度、较低的翘曲变形以及优良的转写贴性。但是，当制品的厚度不同时，制品的收缩率有很大的差别，并且随着制品厚度的增加，制品的纵向收缩率和横向收缩率都在增大，这是由于厚壁处冷却时间较长而造成的。因此在生产大厚差精密注塑件时，往往就存在不同壁厚间收缩率的差异而导致的制件的翘曲变形或开裂。
对于通用聚酰胺塑料，如：尼龙6，在加工过程中，由于其结晶度高，结晶速度慢，在用于大厚差制件时，会引起更为显著的不同壁厚间收缩率的差异，从而引起更为严重的翘曲和变形。此外，生产精密注塑件，同时需要配合特定的注塑工艺，以达到最优的效果。针对特定的注塑原料，应开发与其相适应的注塑工艺以保证精密注塑件的性能稳定。
发明内容
本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料及大厚差精密注塑件的制备工艺，以解决通用聚酰胺塑料用于生产大厚差注塑件时容易因不同壁厚部位间的收缩率差异而产生翘曲变形的问题。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
本发明本发明解决了通用聚酰胺树脂用于大厚差精密注塑件时，容易发生因不同壁厚部位收缩率不同而发生的翘曲变形的问题，具有以下有益效果：
1、采用不锈钢纤维母料作为改性剂，利用不锈钢纤维的高热导率，解决通用聚酰胺树脂导热差的缺点，从而使得成型及冷却过程中，注塑件各部位温度更加均匀，从而有效降低翘曲风险；
2、采用抗收缩剂、褐煤酸钙及滑石粉为复配成核剂提高聚酰胺树脂的结晶速度、降低晶粒尺寸大小，从而有效减少制件收缩；
3、采用油酸和树枝状流变改性剂为复合流变改性剂，使得所述聚酰胺复合材料在熔融状态下具有更好的流动性，从而有效缓解因添加不锈钢纤维而导致的流动性劣化。
作为本发明的改进，所述的滑石粉粒径为1500目，在保证质量的同时，又不会增加成本。
作为本发明的进一步改进，所述树枝状流变改性剂是1-3代的聚酰胺胺树枝状大分子。
本发明还要提供一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，按重量比将80-85份注塑级尼龙6、3-7份不锈钢纤维母粒、0.5-2份褐煤酸钙、0.2-1份滑石粉、2-4份油酸、1-2份树枝状流变改性剂和0.5-1份抗收缩剂配比备料；
步骤2，将步骤1所述备料放入高速混料机中，高速搅拌均匀，并在45℃下放料备用；
步骤3，将备用的料加入双螺杆挤出机挤出，切粒，包装。
在此基础上，本发明再要提供一种与该材料相适应的注塑方法，其特征在于包括以下步骤：
1)聚酰胺复合材料的干燥处理：将按上述方法制成的一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料加热至120℃，干燥3-6小时；
2)注塑系统和注塑模具的预处理：将注塑系统和注塑模具进行预热，料筒温度控制在275±5℃，模具温度控制在40±2℃；
3)塑化过程：将步骤1)中干燥处理完毕的聚酰胺复合材料加入到步骤2)的注塑系统中，令其加热到熔融状态；
4)注射：注射压力为90bar；
5)保压：保压压力为40bar，保压时间为10s；
6)冷却成型：冷却成型时间为45s；
7)脱模。
在使用本发明提供的一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料作为原料的同时，采用本发明提供的一种注塑工艺，可得到性能优异的精密注塑件。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1、
本发明的一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
其中，不锈钢纤维母粒为北京金富邦纤维科技有限公司的不锈钢纤维母粒；所述的滑石粉，其粒径为1500目；所述的树枝状流变改性剂是1-3代的聚酰胺胺树枝状大分子；所述的抗收缩剂是为市售张家港优诺化工有限公司的塑料无机抗收缩剂。
该聚酰胺复合材料按以下方法制备：
步骤1，按所述原料配比备料
步骤2，将步骤1所述备料放入高速混料机中，高速搅拌均匀，并在45℃下放料备用。
步骤3，将备用的料加入双螺杆挤出机挤出，切粒，包装。
采用本发明的聚酰胺复合材料的大厚差精密注塑件的注塑方法，包括以下步骤：
1)聚酰胺复合材料的干燥处理：将按重量比为80-85份注塑级尼龙6、3-7份不锈钢纤维母粒、0.5-2份褐煤酸钙、0.2-1份滑石粉、2-4份油酸、1-2份树枝状流变改性剂和0.5-1份抗收缩剂配制成的聚酰胺复合材料加热至120℃，干燥4小时；
2)注塑系统和注塑模具的预处理：将注塑系统和注塑模具进行预热，料筒温度控制在275±5℃，模具温度控制在40±2℃；
3)塑化过程：将步骤1)中干燥处理完毕的聚酰胺复合材料加入到步骤2)的注塑系统中，令其加热到熔融状态；
4)注射：注射压力为90bar；
5)保压：保压压力为40bar，保压时间为10s；
6)冷却成型：冷却成型时间为45s；
7)脱模。
实施例2、
本发明的一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
其中，不锈钢纤维母粒为北京金富邦纤维科技有限公司的不锈钢纤维母粒；所述的滑石粉，其粒径为1500目；所述的树枝状流变改性剂是1-3代的聚酰胺胺树枝状大分子；所述的抗收缩剂是为市售张家港优诺化工有限公司的塑料无机抗收缩剂。
该聚酰胺复合材料的制备方法与实施例1相同，并采用与实施例1相同的方法制成大厚差精密注塑件。
实施例3、
本发明的一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
其中，不锈钢纤维母粒为北京金富邦纤维科技有限公司的不锈钢纤维母粒；所述的滑石粉，其粒径为1500目；所述的树枝状流变改性剂是1-3代的聚酰胺胺树枝状大分子；所述的抗收缩剂是为市售张家港优诺化工有限公司的塑料无机抗收缩剂。
该聚酰胺复合材料的制备方法与实施例1相同，并采用与实施例1相同的方法制成大厚差精密注塑件。
上述三个实施例制成的大厚差精密注塑件，由于采用不锈钢纤维母料作为改性剂，利用不锈钢纤维的高热导率，解决通用聚酰胺树脂导热差的缺点，从而使得成型及冷却过程中，注塑件各部位温度更加均匀，因而注塑件没有翘曲现象。由于了添加抗收缩剂，提高了聚酰胺树脂的结晶速度，降低了晶粒尺寸大小，从而有效减少制件收缩，厚壁处尺寸精度小于0.01mm。同时，由于了添加油酸与树枝状流变改性剂，使得所述聚酰胺复合材料在熔融状态下具有更好的流动性，从而有效缓解因添加不锈钢纤维而导致的流动性劣化，注塑件表面没有流痕。
对比例1、
本一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
其中，不锈钢纤维母粒为北京金富邦纤维科技有限公司的不锈钢纤维母粒；所述的滑石粉，其粒径为1500目；所述的树枝状流变改性剂是1-3代的聚酰胺胺树枝状大分子。
该聚酰胺复合材料的制备方法与实施例1相同，并采用与实施例1相同的方法制成大厚差精密注塑件。所得注塑件因未添加抗收缩剂而导致厚壁处产生过大收缩，而使厚壁处尺寸精度大于0.01mm。
对比例2、
本一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
其中，不锈钢纤维母粒为北京金富邦纤维科技有限公司的不锈钢纤维母粒；所述的滑石粉，其粒径为1500目；所述的抗收缩剂是为市售张家港优诺化工有限公司的塑料无机抗收缩剂。
该聚酰胺复合材料的制备方法与实施例1相同，并采用与实施例1相同的方法制成大厚差精密注塑件。所得注塑件因未添加油酸与树枝状流变改性剂，而使聚酰胺复合材料熔体流动性过低，使得注塑件出现欠注现象，并伴随有表面流痕。
对比例3、
一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，各原料及重量份配比同实施例1。复合材料的制备方法也同实施例1。
复合材料注塑工艺如下：
1)聚酰胺复合材料的干燥处理：将上述聚酰胺复合材料加热至120℃，干燥4小时；
2)注塑系统和注塑模具的预处理：将注塑系统和注塑模具进行预热，料筒温度控制在275±5℃，模具温度控制在40±2℃；
3)塑化过程：将步骤1)中干燥处理完毕的聚酰胺复合材料加入到步骤2)的注塑系统中，令其加热到熔融状态；
4)注射：注射压力为90bar；
5)保压：保压压力为30bar，保压时间为10s；
6)冷却成型：冷却成型时间为45s；
7)脱模。
所得注塑件，因保压压力过低，而使厚壁处尺寸精度大于0.01mm。
应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，其特征在于是由下述重量份的原料组成的：
2.如权利要求1所述的一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，其特征在于所述的滑石粉粒径为1500目。
3.如权利要求1所述的一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料，其特征在于所述的树枝状流变改性剂是1-3代的聚酰胺胺树枝状大分子。
4.一种用于大厚差精密注塑件的聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，按重量比将80-85份注塑级尼龙6、3-7份不锈钢纤维母粒、0.5-2份褐煤酸钙、0.2-1份滑石粉、2-4份油酸、1-2份树枝状流变改性剂和0.5-1份抗收缩剂配比备料；
步骤2，将步骤1所述备料放入高速混料机中，高速搅拌均匀，并在45℃下放料备用；
步骤3，将备用的料加入双螺杆挤出机挤出，切粒，包装。
5.一种用于大厚差精密注塑件的注塑方法，其特征在于包括以下步骤：
1)聚酰胺复合材料的干燥处理：将按重量比为80-85份注塑级尼龙6、3-7份不锈钢纤维母粒、0.5-2份褐煤酸钙、0.2-1份滑石粉、2-4份油酸、1-2份树枝状流变改性剂和0.5-1份抗收缩剂配制成的聚酰胺复合材料加热至120℃，干燥3-6小时；
2)注塑系统和注塑模具的预处理：将注塑系统和注塑模具进行预热，料筒温度控制在275±5℃，模具温度控制在40±2℃；
3)塑化过程：将步骤1)中干燥处理完毕的聚酰胺复合材料加入到步骤2)的注塑系统中，令其加热到熔融状态；
4)注射：注射压力为90bar；
5)保压：保压压力为40bar，保压时间为10s；
6)冷却成型：冷却成型时间为45s；
7)脱模。
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