CN106985329A - 一种良外观化学发泡注塑成型工艺 - Google Patents

一种良外观化学发泡注塑成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种良外观化学发泡注塑成型工艺，包括以下步骤：（1）向PP改性材料中加入0.5%~1%白矿油，再加入0.3%~0.7%发泡剂，充分均匀混合；（2）将上述混合均匀后的原材料注入注塑机的下料桶内，设定注塑机炮筒温度为210℃~240℃，塑化过程中取消螺杆射退；根据产品重量和发泡剂添加比例设定背压值；然后使用增压器来提高注射速度和注射量，使注射动作在1.5s内完成；控制模具表面温度保持在35℃~50℃，待产品完全冷却后，开模取出产品即可。采用该工艺制备的注塑件外观质量好，产品表面无气痕。

Description

一种良外观化学发泡注塑成型工艺
技术领域
本发明属于塑料化学发泡领域，具体涉及一种注塑产品外观质量良好的化学发泡注塑成型工艺。
背景技术
发泡塑料与未发泡材料相比，密度可以降低5%～95%，从而降低原材料消耗和成本，同时具有隔音隔热性能好、吸收冲击载荷、缓冲性能好、价格低廉等优点。因此，发泡塑料被广泛的用于在汽车行业中。
目前微孔发泡的工艺主要集中于间歇釜压发泡、模压发泡、物理发泡注塑工艺和化学注塑发泡。由于化学发泡注塑工艺成型周期短，生产效率高，能一次成型外形复杂和尺寸精确高的微孔发泡制品，而且设备简单，操作简易，能直接采用常规注塑机进行生产，因此被广泛应用。然而，由于化学发泡塑料中所涉及的发泡气体来自塑料中所加入的化学发泡剂的受热分解或各塑料组分之间相互发生的化学反应，导致按照传统的化学发泡注塑工艺生产的发泡件外观存在明显的气痕，该工艺只能应用于对于外观无要求的注塑零件。目前尚未有用化学发泡工艺注塑汽车内饰零部件以及对外观质量有要求的零件的先例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用化学注塑发泡法，通过对原材料的合理调配以及发泡过程的工艺改进，从而得到注塑件外观质量好，产品表面无气痕，且质量更轻的化学发泡注塑成型工艺，解决现有化学注塑发泡的缺点和不足。
为实现上述目的，本发明所述的良外观化学发泡注塑成型工艺具体包括以下步骤：
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时；以PP改性材料为基础材料，向PP改性材料中加入0.5%~1%重量比例白矿油，再加入0.3%~0.7%重量比例发泡剂，通过机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
1、注塑：将上述混合均匀后的原材料注入注塑机的下料桶内，设定注塑机炮筒温度为210℃~240℃，塑化过程中取消螺杆射退；根据产品重量和发泡剂添加比例设定合理的背压值（相当于普通注塑工艺背压值1.4~1.7倍），控制炮筒中熔体内的发泡剂处于预发泡状态，预发泡状态下的熔体内均匀分布着未长大的气泡核；然后使用增压器来提高注射速度和注射量，使注射动作在1.5s内完成；
2、发泡成型：熔体填充模腔后，气泡核释放压力，气泡不断变大；模具表面温度保持在35℃~50℃，产品表层的熔体在气泡还未完全长大阶段即先冷却固化；产品中间层的气泡核在模腔内完全释放压力，气泡长大后固化成型；
3、冷却开模：待产品完全冷却后，开模取出产品即可。
本发明的优点和积极效果：
（1）本发明所述的注塑成型工艺通过在原料中加入白矿油以及对工艺的改进，实现了化学发泡工艺在外观质量要求高的注塑产品上应用，打破了传统化学发泡工艺无法应用于外观注塑件产品的壁垒，而且注塑发泡过程简单可控。
（2）采用本发明所述的注塑成型工艺注塑成型后的产品外观质量好，产品表面无气痕，产品质量更轻，较传统注塑工艺产品质量降低4-8%左右，注塑用整体原材料成本降低，使产品成本降低约3%左右。
（3）本发明所述的注塑成型工艺可应用于汽车内饰皮纹注塑件以及对外观质量有要求的注塑零件。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更清楚理解本发明所述技术方案及其优点和效果，下面对本发明作进一步地详细描述。
本发明所用原材料来源：PP改性材料，吉林省东承住化汽车复合塑料有限公司；发泡剂：Endex9900MBP-A粉末状化学发泡剂, 是一种吸热型闭孔式化学成核发泡剂。白矿油（10#）：广东中海南联能源有限公司。
本发明注塑成型过程中采用传统的注塑机及辅机，同时采用带有密封浇口针阀的注塑模具即可。
实施例1
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入0.8%重量比例白矿油，再加入0.5%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
1、注塑：将上述混合均匀后的原材料注入注塑机的下料桶内，设定注塑机炮筒温度为210℃~240℃，塑化过程中取消螺杆射退；设定背压值12bar，控制炮筒中熔体内的发泡剂处于预发泡状态，预发泡状态下的熔体内均匀分布着未长大的气泡核；然后采用使用增压器来提高注射速度和注射量，使注射动作在1.5s内完成；
2、发泡成型：熔体填充模腔后，气泡核释放压力，气泡不断变大，模具表面温度保持在35℃~50℃，产品表层的熔体在气泡还未完全长大阶段即先冷却固化，产品中间层的气泡核在模腔内完全释放压力，气泡长大后固化成型。以上过程，形成表面微发泡，内部完全发泡的注塑产品。
3、冷却开模：待产品完全冷却后，开模取出产品即可。
结果：得到外观无明显气痕，产品内部存在大量气孔的轻量化化学发泡注塑零件，此方案适合所有皮纹注塑零件，产品降重比例达到6%。 JF03-1301-1-2010耐光照试验中，结果为合格。
实施例2
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入0.8%重量比例白矿油，再加入0.6%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1，区别在于背压值根据产品重量和发泡剂添加比例设定在14bar。
结果：对于大皮纹产品产品质量无影响（皮纹尺寸大于1mm²）；对于小皮纹产品（皮纹尺寸小于1mm²），产品表面会有几率出现气痕，影响产品质量，产品降重比例达到7%。JF03-1301-1-2010耐光照试验中，结果为合格。
实施例3
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入0.8%重量比例白矿油，再加入0.3%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1，区别在于背压值根据产品重量和发泡剂添加比例设定在8bar。
结果：得到外观无明显气痕，产品内部存在气孔的轻量化化学发泡注塑零件，此方案适合所有皮纹注塑零件，但产品降重比例为4%。JF03-1301-1-2010耐光照试验中，结果为合格。
实施例4
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入0.8%重量比例白矿油，再加入0.7%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1，区别在于背压值根据产品重量和发泡剂添加比例设定在16bar。
结果：对于大皮纹产品质量无影响（皮纹尺寸大于1.5mm²）；对于单个皮纹尺寸小于1.5mm²的产品表面会有几率出现气痕，影响产品质量，产品降重比例达到8%。JF03-1301-1-2010耐光照试验中，结果为合格。
实施例5
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入0.8%重量比例白矿油，再加入0.4%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1，区别在于背压值根据产品重量和发泡剂添加比例设定在10bar。
结果：得到外观无明显气痕，产品内部存在气孔的轻量化化学发泡注塑零件，此方案适合所有皮纹注塑零件，但产品降重比例为5%。JF03-1301-1-2010耐光照试验中，结果为合格。
实施例6
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入0.5%重量比例白矿油，再加入0.5%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1。
结果：得到外观无明显气痕，产品内部存在大量气孔的轻量化化学发泡注塑零件，此方案适合所有皮纹注塑零件。JF03-1301-1-2010耐光照试验中，结果为合格。
实施例7
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入1.0%重量比例白矿油，再加入0.5%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1。
结果：得到外观无明显气痕，产品内部存在大量气孔的轻量化化学发泡注塑零件，此方案适合所有皮纹注塑零件。JF03-1301-1-2010耐光照试验中，结果为合格。
对比例1
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入1.2%重量比例白矿油，再加入0.5%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1。
结果：得到外观无明显气痕，产品内部存在大量气孔的轻量化化学发泡注塑零件，产品降重比例达到6%。但产品采用JF03-1301-1-2010耐光照试验标准试验中，出现表面发粘问题，试验结论为不合格。
对比例2
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入0.3%重量比例白矿油，再加入0.5%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1。
结果：材料混合过程中发现发泡剂分散不均匀，同时产品局部有一定几率出现明显气痕。
对比例3
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中加入0.8%重量比例白矿油，再加入0.9%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1，区别在于背压值根据产品重量和发泡剂添加比例设定在17bar。
结果：对于任何皮纹产品，均会因发泡剂用量过大导致产品外观出现气痕。
对比例4
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中
加入0.8%重量比例白矿油，再加入0.5%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1，区别在于塑化过程中将螺杆射退。
结果：对于任何皮纹产品，均会因增加螺杆射退，有一定几率出现气痕，废品率增加。
对比例5
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中
加入0.8%重量比例白矿油，再加入0.5%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1，区别在于注射动作在3s内完成。
结果：对于任何皮纹产品，均会因整体注射动作时间过长，导致产品表面极大几率出现气痕，废品率激增。
对比例6
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时，向烘干处理后的PP改性材料中
加入0.8%重量比例白矿油，再加入0.5%重量比例发泡剂，机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二、注塑成型
同实施例1，区别在于模具表面温度保持在20℃。
结果：得到外观无明显气痕，产品内部存在大量气孔的轻量化化学发泡注塑零件，产品降重比例达到6%。然而，在模具温度为20℃时，产品因冷却速度过快，导致产品内应力较大，产品变形严重。
对比例7
一、原料调配
同对比例6。
二、注塑成型
同对比例6，区别在于模具表面温度保持在65℃。
结果：在模具温度为65℃时，对产品质量没有明显影响，但产品节拍会因冷却时长增加而增加约10s，降低了生产效率。

Claims (2)

1.一种良外观化学发泡注塑成型工艺，其特征在于：包括以下步骤：
一、原料调配
取PP改性材料，95℃下烘干处理4-5小时；以PP改性材料为基础材料，向PP改性材料中加入0.5%~1%重量比例白矿油，再加入0.3%~0.7%重量比例发泡剂，通过机械式混料机搅拌，充分均匀混合；
二．注塑成型
（1）注塑：将上述混合均匀后的原材料注入注塑机的下料桶内，设定注塑机炮筒温度为210℃~240℃，塑化过程中取消螺杆射退；根据产品重量和发泡剂添加比例设定背压值，控制炮筒中熔体内的发泡剂处于预发泡状态，预发泡状态下的熔体内均匀分布着未长大的气泡核；然后使用增压器来提高注射速度和注射量，使注射动作在1.5s内完成；
（2）发泡成型：熔体填充模腔后，气泡核释放压力，气泡不断变大；模具表面温度保持在35℃~50℃，产品表层的熔体在气泡还未完全长大阶段即先冷却固化；产品中间层的气泡核在模腔内完全释放压力，气泡长大后固化成型；
（3）冷却开模：待产品完全冷却后，开模取出产品即可。
2.根据权利要求1所述的一种良外观化学发泡注塑成型工艺，其特征在于：注塑过程中，背压值为普通注塑工艺背压值1.4~1.7倍。
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