CN108407244A - 一种注塑成型零件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种注塑成型零件的制备方法，对现有零件注塑成型工艺进行了优化改进，利用含Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉的无机粉末和基体树脂作为零件复合材料原料，通过多喷头间歇注塑的方式，在反复试验得到的注塑压力、温度和时间等工艺条件下，使最终获得的塑料零件制品具有较好力学性能的同时，还具有表面缺陷少、60°光泽度大于80%、成本能耗低等技术特点。

Description

一种注塑成型零件的制备方法
技术领域
本发明涉及塑料制品注塑工艺领域，具体的说，是涉及一种注塑成型零件的制备方法。
背景技术
模具制造产品的多元化让我们的生活丰富多彩，随着人们对生活品质的要求的越来越高，各式各样的塑胶制品走进了千家万户的日常生活。塑件制品具有性价比高、优质的综合性能、花样种类繁多、便于实现自动化和量产成型周期短等诸多优点。注塑成型技术是指在一定温度下将粘流态的塑胶熔体在一定速度或压力的推动下注入模具型腔中，经过一定时间的保压定型冷却后，开模获得塑件的加工方法。注塑件成型过程中，受到温度、压力、速度、环境、人工等多个方面的影响，很容易产生各种注塑缺陷。特别是结构复杂、制品形状尺寸要求高的塑件，对模具设计工程师和制造商提出了更严峻的挑战。
由于制品或模具本身问题、材料和成型工艺的选择不当，注塑成型制品出现缺陷就在所难免，注塑成型制品常见缺陷包括熔接痕、缩痕、变形、填充不足、气穴、飞边等。除此之外，随着人们生活水平的提高，对各种制件的表面性能的要求也越来越高，因而现有注塑工艺的塑料制品的外观缺点已成为产品推广的障碍。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种注塑成型零件的制备方法，该方法所获得的塑料零件制品由复合材料制成，具有较好力学性能的同时，表面缺陷少、光泽度高、成本能耗低。具体如下：
一种注塑成型零件的制备方法，所述零件的材质为复合材料，所述复合材料由基体树脂和无机粉末混合后通过双螺杆挤出后形成，所述无机粉末由Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉混合而成，所述无机粉末中各成分的重量百分比为：Fe2O3粉：15～25％、SiO2粉：20～30％、CuO粉：10～20％、Mg粉：10～25％，Zr粉：5～15％。
所述注塑工艺，包括如下步骤：
(a)、将复合材料进行烘干，干燥温度为85～100℃，干燥时间为2～3h；
(b)、将烘干后的复合材料送入注塑机中，加热到熔融状态；塑化时间为15～20s，塑化温度为220～240℃；
(c)、将熔融态液流从多个喷头中注射入零件模具型腔，注塑压力为50～150Pa，注塑温度为180～220℃，冷却时间为40～50s；
(d)、注塑结束后顶出脱模，利用离子风枪进行吹扫，从而得到所述注塑成型零件。
所述注塑成型零件产品的60°光泽度大于80％。
将所述熔融态液流从多个喷头中注射入所述模具型腔，每注射1～2min，间隔1～2min后再继续注射。
优选地，所述基体树脂为ABS、PC、PET、PF、MF中的一种。
优选地，所述无机粉末的重量份添加量为基体树脂质量的0.02～0.05倍。
优选地，所述复合材料还包含总重量份数1.0～1.5份的增韧剂。
优选地，所述增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物或三元乙丙橡胶。
所述模具的型腔内设有型芯和多个喷头口。所述型芯的两端设有排气槽。
优选地，所述多个喷头的数量为5～8个。
本发明的优点是：对现有零件注塑成型工艺进行了优化改进，利用含Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉的无机粉末和基体树脂作为零件的复合材料原料，通过多喷头间歇注塑的方式，在反复试验得到的注塑压力、温度和时间等工艺条件下，使最终获得的塑料零件制品具有较好力学性能的同时，还具有表面缺陷少、60°光泽度大于80%、成本能耗低等技术特点。
具体实施方式
在注塑材料、注塑模具和注塑设备确定后，成型工艺条件的选取和控制就成了决定塑件成型的品质的主要因素。注塑成型过程中应根据塑料材质、模具结构的不同正确选择和控制成型工艺条件。
塑料零件制品的收缩性通常用收缩率表示，不同的塑料收缩率也不相同，是影响塑件制品精度的主要因素之一。为了减少收缩性的危害，成型前通常对塑料进行预热，成型过程中提高注射压力、延长保压时间都能有效地减少塑料的收缩率。塑料的收缩率是不可避免的，所以在模具设计时通常留有相应的余量。塑件的收缩如果处置不当很容易使制品产生翘曲变形。
塑料零件制品的流动性通常取决于自身的性质。流动性太差，熔体充模能力不足，容易产生制品缺料现象；流动性过强，便于熔体充模，但熔体容易产生流涎现象或使制品产生飞边。影响塑料流动性的主要因素有：熔体温度和注射压力等，通常温度和压力的升高与塑件的流动性成正比。避免塑件出现薄壁和窄槽结构、提高型腔的表面光洁度、适当增大浇注系统截面尺寸都能有效地提高熔体的流动性。
下面结合实施例和对比例对本专利进一步详细说明。
实施例1：
一种注塑成型零件的制备方法，所述零件的材质为复合材料，所述复合材料由基体树脂和无机粉末混合后通过双螺杆挤出后形成，所述无机粉末由Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉混合而成，所述无机粉末中各成分的重量百分比为：Fe2O3粉：20％、SiO2粉：20％、CuO粉：20％、Mg粉：25％，Zr粉：15％。所述无机粉末的重量份添加量为基体树脂质量的0.02倍。所述基体树脂为ABS。所述注塑工艺，包括如下步骤：(a)、将复合材料进行烘干，干燥温度为85℃，干燥时间为3h；(b)、将烘干后的复合材料送入注塑机中，加热到熔融状态；塑化时间为20s，塑化温度为240℃；(c)、将熔融态液流从多个喷头中注射入零件模具型腔，每注射1min，间隔1min后再继续注射，注塑压力为50Pa，注塑温度为200℃，冷却时间为40s；(d)、注塑结束后顶出脱模，利用离子风枪进行吹扫，从而得到注塑成型零件产品。所述注塑成型零件产品的60°光泽度为81％。
实施例2：
一种注塑成型零件的制备方法，所述零件的材质为复合材料，所述复合材料由基体树脂和无机粉末混合后通过双螺杆挤出后形成，所述无机粉末由Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉混合而成，所述无机粉末中各成分的重量百分比为：Fe2O3粉：15％、SiO2粉：30％、CuO粉：15％、Mg粉：22％，Zr粉：18％。所述无机粉末的重量份添加量为基体树脂质量的0.05倍。所述基体树脂为PET。所述复合材料还包含总重量份数1.0份的增韧剂三元乙丙橡胶。所述注塑工艺，包括如下步骤：(a)、将复合材料进行烘干，干燥温度为100℃，干燥时间为2h；(b)、将烘干后的复合材料送入注塑机中，加热到熔融状态；塑化时间为20s，塑化温度为220℃；(c)、将熔融态液流从多个喷头中注射入零件模具型腔，每注射1min，间隔1min后再继续注射，注塑压力为150Pa，注塑温度为180℃，冷却时间为40s；(d)、注塑结束后顶出脱模，利用离子风枪进行吹扫，从而得到注塑成型零件产品。所述注塑成型零件产品的60°光泽度为83％。
实施例3：
一种注塑成型零件的制备方法，所述零件的材质为复合材料，所述复合材料由基体树脂和无机粉末混合后通过双螺杆挤出后形成，所述无机粉末由Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉混合而成，所述无机粉末中各成分的重量百分比为：Fe2O3粉：24％、SiO2粉：28％、CuO粉：18％、Mg粉：25％，Zr粉：5％。所述无机粉末的重量份添加量为基体树脂质量的0.03倍。所述基体树脂为MF。所述复合材料还包含总重量份数1.5份的增韧剂三元乙丙橡胶。所述注塑工艺，包括如下步骤：(a)、将复合材料进行烘干，干燥温度为90℃，干燥时间为2h；(b)、将烘干后的复合材料送入注塑机中，加热到熔融状态；塑化时间为18s，塑化温度为230℃；(c)、将熔融态液流从多个喷头中注射入零件模具型腔，每注射1min，间隔1min后再继续注射，注塑压力为80Pa，注塑温度为170℃，冷却时间为40s；(d)、注塑结束后顶出脱模，利用离子风枪进行吹扫，从而得到注塑成型零件产品。所述注塑成型零件产品的60°光泽度为84％。所述型腔内设有型芯和5个喷头口，所述型芯的两端设有排气槽。
实施例4：
一种注塑成型零件的制备方法，所述零件的材质为复合材料，所述复合材料由基体树脂和无机粉末混合后通过双螺杆挤出后形成，所述无机粉末由Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉混合而成，所述无机粉末中各成分的重量百分比为：Fe2O3粉：20％、SiO2粉：25％、CuO粉：15％、Mg粉：25％，Zr粉：15％。所述无机粉末的重量份添加量为基体树脂质量的0.05倍。所述基体树脂为PF。所述复合材料还包含总重量份数1.2份的增韧剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。所述注塑工艺，包括如下步骤：(a)、将复合材料进行烘干，干燥温度为95℃，干燥时间为3h；(b)、将烘干后的复合材料送入注塑机中，加热到熔融状态；塑化时间为15s，塑化温度为240℃；(c)、将熔融态液流从多个喷头中注射入零件模具型腔，每注射1min，间隔1min后再继续注射，注塑压力为120Pa，注塑温度为160℃，冷却时间为40s；(d)、注塑结束后顶出脱模，利用离子风枪进行吹扫，从而得到注塑成型零件产品。所述注塑成型零件产品的60°光泽度为81％。所述型腔内设有型芯和8个喷头口，所述型芯的两端设有排气槽。
实施例5：
一种注塑成型零件的制备方法，所述零件的材质为复合材料，所述复合材料由基体树脂和无机粉末混合后通过双螺杆挤出后形成，所述无机粉末由Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉混合而成，所述无机粉末中各成分的重量百分比为：Fe2O3粉：24％、SiO2粉：30％、CuO粉：16％、Mg粉：20％，Zr粉：10％。所述无机粉末的重量份添加量为基体树脂质量的0.04倍。所述基体树脂为ABS。所述复合材料还包含总重量份数1.3份的增韧剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。所述注塑工艺，包括如下步骤：(a)、将复合材料进行烘干，干燥温度为100℃，干燥时间为2h；(b)、将烘干后的复合材料送入注塑机中，加热到熔融状态；塑化时间为20s，塑化温度为220℃；(c)、将熔融态液流从多个喷头中注射入零件模具型腔，每注射1min，间隔1min后再继续注射，注塑压力为60Pa，注塑温度为190℃，冷却时间为40s；(d)、注塑结束后顶出脱模，利用离子风枪进行吹扫，从而得到注塑成型零件产品。所述注塑成型零件产品的60°光泽度为85％。所述型腔内设有型芯和6个喷头口，所述型芯的两端设有排气槽。
对比例1：
将不同于本发明注塑成型工艺的步骤，由于注塑压力、温度和时间参数的改变，将导致注塑后的塑料零件制品无法顺利脱模，力学性能、表面粗糙度和光泽度下降。尤其是采用常规注塑工艺条件注塑，压力大于150Pa将导致塑料零件产品损伤，能耗成本也较高，温度高于240℃将导致物料变色，并产生气体。而冷却时间少于40s时，本发明的塑料零件制品可能出现冷却不充分，在制品脱模时易产生变形，进而影响塑料零件制品的力学强度。
对比例2：
采用与本发明不同的基体树脂或不同成分组成的无机粉末，或者相同组分但不采用本申请的间歇注塑方式，将导致所获得的注塑成型零件产品均匀性下降，光泽度发生变化，通常60°光泽度仅为60%～70%。
由实施例1-5和对比例1和2可以看出，本发明对现有零件注塑成型工艺进行了优化改进，利用含Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉的无机粉末和基体树脂作为零件的复合材料原料，通过多喷头间歇注塑的方式，在反复试验得到的注塑压力、温度和时间等工艺条件下，使最终获得的塑料零件制品具有较好力学性能的同时，还具有表面缺陷少、60°光泽度大于80%、成本能耗低等技术特点。
尽管已经示出和描述了本专利的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本专利的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种注塑成型零件的制备方法，其特征在于，所述零件的材质为复合材料，所述复合材料由基体树脂和无机粉末混合后通过双螺杆挤出后形成，所述无机粉末由Fe2O3粉、SiO2粉、CuO粉、Mg粉、Zr粉混合而成，所述无机粉末中各成分的重量百分比为：Fe2O3粉：15～25％、SiO2粉：20～30％、CuO粉：10～20％、Mg粉：10～25％，Zr粉：5～15％；所述注塑工艺，包括如下步骤：
(a)、将所述复合材料进行烘干，干燥温度为85～100℃，干燥时间为2～3h；
(b)、将烘干后的所述复合材料送入注塑机中，加热到熔融状态；塑化时间为15～20s，塑化温度为220～240℃；
(c)、将熔融态液流从多个喷头中注射入零件模具型腔，注塑压力为50～150Pa，注塑温度为160～200℃，冷却时间为40～50s；
(d)、注塑结束后顶出脱模，利用离子风枪进行吹扫，从而得到所述注塑成型零件。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述注塑成型零件产品的60°光泽度大于80％。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：将所述熔融态液流从多个喷头中注射入所述模具型腔，每注射1～2min，间隔1～2min后再继续注射。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述基体树脂为ABS、PC、PET、PF、MF中的一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述无机粉末的重量份添加量为基体树脂质量的0.02～0.05倍。
6.根据权利要求1至6所述的制备方法，其特征在于：所述复合材料还包含总重量份数1.0～1.5份的增韧剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物或三元乙丙橡胶。
8.根据权利要求1至7所述的制备方法，其特征在于：所述模具的型腔内设有型芯和多个喷头口。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述型芯的两端设有排气槽。
10.根据权利要求1至9所述的制备方法，其特征在于：所述多个喷头的数量为5～8个。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103087458A (zh) * 2013-02-04 2013-05-08 清华大学 废印刷电路板非金属粉/abs树脂复合材料及制备方法
CN103786303A (zh) * 2014-01-04 2014-05-14 上海朗亿功能材料有限公司 一种塑料金属制件的制备方法

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