CN116811154A - 一种塑胶件快速注塑成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及注塑技术领域，具体涉及塑胶件快速注塑成型工艺，包括如下步骤：将PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、相容剂和硅烷偶联剂混合，得到预混料A，再将铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂和阻燃剂混合，得预混料B，将预混料A、预混料B和补强剂加入挤出机造粒，得到原料；将原料干燥处理后投入螺杆式注塑机的料筒中塑化至熔体；对模具预热并使模具的型腔为真空值，熔体注入型腔中，保压冷却定型，得塑胶件；将塑胶件放入烘箱中静置，得塑胶件成品。本发明塑胶件快速注塑成型温度比传统工艺低，节能环保，成本低；通过对注塑模具进行负压处理，使得型腔内注满塑胶件原料，可有效降低注塑模具内熔体中的气体组分，提高塑胶件质量。
Description
技术领域
本发明涉及注塑技术领域，具体涉及一种塑胶件快速注塑成型工艺。
背景技术
日常的家电在使用中，塑胶件中会积累静电，过多的静电积累，在特定条件下会放电，造成电器损坏，严重的时候还会引起火灾。因此，目前往往使用防静电塑料制品来制作家电结构件。由于传统的塑胶件一般都是用注塑工艺制成的，而防静电塑料，由于需要添加防静电剂以及其他的助剂，无论是离子型非离子型助剂都属于吸湿性抗静电剂，就是加入这些助剂后，靠这类材料吸取空气中的水分，降低表面电阻，以达到防静电性能。但是这些助剂的加入会产生两方面的影响，一方面，这些助剂的耐高温性能不佳，导致按照传统注塑工艺，会使得这些助剂大量分解，导致失去抗静电能力，另一方面，加入这些助剂，会导致原料的和易性和成型性发生变化，如果继续使用原先的注塑工艺，往往导致产品的结构强度下降；再者传统的塑胶件的材料大多为PBT树脂、ABS树脂、PC树脂等，PBT树脂由于其优异的耐溶剂、耐酸耐碱能力，成为了制作塑胶件的热门材料。但是纯PBT材料的流动性较差，制备成的成品表面容易出现雾状流纹，即影响了成品的性质，还影响成品的销售。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种塑胶件快速注塑成型工艺，该工艺流程短，加热温度比传统工艺低，节能环保，成本低；通过对注塑模具进行真空的负压处理，使得型腔内注满塑胶件原料，同时，可有效降低注塑模具内熔体中的气体组分，进而提高塑胶件的表面质量。因此，可有效改善现有薄壁塑胶件在注塑过程中，其表面容产生气泡以及缺陷问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种塑胶件快速注塑成型工艺，包括如下步骤：
S1、原料制备：
S11、称取PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂、阻燃剂、补强剂、相容剂和硅烷偶联剂，备用；
S12、将PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、相容剂和硅烷偶联剂混合，在搅拌速率为600-1000rpm的高速混合机中预混5-10min，得到预混料A，备用；
S13、将铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂和阻燃剂混合，在搅拌速率为400-800rpm高混机混合均匀，得预混料B，备用；
S14、将预混料A、预混料B和补强剂依次加入双螺杆挤出机中混合均匀并加热至200-250℃熔融挤出造粒，得到塑胶件用原料；
S2、干燥：将塑胶件用原料投入真空干燥机内进行真空干燥，使原料的含水量降至0.04-0.08％之间；
S3、加压塑化：将干燥后的原料投入螺杆式注塑机的料筒中进行塑化，使原料成为熔融状态的熔体，备用；
S4、成型：对注塑模具的型腔进行清理后涂刷上脱模剂，并将模具预热至50-70℃，将所述注塑模具的型腔置于真空值的状态，并熔融状态的熔体通过位于注塑模具上的浇筑口注入所述型腔中，填满所述型腔后，保压5-8s后快速降温冷却定型，降温速度为1-3℃/min，开模得塑胶件制品；
S5、退火：将塑胶件制品放入烘箱中静置2-4h，之后放入沸水中，再取出后得塑胶件成品。
本发明中塑胶件快速注塑成型工艺，该工艺流程短，加热温度比传统工艺低，节能环保，成本低；通过对注塑模具进行真空的负压处理，使得型腔内注满塑胶件原料，同时，可有效降低注塑模具内熔体中的气体组分，进而提高塑胶件的表面质量。因此，可有效改善现有薄壁塑胶件在注塑过程中，其表面容产生气泡以及缺陷问题。
优选的，步骤S1中，所述塑胶件包括如下重量份的原料：PBT树脂20-40份、ABS树脂15-30份、改性PC树脂10-30份、铝粉5-10份、聚甲基丙烯酸甲酯1-5份、抗静电剂1-3份、阻燃剂1-5份、补强剂3-7份、相容剂3-7份和硅烷偶联剂1-3份。
本发明中的塑胶件采用上述原料制得，而利用上述原料和制备方法制得塑胶件不仅具有较高的韧性，同时翘曲度低，成型流动性好，外观良好，另外还具有良好的耐冲击能力和拉伸强度等力学性能，特别适合用于生产键盘的键帽。而其中采用的PBT树脂由于其优异的耐溶剂、耐酸耐碱能力，成为了制作塑胶件的热门材料，但是纯PBT材料的流动性较差，制备成的成品表面容易出现雾状流纹，即影响了成品的性质，因此本申请引入了聚甲基丙烯酸甲酯，可以提高材料流动性，并且增加制品的耐刮磨性，于此同时加入了特定的补强剂，进一步改善了制品的力学性能；另外，体系中采用PBT树脂和ABS树脂具有协同作用，PBT树脂提高抗打油性和耐磨性，弥补ABS树脂的低耐磨性，防止ABS树脂出油，提高产品品质，ABS树脂在该体系中起到粘度调节作用，避免PBT的低熔体粘度导致该复合材料应用于键帽加工成膜时溢料飞边，可有效降低加工难度；改性PC树脂与PBT树脂和ABS树脂具有很好的相容性，可进一步辅助提升塑胶件制品的耐冲击强度和耐候性，本发明中通过利用上述各种原料之间相互配伍、协同作用，共同组成性能优异的产品。
优选的，所述改性PC树脂由30-50份PC树脂、3-5份二氧化钛、15-25份聚丙烯和2-4份硼氢化钠制得；制备时，将二氧化钛加入水中搅拌均匀，将PC树脂、聚丙烯和硼氢化钠加入溶液中边加热边搅拌1-3h，加热温度45-65℃，静置后得到所述改性PC树脂。
本发明中的改性PC树脂采用上述原料和制备方法制得，而利用上述原料制得的改性PC树脂具有较好的相容性，可进一步辅助提升塑胶件制品的耐冲击强度和耐候性，改性时丙烯使二氧化钛可以均匀分布在PC树脂，可以提高PC树脂硬度，使改性PC树脂与改性ABS树脂更好的结合。
优选的，所述抗静电剂是由胺基丙基二甲氧基硅烷、聚四氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0:0.4-0.8组成的混合物。
优选的，所述阻燃剂为氢氧化镁、多聚磷酸铵、硼酸锌、氧化锑中的至少一种。
优选的，所述补强剂是由玻璃纤维和钛白粉按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0组成的混合物。
本发明补强剂中采用的玻璃纤维可以更好的分散在组分中，进而使玻璃纤维进一步填充改性PC树脂、PBT树脂和ABS树脂之间的空隙，使各组分之间连接更紧密，进而提升最终制得塑胶件的硬度。
优选的，所述相容剂为PE-G-MAH、MBS、POE-G-GMA中的至少一种。
优选的，所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
本发明中采用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷可提高补强剂与树脂之间的结合，进一步提高了树脂的热稳定性，降低制品表面出现流纹的现象，还提高制品的拉伸强度、抗冲击强度等等力学性能。
优选的，步骤S3中，塑化时的温度为160-200℃，塑化背压为6-8Mpa，塑化时间20-40min。
优选的，步骤S5中，烘箱的温度保持在50-60℃。
本发明的有益效果在于：本发明一种塑胶件快速注塑成型工艺流程短，加热温度比传统工艺低，节能环保，成本低；通过对注塑模具进行真空的负压处理，使得型腔内注满塑胶件原料，同时，可有效降低注塑模具内熔体中的气体组分，进而提高塑胶件的表面质量。因此，可有效改善现有薄壁塑胶件在注塑过程中，其表面容产生气泡以及缺陷问题。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种塑胶件快速注塑成型工艺，包括如下步骤：
S1、原料制备：
S11、称取PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂、阻燃剂、补强剂、相容剂和硅烷偶联剂，备用；
S12、将PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、相容剂和硅烷偶联剂混合，在搅拌速率为600rpm的高速混合机中预混5min，得到预混料A，备用；
S13、将铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂和阻燃剂混合，在搅拌速率为400rpm高混机混合均匀，得预混料B，备用；
S14、将预混料A、预混料B和补强剂依次加入双螺杆挤出机中混合均匀并加热至200℃熔融挤出造粒，得到塑胶件用原料；
S2、干燥：将塑胶件用原料投入真空干燥机内进行真空干燥，使原料的含水量降至0.04％之间；
S3、加压塑化：将干燥后的原料投入螺杆式注塑机的料筒中加热至160℃进行塑化20min，塑化时控制塑化背压为6Mpa，使原料成为熔融状态的熔体，备用；
S4、成型：对注塑模具的型腔进行清理后涂刷上脱模剂，并将模具预热至50℃，将所述注塑模具的型腔置于真空值的状态，并熔融状态的熔体通过位于注塑模具上的浇筑口注入所述型腔中，填满所述型腔后，保压5s后快速降温冷却定型，降温速度为1℃/min，开模得塑胶件制品；
S5、退火：将塑胶件制品放入温度为50℃的烘箱中静置2h，之后放入沸水中，再取出后得塑胶件成品。
所述改性PC树脂由30份PC树脂、3份二氧化钛、15份聚丙烯和2份硼氢化钠制得；制备时，将二氧化钛加入水中搅拌均匀，将PC树脂、聚丙烯和硼氢化钠加入溶液中边加热边搅拌1h，加热温度45℃，静置后得到所述改性PC树脂。
步骤S1中，所述塑胶件包括如下重量份的原料：PBT树脂20份、ABS树脂15份、改性PC树脂10份、铝粉5份、聚甲基丙烯酸甲酯1份、抗静电剂1份、阻燃剂1份、补强剂3份、相容剂3份和硅烷偶联剂1份。
所述抗静电剂是由胺基丙基二甲氧基硅烷、聚四氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯按照重量比为0.8:0.6:0.4组成的混合物。
所述阻燃剂为氢氧化镁；所述相容剂为PE-G-MAH。
所述补强剂是由玻璃纤维和钛白粉按照重量比为0.8:0.6组成的混合物。
所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
实施例2
一种塑胶件快速注塑成型工艺，包括如下步骤：
S1、原料制备：
S11、称取PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂、阻燃剂、补强剂、相容剂和硅烷偶联剂，备用；
S12、将PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、相容剂和硅烷偶联剂混合，在搅拌速率为800rpm的高速混合机中预混8min，得到预混料A，备用；
S13、将铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂和阻燃剂混合，在搅拌速率为600rpm高混机混合均匀，得预混料B，备用；
S14、将预混料A、预混料B和补强剂依次加入双螺杆挤出机中混合均匀并加热至220℃熔融挤出造粒，得到塑胶件用原料；
S2、干燥：将塑胶件用原料投入真空干燥机内进行真空干燥，使原料的含水量降至0.06％之间；
S3、加压塑化：将干燥后的原料投入螺杆式注塑机的料筒中加热至180℃进行塑化30min，塑化时控制塑化背压为7Mpa，使原料成为熔融状态的熔体，备用；
S4、成型：对注塑模具的型腔进行清理后涂刷上脱模剂，并将模具预热至60℃，将所述注塑模具的型腔置于真空值的状态，并熔融状态的熔体通过位于注塑模具上的浇筑口注入所述型腔中，填满所述型腔后，保压7s后快速降温冷却定型，降温速度为2℃/min，开模得塑胶件制品；
S5、退火：将塑胶件制品放入温度为55℃的烘箱中静置3h，之后放入沸水中，再取出后得塑胶件成品。
所述改性PC树脂由40份PC树脂、4份二氧化钛、20份聚丙烯和3份硼氢化钠制得；制备时，将二氧化钛加入水中搅拌均匀，将PC树脂、聚丙烯和硼氢化钠加入溶液中边加热边搅拌2h，加热温度55℃，静置后得到所述改性PC树脂。
步骤S1中，所述塑胶件包括如下重量份的原料：PBT树脂30份、ABS树脂25份、改性PC树脂20份、铝粉7份、聚甲基丙烯酸甲酯3份、抗静电剂2份、阻燃剂3份、补强剂5份、相容剂5份和硅烷偶联剂2份。
所述抗静电剂是由胺基丙基二甲氧基硅烷、聚四氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯按照重量比为1.0:0.8:0.6组成的混合物。
所述阻燃剂为多聚磷酸铵；所述相容剂为POE-G-GMA。
所述补强剂是由玻璃纤维和钛白粉按照重量比为1.0:0.8组成的混合物。
所述硅烷偶联剂为3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷。
实施例3
一种塑胶件快速注塑成型工艺，包括如下步骤：
S1、原料制备：
S11、称取PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂、阻燃剂、补强剂、相容剂和硅烷偶联剂，备用；
S12、将PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、相容剂和硅烷偶联剂混合，在搅拌速率为1000rpm的高速混合机中预混10min，得到预混料A，备用；
S13、将铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂和阻燃剂混合，在搅拌速率为800rpm高混机混合均匀，得预混料B，备用；
S14、将预混料A、预混料B和补强剂依次加入双螺杆挤出机中混合均匀并加热至250℃熔融挤出造粒，得到塑胶件用原料；
S2、干燥：将塑胶件用原料投入真空干燥机内进行真空干燥，使原料的含水量降至0.08％之间；
S3、加压塑化：将干燥后的原料投入螺杆式注塑机的料筒中加热至200℃进行塑化40min，塑化时控制塑化背压为8Mpa，使原料成为熔融状态的熔体，备用；
S4、成型：对注塑模具的型腔进行清理后涂刷上脱模剂，并将模具预热至70℃，将所述注塑模具的型腔置于真空值的状态，并熔融状态的熔体通过位于注塑模具上的浇筑口注入所述型腔中，填满所述型腔后，保压8s后快速降温冷却定型，降温速度为3℃/min，开模得塑胶件制品；
S5、退火：将塑胶件制品放入温度为60℃的烘箱中静置4h，之后放入沸水中，再取出后得塑胶件成品。
所述改性PC树脂由50份PC树脂、5份二氧化钛、25份聚丙烯和4份硼氢化钠制得；制备时，将二氧化钛加入水中搅拌均匀，将PC树脂、聚丙烯和硼氢化钠加入溶液中边加热边搅拌3h，加热温度65℃，静置后得到所述改性PC树脂。
步骤S1中，所述塑胶件包括如下重量份的原料：PBT树脂40份、ABS树脂30份、改性PC树脂30份、铝粉10份、聚甲基丙烯酸甲酯5份、抗静电剂3份、阻燃剂5份、补强剂7份、相容剂7份和硅烷偶联剂3份。
所述抗静电剂是由胺基丙基二甲氧基硅烷、聚四氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯按照重量比为1.2:1.0:0.8组成的混合物。
所述阻燃剂是由氢氧化镁、多聚磷酸铵和硼酸锌按照重量比为1.1:1.0:0.8组成的混合物。
所述补强剂是由玻璃纤维和钛白粉按照重量比为1.2:1.0组成的混合物。
所述相容剂为PE-G-MAH。
所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷按照重量比为1.2:1.0组成的混合物。
对比例1
本对比例与上述实施例2的区别在于：
本实施例中的塑胶件的原料中没有添加改性PC树脂和ABS树脂，其他条件与实施例2相同，这里不再赘述。
对实施例2和对比例1中制得塑胶件进行性能测试，测试结果如表1所示。
其中耐刮擦性采用铅笔硬度检测，压力为1kg
硬度按照ISO2039-2测试；
阻燃性根据GB/T2408-2008《塑料燃烧性能的测试水平法和垂直法》测试；
采用ASTM-D6110测试标准测试其缺口冲击强度。
由上表可知，本发明中制得的塑胶件具有很好的缺口冲击强度、阻燃性、抗静电性、阻燃性和硬度等力学性能。
由实施例2和对比例1的测试结果对比可知，同等条件下配方中添加添加改性PC树脂和ABS树脂可使制得的塑胶件具有较好的缺口冲击强度、阻燃性、抗静电性、阻燃性和硬度等优点，具有广阔的市场前景和应用价值。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种塑胶件快速注塑成型工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、原料制备：
S11、称取PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂、阻燃剂、补强剂、相容剂和硅烷偶联剂，备用；
S12、将PBT树脂、ABS树脂、改性PC树脂、相容剂和硅烷偶联剂混合，在搅拌速率为600-1000rpm的高速混合机中预混5-10min，得到预混料A，备用；
S13、将铝粉、聚甲基丙烯酸甲酯、抗静电剂和阻燃剂混合，在搅拌速率为400-800rpm高混机混合均匀，得预混料B，备用；
S14、将预混料A、预混料B和补强剂依次加入双螺杆挤出机中混合均匀并加热至200-250℃熔融挤出造粒，得到塑胶件用原料；
S2、干燥：将塑胶件用原料投入真空干燥机内进行真空干燥，使原料的含水量降至0.04-0.08％之间；
S3、加压塑化：将干燥后的原料投入螺杆式注塑机的料筒中进行塑化，使原料成为熔融状态的熔体，备用；
S4、成型：对注塑模具的型腔进行清理后涂刷上脱模剂，并将模具预热至50-70℃，将所述注塑模具的型腔置于真空值的状态，并熔融状态的熔体通过位于注塑模具上的浇筑口注入所述型腔中，填满所述型腔后，保压5-8s后快速降温冷却定型，降温速度为1-3℃/min，开模得塑胶件制品；
S5、退火：将塑胶件制品放入烘箱中静置2-4h，之后放入沸水中，再取出后得塑胶件成品。
2.根据权利要求1所述的一种塑胶件快速注塑成型工艺，其特征在于：步骤S1中，所述塑胶件包括如下重量份的原料：PBT树脂20-40份、ABS树脂15-30份、改性PC树脂10-30份、铝粉5-10份、聚甲基丙烯酸甲酯1-5份、抗静电剂1-3份、阻燃剂1-5份、补强剂3-7份、相容剂3-7份和硅烷偶联剂1-3份。
3.根据权利要求1所述的一种塑胶件快速注塑成型工艺，其特征在于：所述抗静电剂是由胺基丙基二甲氧基硅烷、聚四氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0:0.4-0.8组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种塑胶件快速注塑成型工艺，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化镁、多聚磷酸铵、硼酸锌、氧化锑中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种塑胶件快速注塑成型工艺，其特征在于：所述补强剂是由玻璃纤维和钛白粉按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种塑胶件快速注塑成型工艺，其特征在于：所述相容剂为PE-G-MAH、MBS、POE-G-GMA中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种塑胶件快速注塑成型工艺，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种塑胶件快速注塑成型工艺，其特征在于：步骤S3中，塑化时的温度为160-200℃，塑化背压为6-8Mpa，塑化时间20-40min。
9.根据权利要求1所述的一种塑胶件快速注塑成型工艺，其特征在于：步骤S5中，烘箱的温度保持在50-60℃。
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