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注射成型加工工艺

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TECHNOLOGY

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注射成型加工工艺

T流变性能 Rheology

  • 由于 SBS与SEBS 弹体中间的软质段分子结构不同,其相对剪切率的粘度特性( Viscosity/Shear Rate) 也有显著的差异.
  • 但 SBS与SEBS弹体的熔胶粘度 (Melt Viscosity) 非常容易被炮筒内剪切率 (Shear Rate)影响,反而对炮筒内的温度不太敏感.
  • SBS弹体无需依赖高剪切率来达至塑性流动力, SEBS弹体却需依赖高剪切率来达至塑性流动力.
  • 快速注射与高压缩比螺杆 (High Compression Ratio Screw) 更适合于SEBS 的加工.

 

原料稳定性 Stability (SEBS)

  • SEBS弹体软质段分子饱和, 不会被氧化, 高温或高剪切率加工不影响稳定性.
  • 一般加工温度在 200 – 230C 间,可用高剪切率加工.
  • 如果材料因高温或高剪切率加工而降解, 熔胶粘度会因分子链断裂而降低

 

原料稳定性 Stability (SBS)

  • SBS软质段分子段有不饱和键,容易被氧化,高温或高剪切率加工产生材料降解(Degradation) 可能性高 .
  • 避免材料降解,加工温度须保持 150 – 200C, 熔胶不宜停留在炮筒内太久.
  • 如果材料降解,副产品无毒亦无腐蚀性,会有凝胶出现.
  • 若加工温度超过200C, 熔胶粘度会上升 (SBS 分子可能有架桥现象),因而降低生产率.

 

螺杆设计 Screw Design

  • 典型SBS 和 SEBS 往复螺杆型注射机都备有 2:1 至 3:1压缩比的螺杆,螺杆头斜角为 60度.
  • 一般用来注射 PVC, PE, PP, PS, 和工程塑料的传统螺杆都适合于SBS 和 SEBS 的注射.
  • 具两段排气的螺杆有利于排除一些SBS 或 SEBS 粒子的表面湿气

 

主流道 Sprues

  • 一般可采用带 3C 出模角的标准主流道设计.
  • 拉针(Puller)须根据不同软硬度的材料来设计.
  • 软性SBS及SEBS材料不可用“Z”型拉针.
  • 倒扣指 (Undercut“fingers”), 反向锥形冷井 (Reverse taper cold wells), 和狭槽棒拉针(slot bar puller) 皆是典型设计.

 

充料口 Gate

  • 普通类的水口都可用于SBS 或 SEBS 的注射.
  • 充料口厚度一般是部件厚度的 15% 至 25%.
  • 水平长度 (Land Length)应越短越好.
  • 扇形 (Fan Gate)或边缘闸 (Edge Gate)效果最好

 

收缩率 Shrinkage

  • 有如一般塑料注射, SBS/SEBS模具设计必须考虑材料的收缩特性.
  • SBS或SEBS材料的收缩率依配方而别,在0.005 to 0.020 inches/inch (i.e. 0.5 – 2%) 范围内。熔胶流进模具反向的收缩率会较高.
  • 一般而言,SBS的收缩率要小一些,而SEBS 的收缩率则会略大.
  • 密度较高 (填充过的材料) 的材料收缩率较密度低的材料收缩率要小一些.
  • 一些加工条件如模温,熔胶温度,注速与产品厚度会影响产品收缩率

 

炮筒温度 Cylinder Temperatures

  • 进料区温度应该在 65-90C范围内.
  • SBS-用140-180C炮筒温度,可以 20-30C (分段) 由进料区逐渐提升到射嘴区.
  • SEBS- 一般炮筒温度 200-245C (透明料用 180-190C ). 大件产品最高可达至 265C.
  • 高温加工可以快速填模,减低分子定位,提高产品物性,但冷却时间延长而增加注射周期。

 

注射速度 Injection Rate

  • SBS与SEBS材料 (尤其是 SEBS 材料 )的熔胶粘度(Melt Viscosity)与剪切率(Shear Rate)系系相关. 注射SBS材料通常使用中等的注射速度. 但注射SEBS材料就必须使用较高的注射速度, 以避免熔胶在填模时半途“冻结”(Freeze-Off).
  • 模具若有足够的排气系统(Venting),即使用高速注射也不必担心会有困气(Air Entrapment)现象.

 

模温 Mould Temperature

  • SBS弹体- 最适当模温 10-40C.
  • SEBS弹体- 最适当模温 35-65C.
  • 较高模温可促进溶胶在模内的流动,低压注射亦能填模, 有更完美的产品表面,也能减低分子定向 (Molecular Orientation). 使产品有更优良的物性. 

 

炮筒的清理 Purging SBS

  • 具有良好的热稳定性,没有必要在每次原料中断后都要清理炮筒.
  • SEBS弹体的热稳定性非常好,加工温度下即使停放两小时,在炮筒里的材料都不会降解.
  • SBS弹体 - 可以 PS来清理炮筒.
  • SEBS弹体 - 可以 HDPE 或 PP来清理炮筒.

 

原料的预烘 Pre-Heating

  • 在一般储藏情况下SBS弹体与SEBS 弹体都不会吸收空气中的湿气,所以原料没有必要预烘.
  • 如果产品外观是决定性的,原料可放在热式料斗以50°C 烘2至4小时.

 

着色 Colouring

  • 大部分 SBS 弹体与SEBS弹体胶粒是透明或乳白天然色, 很容易上色. 可以用色母(色种)以干式搅匀或在生产流程中注入.
  • 需特别留意色种的底料 (Carrier Resin /Base Resin).
  • SBS - 以PS 或 EVA为底的色种较适当.
  • SEBS - 以PE 或 PP为底的色种较适当,EVA为底的色种热稳定性较差.
  • 不可采用以 PVC为底的色种.
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