PC+ABS成型注意事项
PC/ABS合金是一种非常常见且应用广泛的工程塑料,它结合了PC(聚碳酸酯)的耐高温、高强度和耐冲击性,以及ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)的加工流动性和低成本。但要成功注塑成型PC/ABS,需要特别注意其吸湿性、热敏感性和相分离倾向。
以下是PC/ABS成型的关键注意事项,分为成型前、成型中、成型后三大部分:
一、 成型前处理:干燥是重中之重!
PC和ABS都极易吸湿,而PC在高温下对水分尤其敏感。水分会导致高分子链水解,造成产品性能严重下降。
严格干燥:
干燥条件:建议在 80-100°C 下干燥 2-4小时。温度不宜过高,以免ABS组分结块。
水分要求:必须将原料含水量控制在 0.04% (400ppm) 以下,越干越好。通常干燥后的料摸起来应该是“烫”且“干爽”的,没有潮气。
干燥设备:务必使用除湿干燥机,普通热风干燥机效果不佳。干燥料斗应密封,防止重新吸湿。
注意事项:暴露在空气中,干燥料约30分钟就会重新吸湿,所以停机时应清空料斗,或保持干燥热风循环。对于已经成型的回头料(水口料),必须与新料按比例(通常新料:回头料 <= 7:3)混合并重新干燥。
料筒清理:
在成型前,必须彻底清理料筒,避免残留其他物料(特别是POM、PVC等),否则会引起分解或交叉污染。
二、 成型工艺参数设置:平衡与稳定
PC/ABS的成型窗口相对较窄,需要精细调整参数以平衡流动性和耐热性。
熔融温度:
推荐范围:230-260°C。这是一个通用范围,具体需根据产品结构和牌号调整。
原则:在保证充填顺畅的前提下,使用尽可能低的温度。过高的温度会导致:
热降解:PC组分分解,产生气泡、银纹(料花)、发黄、机械性能下降。
相分离:PC和ABS相容性有限,过高温度或过长停留时间会导致两组分分离,影响性能。
模具温度:
推荐范围:60-85°C。
重要性:高模温至关重要!
减少内应力:避免产品翘曲、开裂,特别是对于带金属嵌件的产品。
改善外观:使产品表面光泽度高,避免产生熔接痕、波流痕等外观缺陷。
促进充填:有利于薄壁产品的充模。
注射速度:
建议采用中高速注射。
优点:高速注射能减少熔体在型腔中的冷却,改善熔接痕强度,降低流动阻力,从而降低实际需要的注射压力。
注意:过快可能导致喷射痕(jetting)或排气不良,产生烧焦。对于浇口正对型腔的产品,应采用慢速通过浇口后再转高速。
背压与螺杆转速:
背压:使用适当的背压(5-15 bar)有助于将熔体压实塑化均匀,排出熔体中的气体。但过高的背压会产生过量的剪切热,引起降解。
螺杆转速:建议使用中低转速(50-80 rpm),同样是为了避免过度的剪切生热。
注射压力与保压:
注射压力:在能顺利充填的前提下,尽量使用低压力。
保压:保压压力宜低,时间宜短。PC/ABS的收缩率较小,过高的保压和过长的保压时间会导致:
内应力增大,产品易脆裂。
脱模困难,产品包模。
尺寸过度膨胀(后收缩变小)。
停留时间:
物料在料筒内停留时间不宜过长(一般不要超过5-7分钟)。如果停机超过15分钟,应将料筒温度降至150-180°C,或使用PP、PS等热稳定性的料进行清料,防止材料长时间受热分解。
三、 模具设计与后处理
模具设计:
浇口:设计应流畅,避免流动死角。浇口尺寸要足够大,以减少剪切生热。
流道:优先采用圆形流道,效率最高。冷流道应短而粗。
排气:良好的排气至关重要。PC/ABS熔体粘度较高,充模时若气体无法及时排出,极易造成烧焦、充填不满或表面困气。排气槽深度建议为0.02-0.03mm。
产品后处理:
退火(消除内应力):
对于要求高尺寸稳定性或后续需进行喷涂、电镀等二次加工的产品,建议进行退火处理。
条件:将产品放入 80-100°C 的烘箱或油液中,保温2-4小时,然后缓慢冷却至室温。退火温度不宜超过热变形温度(HDT)。
调湿:
如果产品在干燥环境下显得过脆,可以将其在温水中浸泡一段时间以吸收微量水分,增加韧性(但效果有限,主要靠调整工艺和材料本身)。
四、 常见问题与对策
问题现象 | 可能原因 | 解决对策 |
---|---|---|
银纹/料花 | 1. 原料潮湿 2. 料温过高,分解 3. 螺杆背压或转速过高,剪切太强 | 1. 充分干燥 2. 降低料筒温度 3. 降低背压和螺杆转速 |
烧焦/发黑 | 1. 模具排气不良 2. 料温过高,局部降解 3. 注射速度过快 | 1. 检查并加开排气槽 2. 降低料温,清理料筒 3. 降低注射速度或采用多级注射 |
脆裂 | 1. 材料降解(最常见) 2. 内应力过大 3. 保压过高/过长 4. 模具温度过低 | 1. 检查干燥和温度,防止分解 2. 提高模温,进行退火处理 3. 降低保压压力和時間 4. 提高模具温度 |
表面光泽不均/波流痕 | 1. 模温或料温过低 2. 注射速度过慢 3. 流道或浇口过小 | 1. 提高模温和料温 2. 提高注射速度 3. 修改模具 |
翘曲变形 | 1. 冷却不均匀或不足 2. 内应力过大 3. 顶出不平衡 | 1. 调整模具冷却水路 2. 提高模温,降低保压 3. 优化顶出系统设计 |
总结核心要点:
干燥!低温!高模温!短停留!
只要牢牢抓住这几点,并结合实际产品和模具情况进行微调,就能稳定高效地生产出高质量的PC/ABS制品。