增强阻燃PBT的加工成型
注塑成型 原料准备 干燥处理:增强阻燃 PBT 具有一定吸水性,注塑前必须进行干燥。通常在 120 - 140℃的温度下干燥 3 - 5 小时,使水分含量低于 0.02%。因为水分会在注塑过程中导致材料水解,影响其机械性能和阻燃性能,还可能使制品出现银丝、气泡等缺陷。 检查阻燃剂分布:确保阻燃剂在 PBT 基体和增强材料(如玻纤)中均匀分布。不均匀的阻燃剂分布可能导致制品阻燃性能不一致,部分区域阻燃效果差。在原料混合阶段,要采用合适的混合设备和工艺,如高速混合机混合,时间一般在 10 - 30 分钟,以保证阻燃剂均匀分散。 注塑参数设置 温度控制:料筒温度一般设置在 230 - 260℃之间,喷嘴温度稍低于料筒温度,约为 220 - 250℃。这个温度范围能使材料充分熔融,具有良好的流动性,但要注意温度波动可能影响制品质量,特别是阻燃性能。因为过高的温度可能导致阻燃剂分解,降低阻燃效果。 压力调节:注射压力通常在 80 - 120MPa 之间。由于增强阻燃 PBT 的熔体粘度较高,需要适当的压力来确保材料完全填充模具型腔。保压压力一般为注射压力的 50% - 70%,保压时间根据制品的厚度和尺寸而定,通常为 10 - 30 秒,这有助于减少制品的收缩率,提高尺寸精度。 注射速度:注射速度要适中,一般在 30 - 60mm/s。太快的注射速度可能会导致材料产生剪切热,引起材料性能变化,同时也容易产生困气等缺陷;太慢则会影响生产效率。对于复杂形状的模具型腔,可以采用多级注射速度,优化熔料的流动。 模具设计要点 流道系统:设计合理的流道使熔料均匀地填充模具型腔。流道表面要光滑,以减少熔料流动的阻力。通常采用圆形或梯形流道,流道直径根据制品的大小和形状设计,一般在 4 - 10mm 之间。热流道系统也可考虑使用,能更好地控制材料的温度和流动性,有利于保证制品的阻燃性能均匀性。 排气设计:良好的排气对增强阻燃 PBT 注塑成型很重要。材料填充过程中排气不畅易产生气泡、烧焦等缺陷,影响制品质量和阻燃性能。可在模具分型面、顶针处等位置设置排气槽,排气槽深度一般为 0.02 - 0.05mm。也可采用真空排气系统提高排气效果。 冷却系统:冷却系统直接影响制品的尺寸精度和性能。冷却管道应尽量靠近模具型腔,管道间距一般为 20 - 40mm,使制品均匀冷却。冷却介质的温度和流量要根据制品的厚度和形状调整,控制冷却速度,避免产生内应力,同时也要考虑对阻燃性能的影响,因为过快或过慢的冷却都可能改变材料的结晶度,进而影响阻燃效果。 挤出成型 原料预处理 干燥:与注塑成型类似,挤出前要对增强阻燃 PBT 进行干燥处理,在 120 - 140℃下干燥 3 - 4 小时,确保水分含量符合要求。 过滤杂质:为保证挤出制品质量,要对原料进行过滤,去除可能存在的杂质。使用滤网等过滤设备,滤网目数一般在 100 - 200 目之间,确保材料纯净度,避免杂质影响制品的机械性能和阻燃性能。 挤出参数设置 温度控制:挤出机各加热区的温度一般在 220 - 250℃之间。加料段温度稍低,为 210 - 230℃,防止物料在加料口堵塞;压缩段和计量段温度逐渐升高,保证材料充分塑化和均匀混合。机头温度一般为 230 - 240℃。这种温度设置使材料顺利挤出,且保持良好性能。 螺杆转速和牵引速度:螺杆转速根据挤出量要求调整,一般为 30 - 80rpm。牵引速度要与螺杆转速相匹配,控制挤出制品的尺寸和形状。牵引速度过快会导致制品拉伸变形,过慢则使制品堆积,影响生产效率。对于挤出管材或板材等制品,要特别注意牵引速度的稳定性,保证制品尺寸精度和阻燃性能均匀性。 成型后处理 冷却定型:挤出后的制品需要立即冷却定型。对于管材、型材等制品,可采用水冷或风冷方式。水冷时要注意冷却速度,避免制品因内外温差过大产生内应力,影响制品的机械性能和阻燃性能。冷却后的制品尺寸精度和表面质量应符合要求,如管材的圆度、板材的平整度等。 切割和收卷:冷却后的制品根据需要进行切割和收卷。对于连续生产的管材、线材等,要保证切割长度准确,收卷整齐,以便后续包装和使用。切割过程中使用锋利刀具,避免制品边缘出现崩裂等缺陷,影响制品的整体性能。 模压成型 坯料准备 混合和预成型:将增强阻燃 PBT 材料(包括 PBT 树脂、增强材料、阻燃剂等)按一定比例混合后,通过冷压等方式制成预成型坯料。预成型坯料的形状和尺寸根据模具型腔和制品要求设计。一般预成型压力为 5 - 10MPa,预成型时间为 1 - 3 分钟。 模压参数设置 温度控制:模压温度一般在 190 - 230℃之间。在这个温度范围内,PBT 能够充分熔融,使增强材料和阻燃剂与基体更好地结合。温度过高可能导致材料降解,温度过低则材料流动性差,影响制品的成型质量和阻燃性能。 压力控制:模压压力通常为 20 - 40MPa。较高的压力有助于材料在模具中充分流动,填充型腔,同时使增强材料在 PBT 基体中分布更均匀,保证制品的机械性能和阻燃性能。模压时间根据制品的厚度和尺寸而定,一般为 5 - 15 分钟,包括加压、保压和脱模时间。 模具设计与脱模 模具结构:模压模具应具有足够的强度和刚度,以承受较高的压力。模具型腔表面要光滑,保证制品的表面质量。为便于排气,可在模具上设置排气孔或排气槽,避免制品出现气泡、分层等缺陷,影响阻燃性能。 脱模方式:由于增强阻燃 PBT 在模压后与模具的附着力较强,脱模相对困难。可在模具表面涂抹脱模剂,如硅油、硬脂酸锌等,或者采用顶出机构,如推杆、推板等方式脱模,确保制品完整、无损地脱模,同时也要注意脱模过程对制品阻燃性能的影响。