苏州希普能塑料有限公司

A O

首页 > 应用技术 > 技术类别A

宝理FR-PET塑料成型工艺

 
FR-PET是因饮料瓶而闻名的塑料
长期以来,作为高分子塑料,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)得到了广泛的应用,其用途已扩大到聚酯合成纤维、聚酯薄膜及饮料瓶等许多领域.
FR-PET是以玻璃纤维增强的PET塑料,机械特性和耐热性大幅度提高,广泛用于各个领域.
FR-PET分子式
 
一.成型加工特性
1.流动性
FR-PET是流动性优良的成型材料.特别是难燃性品种的流动性更好(图1).图2表示了在标准成型条件下薄板成型品的流动长度.
图1.螺旋流动
图1.螺旋流动
 
图2.流动性
图2.流动性
 
2.熔合纹强度
如表1-1所示,熔合纹部分的强度是非熔合纹部分的40%左右.熔合纹强度可用成型条件来进行若干提高,但基本上请采取改变浇口位置或成型品形状(如提高厚度)等对策.
品种 拉伸强度(MPa)
无熔合纹 有熔合纹
C9030 142 54
CN9030 152 55
 
3.物性的方向性
因玻璃纤维的取向,成型品在机械强度及尺寸特性上产生方向性(表2).所以,除非可明显预测流动方向的场合,否则,考虑到玻璃纤维的取向问题,在实际使用时务请以商品目录中强度值的70%作为大致目标来设计机械强度.
表2.物性的方向性
表2.物性的方向性
品种:CN9030
特性 方向
流动方向 垂直方向
强度 弯曲强度 Mpa 201 127
弯曲性率 Gpa 8.8 4.5
冲击强度(带缺口) J/m 83 54
尺寸 成型收缩率 % 0.18 1.11
线膨胀系数 10-5l/☆ 2.2 6.76
 
二.制品设计
1.拐角圆弧
拐角处没有圆弧会产生很大的应力集中,务请在拐角处设置尽可能大的圆弧(图3).
图3.圆弧与冲击强度
图3.圆弧与冲击强度
 
2.嵌入
为了提高10mm以下嵌入的保持力,务请设置滚花或其它防抽出、防转动的形式.
 
3.拔模斜度
拔模斜度以1度以上为宜,务请至少设置为0.5度以上.
 
4.翘曲
成型品有时产生翘曲和变形,其主要原因是由于玻璃纤维取向所造成的成型收缩率方向性.
有效的对策是研究浇口位置和数量.
 
5.凹痕
在外观用途上需避免凹痕时,请将肋条厚度设置为基体厚度的三分之一以下.
 
6.自攻螺纹
自攻螺纹的凸台形状如表3所示,请偏大设计下孔.
螺丝直径(mm) 形状
下孔径(mm) 凸台外径(mm)
3 2.7 7
4 3.6 9
5 4.5 11
表3.自攻螺纹的凸台形状
图4.螺纹强度
图4.螺纹强度
 
三.模具的设计
1.成型收缩率
由于玻璃纤维的取向关系,成型收缩有很大的方向性(图5、6、7).对于形状复杂的成型品,准确预测其流动方向是困难的,所以,务请以0.4~0.6%为成型收缩率的大致目标,进行模腔侧偏小、模芯侧偏大的最初模具设计,以便通过试作来修改模具.
图5.模具温度与成型收缩率
图5.模具温度与成型收缩率
图6.成型品厚度与成型收缩率
图6.成型品厚度与成型收缩率
图7.玻璃纤维含量与成型收缩率
图7.玻璃纤维含量与成型收缩率
 
2.流道和浇口的形状
流道和浇口的断面形状为圆形,基本尺寸请按图8、9来决定.多腔模具时,重要的是各模腔内树脂同时充填完毕.为此,请用流道调整平衡.
图8.流道直径概算图
图8.流道直径概算图
图9.浇口直径概算图
图9.浇口直径概算图
 
3.模具材质
模具的摩损寿命受硬度的影响比受材质的影响还大.图10表示了钢材硬度与寿命的大致关系.对于ULV-0品种,除了摩擦之外,还要考虑耐腐蚀性.所以,建议您使用表4中带有●、◎的钢材.
图10.钢材硬度与寿命的大致关系
图10.钢材硬度与寿命的大致关系
表4.各种模具钢材的耐腐蚀性
钢材 符号 硬度 FR-PET PBT
HRC (V-0) (V-0)
不锈钢 SUS310S 12.7
(奥氏体系)
不锈钢 SUS316L 4.1
(奥氏体系)
不锈钢 SUS410 42.5
(铁素体系)
UL模具钢 UL-B 35
UL模具钢 UL-C 35.2
沉淀硬化钢 PSL 45
马氏体时效钢 YAG-300 54.8
高速钢 SKH 2 66.4 �� ��
高速钢 SKH 51 65.2
合金工具钢 SKD 11 61.8
合金工具钢 SKD 61 49.3 ��
高硅系不锈钢 HSiS 42
机械结构碳素钢 S55C 28
注:●-不变,◎-略变色,○-生成薄锈皮,△-生成厚锈皮,×-腐蚀变色
暴露条件:FR-PET 280℃、5小时.PBT 255℃、5小时
 
4.制品设计、模具设计实例
①气体烧焦、熔合纹缺陷
最终流动部分不到分界面上来时,由于没有空气排出场所而产生气体烧焦或熔合纹缺陷.图11是表示变压器线圈骨架的熔合纹缺陷的实例.在绝缘方面最重要的线圈部分产生了熔合纹缺陷.端沿的厚度改变后,解决了该问题.
图11.变压器线圈骨架的熔合纹缺陷实例
图11.变压器线圈骨架的熔合纹缺陷实例
 
②流道平衡
对于多腔模具,从尺寸精度及物性均匀性的观点来看,最重要的就是使全部模腔同时完成充填.如图12所示,改变各流道的断面尺寸后,使全部模腔同时完成了充填.
图12.多腔模具的流道平衡实例
图12.多腔模具的流道平衡实例
 
四.成型条件
1.预干燥
粒料的预干燥非常重要.预干燥不充分,成型品会变脆(请参照图13~16).关于干燥机,推荐您使用除湿型.如果干燥后在常温下放置,粒料就会在短时间内因吸收水分而达到平衡水分率.务请保持温度,以免吸收水分.
图13.干燥时间与拉伸强度
图13.干燥时间与拉伸强度
图14.干燥条件与冲击强度
图14.干燥条件与冲击强度
图15.干燥曲线
图15.干燥曲线
图16.吸水率
图16.吸水率
 
2.热分解
成型时塑料温度过高,或在料筒内滞留时间过长,就会产生热分解,降低强度(请见图17~19).因此,请勿过高设定料筒温度.请缩短成型周期,使用容量与一次注射量相平衡的成型机,以免塑料在料筒内滞留时间过长.
图17.成型温度与拉伸强度
图17.成型温度与拉伸强度
图18.成型温度与冲击强度
图18.成型温度与冲击强度
图19.料筒内的滞留与强度
图19.料筒内的滞留与强度
 
3.再生塑料的使用
再生塑料因经历了热过程而分子量降低,大量混合这种塑料就会导致强度下降(请见图20、21).特别是务请避免再生使用已发生水解及热解的成型品及流道.
图20.再生材料混合率与拉伸强度
图20.再生材料混合率与拉伸强度
图21.再生材料混合率与冲击强度
图21.再生材料混合率与冲击强度
表5.再生材料的混合与燃烧性:CN9030
再生材料 再生次数
混合率 0 1 2 3 4 5
30% V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0
50% V-0 V-0 V-0 V-0 V-2 V-2
 
4.标准成型条件实例
FR-PETC9030系列的标准成型条件如表4-2所示.
表6.标准成型条件
品种 模具温度 料筒温度(℃) 注射压力 螺杆转数 干燥*
(℃) N C1 C2 C3 (MPa) (℃×小时)
C90类 110 270 270 260 240 100 80 130 x 5
C30类 130-140 270 270 260 240 100 80 130 x 5
注:干燥机为除湿型料斗式.
成型机容量
成型机容量:注射量的1.5~2.0倍
螺杆:带有逆流防止阀,进行硬化处理
喷嘴:无阀,孔径4mm以上