TPU模塑成型工艺有多种方法:包括有注塑、吹塑、压缩成型、挤出成型等,其中以注塑**为常用。注塑的功能是将TPU加工成所要求的制件,分成预塑、注射和机出三个阶段的不连续过程。注射击机分柱塞式和螺杆式两种,**使用螺杆式注射机,因为它有提供均匀的速度、塑化和熔融。
1、 注射机的设计
注射机料筒衬以铜铝合金,螺杆镀铬防止磨损。螺杆长径比L/D=16~20为好,至少15;压缩比2.5/1~3.0/1。给料段长度,压缩段,计量段。应将止逆环装在靠近螺杆顶端的地方,防止反流并保持**压力。
加工TPU宜用自流喷嘴,出口为倒锥形,喷嘴口径以上,小于主流道套环入口,喷嘴应装有可控加热带以防止材料凝固。
从经济角度考虑,注射量应为额定量的40%~80%。螺杆转速20~50r/min。
2、 模具设计
模具设计就注意以下几点:
(1)模塑TPU制件的收缩率
收缩受原料的硬度、制件的厚度、形状、成型温度和模具温度等模塑条件的影响。通常收缩率范围为0.005~/cm。例如,100×10×的长方形试片,在长度方向浇口,流动方向上收缩,硬度比60D大2~3倍。TPU硬度、制作厚度对收缩率的影响见图1。可见TPU硬度在~之间时,制件收缩率随厚度增加而下降;硬度在~74D时制件收缩率随厚度增加而略有增加。
(2)流道和冷料穴
主流道是模具中连接注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道,直径应向内扩大,呈2o以上的角度,以便于流道赘物脱模。分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道,在塑模上的排列应呈对称和等距分布。流道可为圆形、半圆形、长方形,直径以6~为宜。流道表面必须像模腔一样抛光,以减少流动阻力,并提供较快的充模速度。
冷料穴是设在主流道末端的一个空穴,用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料,从而防止分流道或浇口堵塞。冷料混入型腔,制品容易产生内应力。冷料穴直径8~,深度约。
(3)浇口和排气口
浇口是接通主流道或分流道与型腔的通道。其截面积通常小于流道,是流道系统中**小的部分,长度宜短。浇口形状为矩形或圆形,尺寸随制品厚度增中,制品厚度以下,直径;厚度4~,直径;厚度以上,直径为2.0~。浇口位置一般选在制品**厚的而又不影响外观和使用的地方,与模具壁成直角,以防止缩孔,避免旋纹。
排气品是在模具中开设的一种槽形出气口,用以防止进入模具的熔料卷入气体,将型腔的气体排出模具。否则将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满,甚至因空气受压缩产生高温而将制品烧伤,制件产生内应力等。排气口可设在型腔内熔料流动的尽头或在塑模分型面上,为深、宽的浇槽。
必须注意模具温度尽量控制均匀,以免制件翘曲和扭变。
3 模塑条件
TPU**的模塑条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力和时间。这些参数将影响TPU制件的外观和性能。良好的加工条件应能获得均匀的白色至米色的制件。
(1) 温度
模塑TPU过程需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。前两种温度主要影响TPU的塑化和流动,后一种温度影响TPU的流动和冷却。
a.料筒温度 料筒温度的选择与TPU的硬度有关。硬度高的TPU熔融温度高,料筒末端的**高温度亦高。加工TPU所用料筒温度范围是177~。料筒温度的分布一般是从料斗一侧(后端)至喷嘴(前端)止,逐渐升高,以使TPU温度平稳地上升达到均匀塑化的目的。
b.喷嘴温度 喷嘴温度通常略低于料筒的**高温度,以防止熔料在直通式喷嘴可能发生的流涎现象。如果为杜绝流涎而采用自锁式的喷嘴,则喷嘴温度亦可控制在料筒的**高温度范围内。
c.模具温度 模具温度对TPU制品内在性能和表观质量影响很大。它的高低决定于TPU的结晶性和制品的尺寸等许多因素。模具温度通常通过恒温的冷却介质如水来控制,TPU硬度高,结晶度高,模具温度亦高。例如Texin,硬度,模具温度20~;硬度,模具温度30~;硬度355D,模具温度40~。TPU制品模具温度一般在10~。模具温度低,熔料过早冻结而产生流线,并且不利于球晶的增长,使制品结晶度低,会出现后期结晶过程,从而引起制品的后收缩和性能的变化。
b.压力
注塑过程是压力包括塑化压力(背压)和注射压力。螺杆后退时,其顶部熔料所受到的压力即为背压,通过溢流阀来调节。增加背压会提高熔体温度,减低塑化速度,使熔体温度均匀,色料混合均匀,并排出熔体气体,但会延长成型周期。TPU的背压通常在0。3~4MPa。
注射压力是螺杆顶部对TPU所施的压力,它的作用是克服TPU从料筒流向型腔的流动阻力,给熔料充模的速率,并对熔料压实。TPU流动阻力和充模速率与熔料粘度密切相关,而熔料粘度又与TPU硬度和熔料温度直接相关,即熔料粘度不仅决定于温度和压力,还决定于TPU硬度和形变速率。剪切速率越高粘度越低;剪切速率不变,TPU硬度越高粘度越大。
在剪切速率不变的条件下,粘度随温度增加而下降,但在高剪切速率下,粘度受温度的影响不像低剪切速率那样大。TPU的注射压力一般为20~110MPa。保压压力大约为注射压力的一半,背压应在1。4MPa以下,以使TPU塑化均匀。
c.时间
完成一次注射过程所需的时间称为成型周期。成型周期包括充模时间、保压时间、冷却时间和其他时间(开模、脱模、闭模等),直接影响劳动生产率和设备利用率。TPU的成型周期通常决定于硬度、制件厚度和构型,TPU硬度高**,塑件厚周期长,塑件构型复杂周期长,成型周期还与模具温度有关。TPU成型周期一般在20~60s之间。
d.注射速度
注射速度主要决定于TPU制品的构型。端面厚的制品需要较低的注射速度,端面薄则注射速度较快。
e.螺杆转速
加工TPU制品通常需要低剪切速率,因而以较低的螺杆转速为宜。TPU的螺杆转速一般为20~80r/min,则优选20~40r/min。
(4)停机处理
由于TPU高温下延长时间可能发生降解,故在关机后,应该用PS、PE、丙烯酸酯类塑料或ABS清洗;停机超过1小时,应该关闭加热。
--订购说明
联系人:张小姐