塑胶制品的相关基础知识
第一章 塑胶原料的认识、注塑成型工艺
一、塑料的概念
树脂:最早是指树木分泌出来脂物。例如:松香;后来发现,从热带昆虫的分泌物中也可以提取树脂。例如:虫胶;有的树脂还可从石油中得到。例如:沥青;这些都属于天然树脂。
其特点:(1)、无明显的熔点;(2)、受热后逐渐软化;(3)、可溶解于有机溶剂;(4)、不溶于水。
现在我们使用的大多数是应用人工方法制造合成树脂,这比天然树脂的质量好。如:酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等。
塑料的主要成分是树脂,塑料之所以具有良好的可塑性,就是由合成树脂赋予的。因此塑料是以高分子合成树脂为主要成分,在一定的温度和压力下具有可塑性和流动性,可被模塑成一定形状,且在一定条件下保持形状不变的材料。
有些合成树脂可以直接作塑料用(如聚乙烯、聚笨乙烯、尼龙等),但有些合成树脂必须在其中加入一些添加剂,才能作为塑料(如酚醛树脂、氨基树脂、聚氯乙烯)。 二、塑料的特性:
1、重量轻;2、优越的化学稳定性; 3、优良的电绝缘性能;4、比强度高;5、优良的耐磨、自润滑和吸震性能;6、粘接能力强;7、卓越的成型性能;8、着色范围宽,可染成各种颜色; 塑件存在以下不足之处:
1、 机械强度和硬度远不及金属材料高; 2、耐热性低于金属; 3、导热性差; 4、吸湿性大; 5、易老化。
三、塑料的成分:
塑料按其成分来分:简单组分塑料、多组分塑料;
简单组分的塑料基本上以树脂为主,有时加入少量的助剂、着色剂、润滑剂。例如:有机玻璃、聚笨乙烯; 多组分的塑料除树脂外,还要加入填充剂、增塑剂、稳定剂、着色剂、润滑剂等。例如:酚醛压塑粉、聚氯乙烯;如果在酚醛压塑粉中若无填充剂,聚氯乙烯中若无稳定剂,硝化纤维素中若无增塑剂,就不能作为塑料,而且也就不能进行成型加工。
多组分塑料成分如下:1、树脂;2、填充剂;3、增塑剂;4、着色剂;5、稳定剂;6、润滑剂;
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另外特殊要求时,还有更多的成分需加入。例如:发泡剂、阻然剂、防静电剂、驱避剂、增强剂、偶联剂、交联剂、硬化剂等。
四:塑料的分类:分类方法很多,现在比较科学的方法是根据合成树脂的分子结构及其特性,将塑料分成以下两大类:
1、热塑性塑料:是由可以多次反复加热而仍具有可塑性的合成树脂制得的塑料;如:聚乙烯、聚丙烯、聚笨乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃、尼龙、聚甲醛、ABS等。
2、热固性塑料:是由加热硬化的合成树脂制得的塑料;如:酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料等属此类。 五、塑料模塑成型方法分类:
塑料的成型加工方法:分为一次成型和二次成型两大类;
一次成型方法:压制、层压、卷绕、缠绕、铸压、浇铸、涂复、挤出、注射、压延、吹塑、发泡、粉末冶金等;
二次成型方法:热成型、粘结、焊接、金属、镀饰、染色、印花、机械加工等;
塑料模塑成型的主要方法分类如下:
1、压塑成型;2、挤塑成型;3、注塑成型;4、挤出成型;5、中空制品吹塑成型;
另外还有:真空或压缩空气成型、泡沫塑料成型、玻璃纤维增强塑料低压成型。
六、常用塑胶原料的认识
1、 PE料。化学名称:聚乙烯,分为高密度和低密度两种。 低密度是在较高压力下化合而成; 高密度是在较低压力下化合而成;
低压PE类似PP料,高压PE则较软,接近于60% PVC。低压的品号有606,高压的品号主要有248、208,PE料与PP料可以混合使用,但流动性不好,PE常见生产PE袋薄膜;
2、PP料。化学名称:聚丙烯,是应用较广的一种塑胶料。
我司常用的品号是PP366、PP7533、PPBJ700、PP9000A(V2级防火)、PP9000B(V2级防火)、FRPP168 (V0级防火)、PP411(W)(V0级防火)、PJ3001(防火)、PP2654(V0级防火)、EMPP3200(防火);PP复合料有:PP366+PP7533;PP+25%硫酸钡(V2级防火);PP+20%矿纤(耐热);PP+25%矿纤(耐热);PP+10%玻纤(耐热);PP+20%玻纤(耐热);PP+30%滑石粉(V2级防火);PP+40%滑石粉(V2级防火);PP+40%云母(阻燃性好);
PP料的特性,相对密度0.9,是热塑性塑料中最轻的、无毒、无味、耐高温性较好、力学性能较高、具有良好的电性能和化学稳定性、流动性好、易于成型、耐疲劳性好;成型收缩率范围及收缩率大,易发
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生缩孔、凹痕、变形、产品精度不高、低温冲击性差、易脆化、耐候性差、静电高、染色性差。PP料燃烧冒白烟。
我司主要用PP料生产各款风扇的扇叶、中管、脚皿、脚台、脚盘、马达前壳、后壳,各款暖风机的前罩、前壳、后壳、上盖、下盖等。由于PP料密度0.9比水的密度低,故将PP料生产的制品放在水中是浮在水面的,并且由于其低温冲击性差,在常温下敲打声音不轻脆。 3、ABS料。化学名:丙烯腈——丁二烯——笨乙烯共聚物。它是三种单体的三元共聚物。
我司常用的牌号有ABS707(较经济)、ABS747、ABS757、ABS777B(耐热)、ABS777D(耐热)、ABS765A(V0防火)、ABS765B(V0级防火)、ABS769(防火)、ABS709S、ABS+30%玻纤、ABS+PC(耐热防火)。 我司主要用ABS料生产各种风扇的脚台、脚盘、首部、网圈、马达前壳、排风扇的前壳、中机座等。
ABS料的特性:无毒、无味、不透明塑料。ABS是由三种组分的综合性能,丙烯腈可使ABS具有较高的强度、硬度、耐热性、耐化学腐蚀性。丁二烯可使ABS具有弹性和较高的冲击强度。笨乙烯则可使ABS上具有优良的介电性能及成型加工性能。 因此ABS耐击性高,耐磨性好,耐油性好,尺寸精度高。表面易电镀、喷油,耐热性不高,耐低温性不好,易燃,不透明,耐候性不好,特别是耐紫外线性能不好,易发生氧化分解。ABS属于无定形聚合物,无明显熔点,牌号不同,工艺条件有较大差别,熔融温度217~237℃,热分解温度大于250℃。ABS粒料表面极易吸湿,使成型塑件表面出现玟痕,色纹等缺陷。因此成型前必须进行干燥处理。ABS熔融湿度范围较宽,流动性属中等,燃烧时冒黑烟,有臭味。
4、PS料。化学名:聚笨乙烯,又名硬胶,是最理想的高绝缘材料,可以与熔融的石英相媲美,吸水性小。但因其较脆,不太符合安规之规定,因此较少使用,耐冲击PS475燃烧时散发出一种香味,HIPS为耐冲击塑胶,主要用于制造玩具等。 5、PC料。化学名:聚碳酸脂。
其特点为:优良的工程塑胶,耐冲击强度高,抗蠕变性能十分优异,因而成型后尺寸稳定性好。高透光性,可达到90%~95%的透光率,热膨胀系数小。耐热性(120℃)及耐寒性(-100℃)好,吸湿性好,介电性能好,虽具可燃性,但离火后能自熄灭。成型收缩率3‰~5‰,我公司常用PC料生产各类风扇网夹,暖风机前、后壳。
6、PA料。化学名:聚酰胺,商品名尼龙,尼龙的种类牌号较多。 我司使用的有PA66(V0级防火)、PA66+15%玻纤(V0级防火)、PA66+20%玻纤(V0级防火)、PA66+30%玻纤(V0级防火)、PA+15%纤(V0级防火)、PA+45%纤(V0级防火)、PA+25%矿纤(耐热)。
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PA料的特性:吸湿大、耐热性较低、成型收缩不稳定、易氧化变色、常用热水浸泡进行处理。流动性好、燃烧和干燥所发出的气味差不多,耐磨性较好。自润滑性强在成型加工前必须经过100℃以下的干燥。我司常用作各类塑胶圈、绑带。生产暖风机的左右支架,控制箱,固定线片。
7、PVC料。化学名:聚氧乙烯。
10%的小比例PVC较硬,接近于石头,随着百分比的增加,其性能越软。80%的PVC为软料,PVC本身为粉末,只能经过抽料后才能作成型制品,PVC易分解产品有毒气体,因此一般使用较少。
在我司使用的主要是PVC45%~PVC80%的含量比率的原料。主要用于制作风扇的各种脚粒、套管、热缩胶袋、热缩套管、高压套管、透明套管。
8、POM料。化学名:聚甲醛,俗称塑钢,分为单聚和共聚,一般都采用共聚,美国杜帮采用单聚物,其性能优于共聚物,注意成型温度不能超过205℃,干燥温度不能超过80℃,其吸水性小,机械性能优良,有极大的硬度和刚性,冲击性优良、抗蠕变、耐疲劳、耐摩擦,有自润性,尺寸精度高,POM热性能不高,加热时易分解,需加入稳定剂,有良好的耐化学腐蚀性,耐候性不好,易燃,在紫外线作用下易老化,高温下会产生催泪瓦斯气体,熔点温度180℃~195℃。 我司主要使用POM-90来制作各类自动器齿轮,直芯齿轮,风扇的塑钢珠盖,脚台接头,固定线片,曲柄。
在生产中应特别注意生产完后,如需更换为尼龙PA料时,不能直接用尼龙料过管,需先用PP料或PE料过管,然后再换尼龙料,因PA料熔点204℃。
9、AS料。化学名:笨乙烯一丙烯腈共聚物,具有高透明性,脆性大,有本色,淡兰,微黄三种,透光率在88%~92%,可与ABS共熔,流动性比ABS好,成型不易出飞边。
我司主要使用AS、AS+10%纤、AS+30%玻纤,来生产风扇的各种规格扇叶。
10、PMMA。化学名:聚甲基丙烯酸甲酯,俗名“有机玻璃”,高度的透明洁净和优异的透光性,与聚笨乙烯(PS)的透明性相似,透光率达92%。耐候性好,制品表面有光泽。
缺点为:耐磨及耐热性差,机械强度低,易于燃烧。 我司用于G100系列的排水槽、分水槽、节流筏。
11、PPS料。化学名:聚笨硫醚,是硬而脆的结晶性材料,吸水率小,耐热性高,硬度及刚性均高。机械强度好,耐化学性和抗氧性高,阻然性和电化学性能都不错,成型品尺寸稳定性高。现在经过改善的PPS的伸长率和耐冲击强度大,而且对被认为是缺点的脆性有较大改
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进。熔合强度大,攻丝、压入等第二次加工特性较优良,我司主要使用PPS+30%~40%玻纤来生产暖风机的PTC前、后壳。
12、PBT料。化学名:聚对笨二甲酸丁二酯。纯PBT机械性能一般,但加玻纤增强PBT后,耐蠕变性,耐磨性都好,拉伸强度高于玻纤增强的POM,并随温度升高下降不大。PBT耐热不好,但玻纤增强后,可大幅度提高。我司主要使用PBT+15%玻纤(V0级防火),PBT+30%玻纤(V0级防火),做各种暖风机出风口前罩。
对每种塑胶料可以从外观、质感、重量、敲打发出的声音,燃烧的气味上加上区别,如:ABS圆柱形、PP圆球形、ABS用于敲打成品有清脆声,PP敲打声音不清脆。
ABS放入水中沉到水底,PP浮在水面。ABS燃烧冒黑烟。PP冒白烟。 七、注塑成型工艺流程: 原料 干燥(着色剂) 计量 装原料 调
整熔点 锁模调进(锁模压力一般在40~60%最好,旧模具可适当增加压力) 关模 注射 调整成型条件 估计用料 冷却 开模 顶出
过一次管耗料3Kg左右,调射出压力时应注意: A、成品较厚:因料跑的速度快、压力较小;
B、成品较薄:跑料较慢,压力较大,需温度和模温配合;
C、需要连续生产三模以上才能确定压力的大小,因原料未完全熔解时,跑料较慢,生产时调整的压力不正确。
一般来讲,PP料之塑胶制品容易变形,其控制方法主要用: 1、调整背压;2、控制成型时间;3、射出时间延长;
调整背压使原料在进入螺旋杆旋转得慢,可提高塑胶密度,成品不易变形,延长冷却时间也可达到要求。 圆形的塑胶成品接合线及水纹比较明显,射口应开在成品中央或在射料处加顶针可改变此不良情形。
多孔之塑胶成品易产生毛边,可提高温度,以提高其流动性,可以减少毛边的出现,但ABS料不能加高温度,防火级料也不行。
第二章 塑胶件成型不良及原因
一、缺料(成型不足)原因: 1、射出压力不足;2、供料不足,塑化量小,成型周期异常; 3、模具浇口流道设计不当;4、排气不良;5、注射压力太低; 6、注射率低;7、机筒、模具温度低;8、材料本身流动性差(如熔体指数小,刚性添加剂加入等)。 二、缩水、变形原因: - 6 –
1、脱模力不均匀;2、成型时间过快,冷却不当; 3、模具浇口设置不当;4、在模具里冷却时间久,变型,缩水; 5、注射压力太高,成型面光洁度差,脱模斜度小;6、保压压力不当。 三、毛边原因: 1、射出压力过大;2、模具老化,表面精度不佳; 3、成型机模具锁模压力不足;4、成型条件错误调机。 四、成品表面无光洁度: 1、模具电镀或抛光不良;2、模具温度太低; 3、使用的原材料本身不易现光泽;4、排气不良。 五、射痕: 1、材料未充分干燥;2、成型操作条件不当;3、浇道或浇口错误。 六、接合线: 1、射出压力不足;2、排气不良;3、射出压力形成过迟; 4、浇口位置不当、过小;5、材料混料;6、材料流动性差。 七、收缩孔、气泡、银纹(色纹)、斑点: 1、射出压力不足;2、射出速度过慢;3、射出断续,加压时间不足;4、浇口位置不当;5、背压不够。 八、流痕: 1、模具温度不够;2、浇口问题;3、半冷却状态下流入树脂。 九、过热烧焦: 1、模具排气不良;2、浇口尺寸太小,位置不当;3、机筒温度太高;4、注射速度太快;5、保压时间太长;6、塑化压力大;7、材料热稳定性差,有杂料混入或混入回收料太多。 十、黑点: 1、料管未清理干净;2、原料中混有杂质。 十一、变色: 1、模具排气不良;2、浇口尺寸太小;3、塑化压力太大,成型周期太长;4、材料干燥不好,材料挥发物太多。
第三章 关于色差处理方法与评定理论
一、物体颜色受到光线、材料、反光面等多种因素的综合影响,光的颜色由光的频率决定的,不同频率的光照射到相同材质的物体上会显现出不同的颜色,现在可以辩别的颜色种类上百万种。
塑胶件的颜色种类,我司常用的有两百多种,共计到现在为此,我司生产过的颜色有六七百种。
塑胶件最多异常的情况就要数色差,因同一成品各塑胶部品组合,如果是同一色系配合要一致,这是客人的要求,满足客人的要求就是品质。
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怎样控制色差,首先给各种颜色打一个客人确定的标准色板,后续生产该种颜色的塑胶制品与标准色板比对,比对应在灯箱中对比,因各种不同的光线对比的颜色有差异,有的颜色差异较大,因灯箱中使用的11种标准光源中的D65光源接近于自然光,我们看见的物体的颜色一般是在自然光线内。
另外还可以用电脑分色仪来确认色差。
色差出现后,就要先比对成品三透光点色彩判定其偏向,再调配其主色系,调回色差点,这些都要对色粉和颜色变化相当程度的了解和经验,才能调配正确。
二、最常用的色粉为:增白剂、白粉、象牙粉、桔红、紫红、黄、金黄、绿、青绿、兰、宝石兰、红、大红、桃红、黑烟粉等,比较特殊色粉、珠光粉、银粉、铜粉、大理石花痕色粉。 三、怎样调配颜色:
黑+白=灰;红+黄=橙;黄+兰=绿;红+兰=紫;白+红=粉红; 白+黄=米白、米黄。
四、艳色必须加重色粉比例,减低白粉比例
重色需加黑烟、大紫灰兰、大红、黑绿、宝兰。
第四章 塑胶件的检验判定标准通则
2-1外观:外观视点距离30CM
2-1-1:表面不得变形、污秽、以不影响装配及在整体观察下不易看到为准(轻缺点)
2-1-2:浇注口修平整,不得高出邻近周围平面,也不得修过度而致洞穿(重缺点)
2-1-3:颜色:在室内光(日光灯45W,光线300-400LUX)下,视
点距离30CM处不得有明显色差 (重缺点)
2-1-4:缩水:原则上外表缩水不得超过0.2mm且只可有一处,在
一些装配后处于内部或被遮盖位置时可适当放宽,但不得影响装配为限(轻缺点)
2-1-5:结合线:结合线处于外观时以在30cm距离看不明显为OK,
特别注意结合线不可调至锁螺丝等受冲击部位(轻缺点) 2-1-6:气纹:外观以在正常室内光下30cm看不得明显(轻缺点)
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2-1-7:缺料:外表不得有缺料现象,内部在不影响装配性能的情
况下可允许存在(重缺点)
2-1-8:毛边:毛边0.2mm以下,内部可放宽,以不影响整体装配性
能为准,关键配合处不得有任何毛边(轻缺点)(特别注意拉绳开关头内圆边不允许有毛刺)
2-1-9:刮伤:产品正面或侧面零件的表面可允许存在5mm长以下
轻微刮伤,直径为100mm圆的范围以内只能有一处,后面刮伤口在同样范围可允许在10mm长(轻缺点) 2-1-10:黑点杂质:产品的正面或侧面零件的表面每面最多有三
个黑点,且在半径为50mm圆的范围只允许有一个黑点杂质,黑点大小不超过0.2mm,杂质大小不超过0.5mm(轻缺点)
2-1-11:表面不得有过火现象,以在300mm距离看不明显为原则
(轻缺点)
2-1-12:结构上不得有成型不足、断裂等现象(重缺点) 2-1-13:针对有UL认证的塑胶料,须由厂商提供物性表及UL认
证黄卡,作为IQC检验核对的依据
2-1-14:表面有印刷的,字体须清晰,无缺印和重影现象,位置
及色系正确,印刷字体先用水轻擦15秒,再用浓度为98%的工业酒精轻擦15秒,或用3M胶纸粘而无脱落(重缺点)
2-2:需喷油部件之检验标准
2-2-1:部件表面不可有毛边,沙粒以不刺手或30cm处看不明显为合格(轻缺点)
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2-2-2:部件表面不得有压克、刮伤、油印、结合线、顶高、模印 (轻缺点)
2-2-3:产品底色须符合要求(轻缺点)
2-2-4:包装须单独一个产品包装一个汽泡袋(轻缺点) 2-3:尺寸配合: (重缺点)
2-3-1:按照零件具体的检验规范所规定的项目检验尺寸
※2-3-2:所有带定力弹簧的脚台,每批物料都需剖1-3PCS检查扣住定力弹簧的筋片厚度尺寸,
筋片厚度尺寸应在1.5mm以上,S322T3脚台扣住定力弹簧处筋片检测时需用专用检具检测
※2-3-3:所有18″网圈与接头在超声波焊接后需牢固,并用12kgf以上的力拉接头不得松脱 2-4:性能:
2-4-1:外部零件及支撑或固定带电部件的塑胶件,依据安规要
求需经过球压试验(见附录二) (严重缺点)
2-4-2:防火性等级标准:在室内或避风的地方用酒精灯或打火
机点燃试样(厚度在0.25mm以上),V0级需垂直燃烧后离火即灭;V1级需垂直燃烧离开火源后10秒内熄灭;V2级需垂直燃烧离开火源后50秒内熄灭,HB级属不防火材料(严重缺点)
2-4-3:前罩、前网、后网、前壳、后壳等起保护作用的部件应进行冲击试验(重缺点)
※2-4-4:表面喷油或电镀的产品,色系需正确;喷油、电镀需均
匀;所有直接接触带电部件的零部件其与带电部件直接接
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触的面不可电镀,如触控按键伸出柱子不可电镀,开关头内表面不可电镀;内附着力评定以附着测试实验(见附录一)为依据,脱落面积不得大于20%(重缺点)
2-6:抽样标准:
2-6-1:外观检验依据GB2828-2003,Level Ⅱ级正常单次抽样法,
重缺点依AQL1.0,轻缺点依AQL2.5来判定合格与否 2-6-2:尺寸检验依据GB2828-2003,S-3级正常单次抽样法依
AQL1.0来判定合格与否
2-6-3:性能检验依据GB2828-2003,S-3级正常单次抽样法来决
定样本大小定字码,即是样本大小字码A抽1PC,B抽2PCS,C抽3PCS,逐次增之,抽检时若有1PC超过标准,则判定不合格
2-6-4:重量抽检依据GB2828-2003,S-3级正常单次抽样法,依AQL0.65来判定合格与否
2-6-5:实装抽检依据GB2828-2003,S-1级正常单次抽样法,依C=0来判定合格与否
2-6-6:原则上以每批进货量为一检查批次
2-7-1:外观每2小时抽检10PCS,重缺点与严重缺点以C=0来判定合格与否,轻缺点允收2 PCS,拒收3 PCS
2-7-2:尺寸每4小时抽检1PC,依C=0来判定合格与否
2-7-3:性能、实装、重量每2小时抽检1PC,依C=0来判定合格与否
2-7-4:原则上每2小时对所检验物料作一次判定
※备注:所有线夹来料时需进行实装锁相应螺丝,实装锁螺丝后线夹不得有脆裂现象发生 附录:㈠附着测试实验
1. 目的:为保证产品表面喷油及电镀品质作业的试验 2. 范围:本公司所有需喷油或电镀的产品 3. 步骤:
3-1:用界刀在测试表面上划出10条1mm宽的平行线
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3-2:用界刀划出另外10条1mm宽的平行线垂直交叉于第一批线上
3-3:用指定的胶纸(封箱胶纸或3M胶纸)粘附于测试物表面上并用手指将之刮平
3-4:用力将胶纸沿45º的方向拉起 3-5:确定脱落面积的大小 ㈡球压实验
材质 ABS+PC PP168 PA+30%纤 PPS+40%纤 ABS765B PP复合料(无卤) PA+15%纤 PC PA66 PP+25%硫酸钡 PP411 ABS707 球压测试温度(℃) 115 135~140 210~215 260~265 75~80 130~135 185~190 135~140 160~165 130~135 135~140 75 试验方法:将试样放在支承面上,使其上表面成水平,用一个直径为5mm的钢球以20N的力压向此表面;试样的厚度不小于2.5mm(允许多块试样重叠);分别设置测试所需温度且保持此温度1h后,使样品在10s内冷却至室温 ,然后测量球压痕直径。
试验结果:球压试验钢球直径为5mm,球压痕迹直径应小于2mm。
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备注:1.原则上要求进料为同一批原料,若有不同生产批次的原料,
厂商必须区分开,标示清楚,并且附上不同生产批次的进料板
2.送往实验室做测试的部品必须注明厂商名称、进料日期、进
料数量、材质 客户等以便追朔
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