着色剂有哪些?
着色剂主要分颜料和染料两种。颜料是不能溶于普通溶剂的着色剂,故要获得理想的着色性能,需要用机械方法将颜料均匀分散于塑料中。按结构可分为有机颜料和无机颜料。无机颜料热稳定性、光稳定性优良,价格低,但着色力相对差,相对密度大;有机颜料着色力高、色泽鲜艳、色谱齐全、相对密度小,缺点为耐热性、耐候性和遮盖力方面不如无机颜料。染料是可用于大多数溶剂和被染色塑料的有机化合物、优点为密度小、着色力高、透明度好,但其一般分子结构小,着色时易发生迁移。
白色颜料主要有钛白粉、氧化锌、锌钡白三种。钛白粉分金红石型和锐钛型两种结构,金红石型钛白粉折射率高、遮盖力高、稳定、耐候性好。
炭黑是常用黑色颜料,价格便宜,另外还具有对塑料的紫外线保护(抗老化)作用和导电作用,不同生产工艺可以得到粒径范围极广的各种不同炭黑,性质差别也很大。炭黑按用途分有色素炭黑和橡胶补强用炭黑,色素炭黑按其着色能力又分为高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。炭黑粒子易发生聚集,要提高炭黑的着色力,要解决炭黑的分散性。
珠光颜料又叫云母钛珠光颜料,是一种二氧化钛涂覆的云母晶片。根据色相不同,可分为银白类珠光颜料、彩虹类珠光颜料、彩色类珠光颜料三类。
塑料配色就是在红、黄、蓝三种根本颜色基础上,配出令人喜欢、契合色卡色差需求、经济并在加工、运用中不变色的颜色。别的塑料配色还可赋予塑料多种功用,如进步塑料耐光性和耐候性;赋予塑料某些特别功用,如导电性、抗静电性;不一样五颜六色农地膜具有除草或避虫、育秧等效果。即经过配色上色还可到达某种应用上的需求。 东莞塑胶配色的原理色彩的品种十分多,不一样的色彩会给人不一样的感受。红,橙,黄给人感到温温暖欢喜,因而称为“暖色”;蓝,绿,紫给人感到安静和新鲜,因而称为“冷色”。色彩能够相互混合,将不一样的本来色彩混合,发生不一样的新色彩,塑胶配色的办法分为以下两种﹕1、色彩色光的相加混合2、色彩色料混合3、色彩色料的相减混合色彩色光混合4、色彩色料的混合(相减混合)塑胶配色通常使用红,黄,蓝三种色彩色料相互混合。赤色便是可让赤色波长透过,吸收绿色及其馀邻近的色彩波长,令人感受到赤色。黄色,蓝色也是相同道理。当黄,蓝混合时,黄色颜料吸收短的波段,蓝色颜料吸收长的波段,剩余中心绿色波段透过,令大家感受到绿色;相同,红,黄混合时剩余560nm以上较长的波段透过而变成橙色。红,蓝色混合一同,变成紫色。以红,黄,蓝为原色,两种原色相拼而成的色彩称为间色,别离有橙,绿,紫;由两种间色相拼而成的称为复色,别离有橄榄,蓝灰,棕色。此外,原色或间色亦可混入白色和黑色调出深浅不一样的色彩。在原色或间色参加白色便可配出浅红,粉红,浅蓝,湖蓝等色彩;若参加不一样份量的黑色,便可配出棕,深棕,黑绿等不一样色彩。不一样五颜六色农地膜具有除草或避虫、育秧等作用。即通过配色上色还可抵达某种使用上的需要。
1 色彩性能(着色力)
1.1 色彩性能在塑料着色上的重要性
色彩性能是塑料着色剂最基本的性能,色彩性能是指着色力、色调、和遮盖力,它们是评价着色性能的第一特征。着色力是指着色剂赋予塑料着色深度的一种度量,着色力可以定量为绝对值,也可与其它着色剂相比的相对值。色调是指颜料的基本色泽。在色度学上可以用色调,明度和饱和度来表示。色彩性能是着色剂在塑料着色的重要性能指标,它决定了塑料制品色彩质量,着色成本及着色过程的稳定性。
1.2 颜料在塑料中着色力测定方法
(1)测试设备 二辊炼塑机辊转:25转/分,转速比1:1.2辊表面镀铬。平板压机 可加热和冷却。不锈钢镜面板二块,内框:正方型框,片厚0.5mm。(2)测试原料 由聚氯乙烯树脂,增塑剂,稳定剂,钛白粉,颜料组成。(3)测试方法 将辊筒表面温度控制在160℃,PVC薄片厚度0.4mm;炼塑时间:7~8分钟出片;压片:在温度165℃~170℃压片时间1分钟后保压速冷。(4)测色 测标准色值、计算K/S值,颜料着色力测试可以与它的标准样品比较二者着色力的差别,当调整到二者具有相同着色力。测试也可用高密度聚乙烯,低密度聚乙烯,聚丙烯等。
1.3 塑料着色如何正确应用着色力指标
(1)同一种颜料应用在不同塑料着色时,其色彩性能,着色力等指标不尽相同,严格地讲提及颜料在塑料着色色彩性能必须提及它的应用解质。
(2)标准深度 在色度学中,可通过在标准条件下制备的样品色深度来判断颜料的绝对深度,以达到一定颜色深度所必需的量来表示。其表示方法为标准深度,1/3标准深度,1/25标准深度。这种表示方法可通过Schmelzer所设计的色光连续深度图直观地表示出来。
(3)着色剂最大吸收波长决定它的颜色,而在最大吸收波长处的吸收能力决定了它的着色力。但着色力不仅与其化学结构有关,而且还与颜料易分散性有关。颜料易分散性越好,其着色力越高。(4)颜料着色力与配色有着及其重要的意义。例如需要配成深色调应选择着色力高品种(有机颜料),当需要配成浅色调时应选择着色力低品种(无机颜料)。在配色时弄一颜料缺少时,或价格较贵,可选用同色其它颜色代替,但两种颜料着色力不同在代替时配成同样色调所需要量也不同。
2 耐热稳定性
2.1 耐热稳定性对塑料着色的重要性
对于各种不同类型塑料树脂,根据其设备,工艺条件,产品要求,其加工温度在120℃至350℃/5分钟不等,如软硬质聚氯乙烯一般在170℃~200℃,低密度和高密度聚乙烯,聚苯乙烯在200℃~280℃,而聚丙烯,聚烯胺,ABS,聚碳酸酯则在250℃~330℃。
颜料的耐热稳定性是指在一定温度下和一定时间内,颜料不发生明显的色光,着色力和性能的变化。颜料在塑料中受热变化是由下列因素构成:(1)颜料因受热化学结构分解,例如偶氮颜料因受热偶氮基断裂而变色;(2)颜料和塑料树脂中添加剂间互相化学作用;(3)颜料受热溶解在树脂中;(4)颜料受热后其粒径大小发生变化而变化。
颜料耐热稳定性优良品种,可防止颜料在受热下因分解或晶形变化而导至变色,耐热稳定性是颜料用于塑料着色一个重要应用性能指标。
2.2 塑料用颜料耐热稳定性测试方法
2.2.1 测试设备 单螺杆挤出机:L/D=24;注塑机。
2.2.2 测试原料 颜料 塑料解质(HDPE,PP,PS,等)。 测试浓度:颜料浓度分别为0.1%,0.05%,0.025%,0.005%;对应钛白粉均为1%。
2.2.3 测试方法 可将定量颜料混合物按(2)浓度在单螺杆挤出机多次挤出成均匀粒子。 在注塑机中按一定恒定时间,以200℃,220℃,240℃,260℃,280℃,300℃间隔温度,逐步制造样板并进行测试, 评定:按待色板冷却16小时后,对色板进行测试,色差E=3为该浓度耐热稳定性。
2.3 塑料着色如何正确应用颜料耐热稳定性指标
(1)颜料在塑料加工中耐热稳定性指标与使用浓度有关
有些颜料在不同浓度下,其耐热稳定性能相差很大,如C.I.颜料紫23用于HDPE着色,浓度低于0.025%耐热性只有200℃,大于0.1%,才有260℃。(2)颜料在塑料加工中耐热稳定性指标与应用需料解质有关 颜料在某一应用解质和某一浓度下耐热稳定性指标,并不等于其在其它解质下的指标相提并论,例如C.I.颜料紫23在涤纶原液着色时能耐260℃/4小时。因此,颜料在这些使用情况下需慎重试验后才能选用。(4)颜料在塑料加工中耐热性指标与钛白粉的加入浓度有关 一般,加入钛白粉后耐热性指标将会有所下降。(5)着色树脂本身的耐热性指标与钛白粉的加入浓度有关(5) 着色树脂本身的热稳定性的影响 树脂受热时由于热降解作用而发生变色如泛黄等,这也会影响颜料在塑料中应用耐热指标。
3 易分散性
3.1 易分散性对塑料着色的重要性
颜料的易分散性是指颜料着色过程中分散能力,因为大部分塑料家工工艺均为熔融挤出工艺,颜料在熔融出工艺中所受到剪切力相对与颜料在油墨加工工艺中在锟研磨和颜料在涂料加工工艺中砂磨要小的多,因此,颜料在塑料中易分散性是颜料在塑料中应该的又一个重要指标。
易分散性好坏不仅影响着色力和色光,而且会因分散不好着色不均,生产条痕或色点影响着色外观,更严重影响着色成品的机械性能。具有良好分散性的颜料可以得到一个理想艳度,光亮度,透明性塑料制品,因此,颜料易分散性对塑料着色有重要意义。
颜料用于化纤纺丝,其易分散性好坏更具有重要意义。在纺丝过程中因熔体压力多大,不得不频繁更换滤网,浪费大量材料和人工,使设备停车时间过长。更严重导致生产无法正常进行。
3.2 颜色易分散性测定方法
3.2.1 测试方法
(1) 颜料易分散性测定方法
测试方法:按颜料在塑料中着色力测定法取冲淡PVC片材一半,将辊筒表面温度控制为130℃,PVC薄片厚度0.3mm,炼塑时间7~8分钟出片。 压片温度165~170℃;压片时间上1分钟后保压速冷。 评定:以在二种不同剪切力条件混炼后着色力提高来计算分散性。其中5级最好,1级最差。
(2)颜料过滤性能测试
颜料过滤性能(压力指数)是对颜料凝聚的数量和颜料分散体中尺寸过大颗粒的测量。由于颜料堵塞挤出机滤网引起的挤出机内部熔体压力的升高,由kg/cm2/min数表示。
3.2.2 测试设备
单螺杆挤出机L/D=25,压缩比为:1:3
滤网组合按下列指定顺序:60,100,325,60,20目,熔融压力传感器,放置在螺杆末端和滤网之间(范围0kg/cm2~25kg/cm2)
3.2.3 测试浓度: 颜料含量3%的聚丙烯混合物。
3.2.4 测试方法:
设定挤出温度:输送段200℃,其余段240℃,挤出量:53g/min。 把样品混合物加入挤出机,当样品混合物进出时,记录压力P0,连续操作60分钟内记录压力P60,颜料过滤压力指数 DF值可用下列公式计算:DF=(P60-P0)/60 DF值小于0.15,表明颜料分散性良好。
3.3 塑料着色如何正确应用颜料易分散性指标
3.3.1 颜料易分散性对塑料制品的影响
颜料易分散性对塑料制品的光学性能有直接影响,塑料制品着色深度与易分散性好坏有关,透明性随颜料分散粒径减小而增大,色调也与分散性有关。
3.3.2 颜料在塑料中分散及其他影响
颜料在塑料中的分散性除了颜料本身分散性外,还与其它重要因素有关。
色塑料均匀混合分散处理,使其均匀分散在塑
料中,从而让塑料整体得到均匀的颜色这样一
个过程。
常用的塑料着色方法有干法着色、糊状着色剂(色浆)着色、色粒着色、色母粒着色等。
下面主要介绍应用较广的干法着色。
干法着色是指把粉状着色剂和助剂按配方
比例准确计量后,加入到按配方计量的塑料
中,在有适当的助染剂如白油、松节油的存在
下,使它们均匀混合,然后将混合物直接送入
成型设备进行注塑或挤出加工,从而得到有色
塑料制品的方法。尽管干法着色存在容易污染
环境、分散效果较差等缺点,但它简便易行,
相对成本较低,容易配制多种颜色,特别适合
小批量多种颜色的生产。由于该法不像色母粒
着色法易受到色母粒品种颜色的限制,因而其
在众多的中小型塑料加工厂中仍然得到广泛的
应用[1]。
干法着色需要很好的混合,可以使用效率较
高的混合设备如浆叶式混合机、转筒式混合机、
浆式捏合机等。在条件差的小厂里,也可在一定
的容器中,将计量好的着色剂和塑料加上白油并
用人工方法加以混合均匀。对于干法着色,某些
配方在生产中可能由于着色剂分散效果不理想,
存在色点、色斑的缺陷,例如,用碳黑染灰色就
可能出现黑点。为此笔者建议采用色粒着色,即
先将由干法着色得到的混合料经过挤出造粒而做
成色粒,这样着色效果就会大为改善,但成本则
因增加造粒工序而有所提高。
干法着色法要求在对着色剂进行计量时,
应力求准确,否则会产生色差。建议使用精度
为0.01g,最大称量为500g的电子天平作为着
色剂的计量用具,把称量误差尽量降低到最小
1.光泽剂:如聚醚、高级脂肪烃、酰胺化合物、碱式重金属、表面活性剂、十八醇等;
2.外润滑剂:液体石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸、双硬脂酰胺、硅油等;
3.成核剂:磷酸系等;
4.特殊着色剂:荧光增白剂等。
5.塑料共混增亮方法:例如在P VC中加入P MMA、L L D P E中加入L D PE;
6.塑料形态控制增亮方法:双向拉伸技术、控制加工温度;降低成型设备的粗糙度;塑料表面层化增亮。
添加剂的选择
添加剂的选择影响最大的是填料,其次是增塑剂、稳定剂和阻燃剂等
1).填料的品种:金属盐的影响最小,其次是碳酸钙,最大是云母
2).填料的形状:球状、粒状的影响小,针状、片状的影响大
3).填料的粒度:填料的粒度越小,对光泽度的影响越小
4).填料的添加量越多,光泽度越差
5).填料的表面处理:不经过表面处理的相对来说要差点
6).大部分增塑剂都可以增加光泽度,但是DBP例外
7).稳定剂中的CaSt和BaSt会降低光泽度,而PbSt和有机锡能提高光泽度
8).所有的润滑剂都能增加光泽素
9).阻燃剂都会降低光泽度
一、塑料的分类
塑料种类很多,到目前为止世界上投入生产的塑料大约有三百多种。塑料的分类方法较多,常用的有两种:
1、根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料
热塑性塑料分子结构都是线型结构,在受热时发生软化或熔化,可塑制成一定的形状,冷却后又变硬。在受热到一定程度又重新软化,冷却后又变硬,这种过程能够反复进行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。热塑性塑料成型过程比较简单,能够连续化生产,并且具有相当高的机械强度,因此发展很快。
热固性塑料的分子结构是体型结构,在受热时也发生软化,可以塑制成一定的形状,但受热到一定的程度或加入少量固化剂后,就硬化定型,再加热也不会变软和改变形状了。热固性塑料加工成型后,受热不再软化,因此不能回收再用,如酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等都属于此类塑料。热固性塑料成型工艺过程比较复杂,所以连续化生产有一定的困难,但其耐热性好、不容易变形,而且价格比较低廉。
2、根据塑料的用途不同分为通用塑料和工程塑料
通用塑料是指产量大、价格低、应用范围广的塑料,主要包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品种。人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。
工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜、聚酰亚胺等。工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越、加工成型容易等特点,广泛应用于汽车、电器、化工、机械、仪器、仪表等工业,也应用于宇宙航行、火箭、导弹等方面。
二、塑料的成分
我们通常所用的塑料并不是一种纯物质,它是由许多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或称合成树脂)是塑料的主要成分,此外,为了改进塑料的性能,还要在聚合物中添加各种辅助材料,如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等,才能成为性能良好的塑料。
1、合成树脂
2、填料
3、增塑剂
4、稳定剂
5、着色剂
6、润滑剂
除了上述助剂外,塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等,以满足不同的使用要求。
附:常用塑料的种类有:
①聚氯乙烯(PVC)
②聚乙烯(PE)
③聚丙烯(PP)
④聚苯乙烯(PS)
⑤ABS塑料
炭黑是橡胶工业不可缺少的原材料。炭黑约有94%用于橡胶制品,橡胶制品种类繁多,使用条件和性能要求各异,主要产品有胶管、橡胶减震制品、橡胶密封制品、胶辊、导电或防静电橡胶制品、硬质橡胶以及胶鞋等几大类产品,而每类橡胶制品又根据用途、使用条件而细化为若干品种。
炭黑在橡胶制品中作为重要补强剂,它可以改善轮胎的磨耗性能,提高了胶料的拉伸强度和撕裂强度等。在橡胶用炭黑中,75%左右的炭黑被制造成轮胎,其余的用来制作胶管、胶带等。
二、炭黑的主要作用:着色
炭黑可以在油墨、油漆、涂料、塑料等制品中作着色颜料用,并且炭黑主要用于黑色颜料、油墨、涂料中,还可以在塑料中可以起到防紫外线老化、导电等作用。而且主要是用色素炭黑,因为色素炭黑的黑度、色相等比普通炭黑要强了许多。
三、炭黑的主要作用:导电
炭黑是一种半导体材料,常用电导率或它的倒数电阻率表示它的电性能。炭黑的导电性与其微观结构、粒径大小、结构、表面性质等密切相关。主要是用导电炭黑,导电炭黑主要有两种作用,一是做防静电产品,二是做成导电产品。
防静电产品:导电发泡管,充电辊,静电消除器,防静电输送带,防静电胶板,医用橡胶制品,抗静电鞋底等。
导电产品:电缆屏蔽料,面状发热体,导电薄膜,弹性电极,矿用塑料管,矿用导风筒等。
此外,炭黑还用于合成革、印染、火药等方面有着重要作用。
1、成因:主要是缺料和注射压力与速度不妥(包括阻力造成压力过于耗损)。
2、解决措施:
(1)机台方面:机台的塑化量或加热功率不定,应选用塑化量与加热功率大的机台;螺杆与料筒或过胶头等的磨损造成回料而出现实际充模量不中;热电偶或发热圈等加热系统故障造成料筒的实际温度过低;注射油缸的密封元件磨损造成漏油或回流,而不能达到所需的注射压力;射嘴内孔过小或射嘴中心度调节不当造成阻力过大而使压力消耗。
(2)模具方面:①模具局部或整体的温度过低造成入料困难,应适当提高模温;②模具的型腔的分布不平衡。制件壁厚过薄造成压力消耗过磊而且充模不力。应增加整个制件或局部的壁厚或可在填充不足处的附近,设置辅助流或浇口解决。③模具的流道过小造成压力损耗;过大时会出现射胶无力;过于粗糙都会造成制件不满。应适当设置流道的大小,主流道与分流道,浇口之间的过渡或本身的转弯处应用适当的圆弧过渡。④模具的排气不良。进入型腔的料受到来不及排走的气体压力的阻挡而造成充填不满。可以充分利用螺杆的缝隙排气或降低锁模力利用分型面排气,必要时要开设排气沟道或气孔。
(3)制件不满反复出现的原因:①塑料原料粒度大小悬殊不均时会使加料份量不定。②螺杆的过胶头、过胶圈及过胶垫圈的磨损过大,使熔料可能在螺杆处经与料筒内之间滑行及回流造成不满。③入流口的冷却系统失效,使下料量不稳定。④料筒调定的注料量不足,即缓冲垫过小会使射料时多时少而出现制件不满。
二、飞边
1、成因:又称溢边、披锋、毛刺等,大多发生在模具的分合位置上,如动模和静模的分型面,滑块的滑配部位、镶件的绝隙、顶杆孔隙等处,飞边在很大程度上是由于模具或机台锁模力失效造成。
2、解决措施:
(1)机台的最高锁模力不够应选用锁模力够的机台。锁模机铰磨损或锁模油缸密封元件磨损出现滴油或回流而造成锁模力下降。加温系统失控造成实际温度过高应检查热电偶、加热圈等是否有问题。
(2)模具方面:①模具型腔分布不衡或平行度不够造成受力不平衡而造成局部飞边,局部不满,应在不影响制件完整性前提下流道应尽量安置在质量对称中心。②模具中活动构件、滑动型芯受力不平衡时会造成飞边。③模具排气不良时受压的空气会使模的分型面胀开而出现飞边,应开设良好的排气系统,或在分型面上挖排气沟。
(3)原料方面:塑料的流动性过大,或加太多的润滑剂,应适当降低压力、速度、温度等,减小润滑剂的使用量,必要时要选用流动性低的塑料。
(4)加工、调整方面:①设置的温度、压力、速度过高,应采用分段注射。注射时间、保压时间、加料量过多都会造成飞边。②调节时,锁模机铰未伸直,或开、锁模时调模螺母经常会动而造成锁模力不足出现飞边。③调节头与二极的平行度不够或调节的系统压力过大。
(5)飞边反复出现的原因:①塑料原料粒度大小悬殊不均时会使加料份量不定。②螺杆的过胶头、过胶圈及过胶垫圈的磨损过大,使熔料可能在螺杆处经与料筒内之间滑行及回流造成飞边。③入流口的冷却系统失效,使下料量不稳定。④料筒调定的注料量不足,即缓冲垫过小会使射料时多时少而出现飞边。
三、浇口区域缺陷
(一)光芒线
1、成因:在垂直制件方向的点浇口设计中,注塑时制件表面出现了以浇口为中心的由不同颜色深度和光泽组成的辐射系统,称为光芒线。大体有三种表现,即深色底暗色线,暗色底深色线及在浇口周围暗色线密而发白。这类缺陷大多在注制聚苯乙烯与改性聚苯乙烯混合料时出现,与下列因素有关:两种料在流变性、着色性等方面有差异,浇注系统平流层与紊流层流速和受热状况有差异;塑料因热分解而生成烧焦丝;塑料进模时气态物质的干扰。
2、解决措施:
(1)采用混合塑料时,要混合好塑料,塑料的颗粒大小要相同与均匀。
(2)塑料和着色剂要混合均匀,必要时要加入适当分散剂,用机械混合。
(3)塑化要完全,机台的塑化性能要良好。
(4)降低注射压力与速度、缩短注射和保压时间,同时提高模温,提高射嘴温度,同时减少前炉温度。
(5)防止塑料的降解而造成粘性增大的熔料及焦化物质:如注意螺杆与料筒是否磨损而存在死角,或加温系统失控,加工操作不当造成塑料长期加热而分解。可以通过抛光螺杆和料筒前端的内表面。
(6)改进浇口设计,如放大浇口直径,改变浇口位置,将浇口改成圆角过渡,试对浇口进行局部加热,在流道端添加冷料井。
(二)冷料斑
1、成因:冷料斑主要是指制件近浇口处带有雾色或亮色的斑纹或从浇口出发的宛如若蚯蚓贴在上面的弯曲疤痕,它们由进入型腔的塑料前锋或因过分的保压作用而后来挤进型腔的冷料造成,前锋料因为射咀或流道的冷却作用传去热量,在进入型腔前部分被冷却固化,当通过狭窄的浇口而扩张注入型腔时,形成熔体破裂,紧接着又被后来的热熔料推拥,于是就成了冷料斑。
2、解决措施:
(1)冷料井要开设好。还要考虑浇口上的形式、大小和位置,防止料的冷却速度悬殊。
(2)射嘴中心度要调好,射咀与模具入料上的配合尺寸要设计好,防止漏料或造成有冷料被带入型腔。
(3)模具排气度良好。气体的干扰会使浇口出现混浊性的斑纹。
(4)提高模温。减慢注射速度,增大注射压力,减低保压与注射时间,减低保压压力。
(5)干燥好塑料。少用润滑剂,防止粉料被污染。
四、收缩凹陷
1、机台方面:
(1)射嘴孔太大造成融料回流而出现收缩,太小时阻力大料量不足出现收缩。
(2)锁模力不足造成飞边也会出现收缩,应检查锁模系统是否有问题。
(3)塑化量不足应选用塑化量大的机台,检查螺杆与料筒是否磨损。
2、模具方面:
(1)制件设计要使壁厚均匀,保证收缩一致。
(2)模具的冷却、加温系统要保证各部份的温度一致。
(3)浇注系统要保证通畅,阻力不能过大,如主流道、分流道、浇口的尺寸要适当,光洁度要足够,过渡区要圆弧过渡。
(4)对薄件应提高温度,保证料流畅顺,对厚壁制件应降低模温。
(5)浇口要对称开设,尽量开设在制件厚壁部位,应增加冷料井容积。
3、塑料方面:
结晶性的塑料比非结晶性塑料收缩历害,加工时要适当增加料量,或在塑料中加成换剂,以加快结晶,减少收缩凹陷。
4、加工方面:
(1)料筒温度过高,容积变化大,特别是前炉温度,对流动性差的塑料应适当提高温度、保证畅顺。
(2)注射压力、速度、背压过低、注射时间过短,使料量或密度不足而收缩压力、速度、背压过大、时间过长造成飞边而出现收缩。
(3)加料量即缓冲垫过大时消耗注射压力,过小时,料量不足。
(4)对于不要求精度的制件,在注射保压完毕,外层基本冷凝硬化而夹心部份尚柔软又能顶出的制件,及早出模,让其在空气或热水中缓慢冷却,可以使收缩凹陷平缓而不那么显眼又不影响使用。
五、银纹(包括表面气泡和内部气孔)
造成缺陷的主要原因是气体(主要有水汽、分解气、溶剂气、空气)的干扰。
1、机台方面:
(1)料筒、螺杆磨损或过胶头、过胶圈存在料流死角,长期受热而分解。
(2)加热系统失控,造成温度过高而分解,应检查热电偶、发热圈等加热元件是否有问题。螺杆设计不当,造成个解或容易带进空气。
2、模具方面:
(1)排气不良。
(2)模具中流道、浇口、型腔的磨擦阻力大,造成局部过热而出现分解。
(3)浇口、型腔分布不平衡,冷却系统不合理都会造成受热不平衡而出现局部过热或阻塞空气的通道。
(4)冷却通路漏水进入型腔。
3、塑料方面:
(1)塑料湿度大,添加再生料比例过多或含有有害性屑料(屑料极易分解),应充分干燥塑料及消除屑料。
(2)从大气中吸潮或从着色剂吸潮,应对着色剂也进行干燥,最好在机台上装干燥器。
(3)塑料中添加的润滑剂、稳定剂等的用量过多或混合不均,或者塑料本身带有挥发性溶剂。混合塑料受热程度难以兼顾时也会出现分解。
(4)塑料受污染,混有其它塑料。
4、加工方面:
(1)设置温度、压力、速度、背压、熔胶马达转速过高造成分解,或压力、速度过低,注射时间、保压不充分、背压过低时,由于未能获得高压而密度不足无法熔解气体而出现银纹,应设置适当的温度、压力、速度与时间及采用多段注射速度。
(2)背压低、转速快易使空气进入料筒,随熔料进入模具,周期过长时融料在料筒内受热过长而出现分解。
(3)料量不足,加料缓冲垫过大,料温太低或模温太低都影响料的流动和成型压力,促使气泡的生成。
六、颜色及光泽缺陷(表面暗色光泽差)
正常情况下,制件表面具有的光泽主要由塑料的类型、着色剂及模面的光洁度所决定。造成不良情况的原因及解决方法如下:
1、模具光洁度差,型腔表面有锈迹等,模具排气不良。
2、模具的浇注系统有缺陷,应增大冷料井,增大流道、抛光主流道、分流道和浇口。
3、料温与模温偏低,必要时可用浇口局部加热办法。
4、加工压力过低、速度过慢、注射时间不足、背压不足,造成密实性差而使表面暗色。
5、塑料要充分塑化,但要防止料的降解,受热要稳定,冷却要充分,特别是厚壁的。
6、防止冷料进入制件,必要时改用自锁式弹簧或降低喷嘴温度。
7、使用的再生料过多,塑料或着色剂质量差,混有水汽或其它杂质,使用的润滑剂质量差。
8、锁模力要足够。
七、颜色不均
原因及解决方法如下:
1、着色剂扩散不良,这种情况往往使浇口附近出现花纹。
2、塑料或着色剂热稳定性差,要稳定制件的色调,一定要严格固定生产条件,特别是料温、料量和生产周期。
3、对结晶型塑料,尽量使制件各部分的冷却速度一致,对于壁厚差异大的制件,可用着色剂来掩蔽色差,对于壁厚较均匀的制件要固定好料温和模温。
4、制件的造型和浇口形式,位置对塑料充填情况有影响,使制件的某些局部产生色差,必要时要进行修改。
八、白霜
有些聚苯乙烯类制件,在脱模时,会在靠近分型面的局部表面发现附着一层薄薄的白霜样物质,大多经抛光后能除去。这些白霜样物质同样会附在型腔表面,这是由于塑料原料中的易挥发物或可溶性低分子量的添加剂受热后形成气态,从塑料熔体释出,进入型腔后被挤迫到靠近有排气作用的分型面附近,沉淀或结晶出来。这些白霜状的粉末和晶粒粘附在模面上,不单会刮伤下一个脱模制件,次数多了还将影响模面的光洁度。不溶性填料和着色剂大多与白霜的出现无关。白霜的解决方法:加强原料的干燥,降低成型温度,加强模具排气,减少再生料的掺加比例等,在出现白霜时,特别要注意经常清洁模面。
九、白边
白边是改性聚乙烯和有机玻璃特有的注射缺陷,大多出现在靠近分型面的制件边缘上。白边是由无数与料流方向垂直的拉伸取向分子和它们之间的微细距离组成的集合体。在白边方向上尚存在高分子连接相,因而白边还不是裂缝,在适当的加热下,有可能使拉伸取向分子回复自然卷曲状态而使白边消退。
解决措施:
1、生产过程注意保持模板分型面的紧密吻合,特别是型腔周围区域,一定要处于真正充分的锁模力下,避免纵向和横向胀模。
2、降低注射压力、时间和料量,减少分子的取向。
3、在模面白边位置涂油质脱模剂,一方面使这个位置不易传热,高温时间维持多一些,另一方面使可能出现白边受到抑制。
4、改进模具设计。如采用弹性变形量较小的材料制作模具,加强型腔侧壁和底板的机械承载力,使之足以承受注射时的高压冲击和工作过程温度的急剧升高,对白边易发区给予较高的温度补偿,改变料流方向,使型腔内的流动分布合理。
5、考虑换料。
十、色条、色线、色花
这是采用色母粒着色的塑料制件较常出现的问题,虽然色母粒着色在色型稳定性、色质纯度和颜色迁移性等方面均优于干粉着色、染浆着色,但分配性,亦即色粒在稀释塑料在混合均匀程度却相对较差,制成品自然就带有区域性色泽差异。
解决措施:
1、提高加料段温度,特别是加料段后端的温度,使其温度接近或略高于熔融段温度,使色母粒进入熔融段时尽快熔化,促进与稀释均匀混合,增加液态混合机会。
2、在螺杆转速一定的情况下,增加背压压力使料筒内的熔料温度、剪切作用都得到提高。
3、修改模具,特别浇注系统,如浇口过宽,融料通过时,紊流效果差,温度提升不高,于是就不均匀,色带模腔,应予改窄。
十一、生产缓慢
造成的原因及解决方法如下:
1、塑料温度、模具温度高,造成冷却时间长。
2、熔胶时间长。应降低背压压力,少用再生料防止架空,送料段冷却要充分。
3、机台的动作慢。可从油路与电路调节使之适当加快。
4、模具的设计要方便脱模,尽量设计成全自动操作。
5、制作壁厚过大,造成冷却时间过长。
6、喷嘴流涎,妨碍正常生产。应采用自锁式射嘴,或降低射嘴温度。
7、料筒供热量不足。应换用塑化容量大的机台或加强对料的预热。
十二、开裂
开裂,包括制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成或创伤危机,按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。具体分析如下:
1、加工方面:
(1)加工压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长,都会造成内应力过大而开裂。
(2)调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。
(3)适当调高模具温度,使制件易于脱模,适当调低料温防止分解。
(4)预防由于熔接痕,塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。
(5)适当使用脱模剂,注意经常消除模面附着的气雾等物质。
(6)制件残余应力,可通过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。
2、模具方面:
(1)顶出要平衡,如顶杆数量、截面积要足够,脱模斜度要足够,型腔面要有足够光滑,这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。
(2)制件结构不能太薄,过渡部份应尽量采用圆弧过渡,避免尖角、倒角造成应力集中。
(3)尽量少用金属嵌件,以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。
(4)对深底制件应设置适当的脱模进气孔道,防止形成真空负压。
(5)主流道足够大使浇口料未来得及固化时脱模,这样易于脱模。
(6)主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。
3、材料方面:
(1)再生料含量太高,造成制件强度过低。
(2)湿度过大,造成一些塑料与水汽发生化学反应,降低强度而出现顶出开裂。
(3)材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳,受到污染都会造成开裂。
4、机台方面:注塑机塑化容量要适当,过小塑化不充分未能完全混合而变脆,过大时会降解。
十三、制件尺寸不稳定
制件尺寸变化,本质上是塑料不同收缩程度所造成的。凡是料温、模具、压力、生产周期变化不定的操作,都将导致制件尺寸的变化,尤其是结晶度较大的PP、PE、尼龙等是如此。具体分析如下:
1、机台方面:
(1)塑化容量不足应选用塑化容量大的机台。
(2)供料不稳定,应检查机台的电压是否波动,注射系统的元件是否磨损或液压阀方面是否有问题。
(3)螺杆转速不稳定,应检查马达是否有故障,螺杆与料筒是否磨损,液压阀是否卡住,电压是否稳定。
(4)温度失控,比例阀、总压力阀工作不正常,背压不稳定。
2、模具方面:
(1)要有足够的模具强度和刚性,型腔材料要采用耐磨材料。
(2)尺寸精度要求很高时,尽量不采用一模多腔形式。
(3)顶出系统、浇注系统、冷却系统要设置合理,保证生产条件的稳定。
3、塑料方面:
(1)新料与再生料的混合要一致。
(2)干燥条件要一致,颗粒要均匀。
(3)选料时充分考虑收缩率对尺寸精度的影响。
4、加工方面:
(1)塑料加工温度过低,应提高温度,因为温度越高,尺寸收缩越小。
(2)对结晶型塑料,模具温度要低些。
(3)成型周期要保持稳定,不能过大的波动。
(4)加料量即射胶量要稳定。
十四、熔接缝
熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件孔洞、流速不连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时,因不能完全熔合而产生线性的熔接缝。此外在发生浇口喷射充模也会生成熔接缝,熔接缝处的强度等性能很差。具体分析如下:
1、加工方面:
(1)注射压力、速度过低,料筒温度、模温过低,造成进入模具的融料过早冷却而出现熔接缝。
(2)注射压力、速度过高时,会出现喷射而出现熔接缝。
(3)应增加转速,增加背压压力使塑料粘度下降,密度增加。
(4)塑料要干燥好,再生料应少用,脱模剂用量太多或质量不好也会出现熔接缝。
(5)降低锁模力,方便排气。
2、模具方面:
(1)同一型腔浇口过多,应减少浇口或对称设置,或尽量靠近熔接缝设置。
(2)熔接缝处排气不良,应开设排气系统。
(3)浇道过大、浇注系统尺寸不当,浇口开设尽量避免熔体在嵌件孔洞周围流动,或尽量少用嵌件。
(4)壁厚变化过大,或壁厚过薄,应使制件的壁厚均匀。
(5)必要时应在熔接缝处开设熔合井使熔接缝脱离制件。
3、塑料方面:
(1)对流动性差或热敏性的塑料应适当添加润滑剂及稳定剂。
(2)塑料含的杂质多,必要时要换质量好的塑料。
十五、翘曲(变形、弯曲、扭曲)
由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大,使制件各向收缩率不同而翘曲,又由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲,这些都是高应力取向造成的变形的表现。所以从根本上说,模具设计决定了制件的翘曲倾向,要通过变更成型条件来抑制这种倾向是十分困难的,最终解决问题必须从模具设计和改良着手。具体分析如下:
1、模具方面:
(1)制件的厚度、质量要均匀。
(2)冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀,浇注系统要使料流对称避免因流动方向、收缩率不同而造成翘曲,适当加粗较难成型部份的分流道、主流道,尽量消除型腔内的密度差、压力差、温度差。
(3)制件厚薄的过渡区及转角要足够圆滑,要有良好的脱模性,如增加脱模余度,改善模面的抛光,顶出系统要保持平衡。
(4)排气要良好。
(5)增加制件壁厚或增加抗翘曲方向,由加强筋来增强制件抗翘曲能力。
(6)模具所用的材料强度不足。
2、塑料方面:
结晶型比非结晶型塑料出现的翘曲变形机会多,加之结晶型塑料可利用结晶度随冷却速度增大而降低,收缩率变小的结晶过程来矫正翘曲变形。
3、加工方面:
(1)注射压力太高,保压时间太长,熔料温度太低速度太快会造成内应力增加而出现翘曲变形。
(2)模具温度过高,冷却时间过短,使脱模时的制件过热而出现顶出变形。
(3)在保持最低限度充料量下减少螺杆转速和背压降低密度来限制内应力的产生。
(4)必要时可对容易翘曲变形的制件进行模具软性定形或脱模后进行退米处理。
十六、变色和焦化或黑点
主要原因是塑料或添加的紫外线吸收剂、防静电剂等在料筒内过热分解,或在料筒内停留时间过长而分解、焦化,再随同熔料注入型腔形成。
1、机台方面:
(1)由于加热控制系统失控,导致料筒过热造成分解变黑。
(2)由于螺杆或料筒的缺陷使熔料卡入而屯积,经受长时间固定加热造成分解。应检查过胶头套件是否磨损或里面是否有金属异物。
(3)某些塑料如ABS在料筒内受到高热而交联焦化,在几乎维持原来颗粒形状情形下,难以熔融,被螺杆压破碎后夹带进入制件。
2、模具方面:
(1)模具排气不衣,易烧焦,或浇注系统的尺寸过小,剪切过于历害造成焦化。
(2)模内有不适当的油类润滑剂、脱模剂。
3、塑料方面:
塑料挥发物过多,湿度过大,杂质过多,再生料过多,受污染。
4、加工方面:
(1)压力过大,速度过高,背压过大,转速过快都会使料温分解。
(2)应定期清洁料筒,清除比塑料耐性还差的添加剂。
十七、肿胀和鼓泡
有些塑料制件在成型脱模后,很快在金属嵌件的背面或在特别厚的部位出现肿胀或鼓泡。这是因为未完全冷却硬化的塑料在内压罚的作用下释放气体膨胀造成。
解决措施:
1、有效的冷却。降低模温,延长开模时间,降低料的干燥与加工温度。
2、降低充模速度,减少成形周期,减少流动阻力。
3、提高保压压力和时间。
4、改善制件壁面太厚或厚薄变化大的状况。
十八、透明制件缺陷
聚苯乙烯、有机玻璃的透明制件,有时候透过光线可以看到一些闪闪发光的细丝般的银纹。这些银纹又称熔斑或裂纹。这是由于拉应力的垂直方向产生了应力,使用权聚合物分子发重型流动取向而与未取向部分折完率差异表现出来。
解决方法:
1、消除气体及其它杂质的干扰,对塑料充分干燥。
2、降低料温,分段调节料筒温度,适当提高模温。
3、增加注射压力,降低注射速度。
4、增加或减少预塑背压压力,减少螺杆转速。
5、改善流道及型腔排气状况。
6、清理射嘴、流道和浇口可能的堵塞。
7、缩短成型周期,脱模后可用退火方法消除银纹:对聚苯乙烯在78℃时保持15分钟,或50℃时保持1小时,对聚碳酸酯,加热到160℃以上保持数分钟。
十九、气泡(真空泡)
气泡的气体十分稀薄属于真空泡。一般说来,如果在开模瞬间已发现存在气泡是属于气体干扰问题。真空泡的形成是由于充注进塑料不足或压力较低。在模具的急剧冷却作用下,与型腔接角的燃料牵拉,造成体积损失的结果。
解决措施:
1、提高注射能量:压力、速度、时间和料量,并提高背压,使充模丰满。
2、增加料温流动顺畅。降低料温减少收缩,适当提高模温,特别是形成真空泡部位的局部模温。
3、将浇口设置在制件厚的部份,改善喷嘴、流道和浇口的流动状况,减少压务的消耗。
4、改进模具排气状况。
二十、低光洁度,表面光泽差
有两个主要原因影响整体透明度一是模面抛光不好,二是熔料过早冷却。
解决方法:
1、增加料温,注射压力与速度,特别是模温。模温对光泽有显著的影响。
2、改善浇口的位置,注意料流通畅。
3、防止塑料的降解或塑化不完全。
4、增长模内冷却时间,保压时间也应加长一些。
5、防止气体的干扰。
二十一、震纹(波纹)
PS等刚性塑料制件在其浇口附近的表面,以浇口为中心的形成密集的波纹。在时称为震纹。产生原因是熔体粘度过大而以滞流形式充模时,前端的料一接触到型腔表面便很快冷凝收缩起来,而后来的熔料又胀开已收缩的冷料继续前进过程的不断交替使料流在前进中形成了表面震纹。
解决方法:
1、提高料筒温度特别是射嘴温度,还应提高模具温度。
2、提高注射压力与速度,使其快速充模型腔。
3、改善流道、浇口尺寸,防止阻力过大。
4、模具排气要良好,要设置足够大的冷料井。
5、制件不要设计得过于薄。
二十二、泛白、雾晕
这是由于气体或空气中的杂质的污染而出现的缺陷。
解决方法:
1、消除气体的干扰,就意防止杂质的污染。
2、提高料温与模温,分段调节料筒温度,但要防止温度过高而分解。
3、增加注射压力,延长保压时间,提高背压。
二十三、白烟、黑斑
在PS透明制件上,透过光线时会显现一缕白烟状物,位置与大小飘忽不定。这主要是由于塑料在料筒中局部过热分解形成,有时白烟会变焦黄,甚至成为黑斑。
解决方法:
1、降低料温,缩短料在料筒里边停留的时间,降低转速与背压。
2、注意检查螺杆与料筒的配合精度,检查过胶头等是否磨损。
3、少用再生料、筛除有害性的屑料。消除料筒及原料中的异种塑料的污染。
二十四、制件出现分层剥离
原因及排除方法:
1、料温太低、模具温度太低,造成内应力与熔接缝的出现。
2、注射速度太低,应适当减慢速度。
3、背压太低。
4、原料内混入异料杂质,应筛除异料或换用新料。
二十五、主流道粘模
原因及排除方法:
1、冷却时间太短,主流道尚未凝固。
2、主流道斜度不够,应增加其脱模斜度。
3、主流道衬套与射嘴的配合尺寸不当造成漏流。
4、主流道粗糙,主流道无冷却井。 5、射嘴温度过低,应提高温度。