模垢的成分是阻燃劑、潤滑劑、填料等小分子助劑,也可能是樹脂熱解形成的低聚物。起初,模垢可能只是氣體揮發(fā)物,如果排出及時則相安無事。如果排出不及時,隨著時間的積累,便成了模垢。模垢可能封堵排氣通道,造成制品困氣燒焦,也可能粘附在產(chǎn)品上影響外觀。另外,模垢作為異物也可能影響產(chǎn)品的電氣性能。
因此,這些模垢必須定期清理,以下從材料、工藝和模具三個主要方面談談模垢產(chǎn)生的原因。
1、原料
原料常常是出現(xiàn)模垢缺陷的主要原因,正本清源是改善模垢的關鍵。一般從以下四個方面分析。
(1)樹脂
以PBT樹脂為例。PBT樹脂有兩種方法聚合而成:PTA聚合法和DMT聚合法。由于寡聚物殘留為1%~3%,因而相比其他塑料,PBT樹脂更容易產(chǎn)生模垢,所以優(yōu)選PTA法PBT樹脂,其四氫呋喃殘留極低,熱穩(wěn)定性更好。另外,樹脂在加工過程中可能會分解形成低聚物,低聚物越多則模垢越多,多見于熔融溫度相差巨大的合金類產(chǎn)品中。另外,不同樹脂自身殘留的單體含量也會有影響。
(2)小分子助劑
改性塑料的配方中會加入各種改善材料性能的小助劑,這些小分子助劑易向樹脂表面析出,因此在樹脂成型時很容易變成模垢。
(3)水口料
水口料經(jīng)歷了多次受熱和螺桿剪切,容易殘留更多的低聚物。
(4)色母
為使顏料能夠分散到塑料上,色母中會添加潤滑劑,這就增加了小分子析出的幾率。如果色母載體與樹脂不相容或加工溫度相差太大,也易出現(xiàn)模垢。
2、成型工藝
小分子助劑、樹脂分解等低聚物,在高溫下先以氣化或液化的形式存在,接觸模具后冷卻并附著在模具上。模溫越低,模垢越多。
排氣階段射速過快,低聚物氣體沒有足夠時間排出模腔;薄壁或轉角位置射速過快,容易造成實際剪切速率超過材料的極限剪切速率。
3、模具設計與維護
排氣系統(tǒng)如果設計得足夠高效,能將氣化或液化狀態(tài)的低聚物在形成模垢前,及時從模具排出,模垢現(xiàn)象也會弱化。
對剪切敏感的塑料,應增大流道和澆口的尺寸,并注意表面拋光。澆口厚度最好達到壁厚的60%~80%,選擇的位置規(guī)避薄壁區(qū)域,避免滯流。
主流道和分流道的根部應設計冷料井,冷料井的長度一般為流道等效直徑的1.5~2倍。這些都有利于減小注射速度,降低模垢出現(xiàn)的頻率。
模垢形成初期比較容易清除,因此模腔和排氣通道必須定時清理和保養(yǎng)。模具長時間不進行保養(yǎng)和維護,當模垢積累得越來越多時,后期清除將會非常困難。