專利名稱：能防止脆裂的用pc+abs作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種塑膠殼的生產(chǎn)工藝，具體涉及一種能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，主要適用手機、PDA、掌上電腦、數(shù)碼像機等頻繁使用的精密產(chǎn)品塑膠殼的生產(chǎn)。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，用PC+ABS作原料生產(chǎn)的用于手機、PDA、掌上電腦、數(shù)碼像機等頻繁使用的精密產(chǎn)品塑膠殼，容易出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象，如手機塑膠殼，由于目前手機設計得很小，而手機結構又很復雜，尤其體現(xiàn)在翻蓋手機上，翻蓋手機的轉軸處和SIM卡座處容易出現(xiàn)塑膠殼脆裂或斷裂的現(xiàn)象，生產(chǎn)商對此沒有很好的解決方法，于是生產(chǎn)商要么避開這個難題做直板手機，要么采用價格很貴的PC料而不采用價格相對便宜的PC+ABS材料。而我們目前手機塑膠殼多采用PC+ABS材料。因此要求我們必須解決這個問題。而采用PC+ABS作為塑膠殼普遍存在脆裂或斷裂的現(xiàn)象，并沒有很好的解決方法。
塑膠殼脆裂是涉及到產(chǎn)品設計、模具設計、注塑工藝、材料熔融指數(shù)、噴油輔助材料及噴油材料等多方面因素的問題，直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量和效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對上述已有技術存在的不足，提供一種能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明采用的技術方案是，一種能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括在注塑步驟時，要有適當?shù)臉渲瑴囟群蜆渲谳^高溫度下適當?shù)臅r間，防止樹脂降解，所述溫度和時間，能保證[(B-A)÷A]×100％＜30％，A為原料的熔融指數(shù)，B為成品的熔融指數(shù)。保持[(B-A)÷A]×100％＜15％更好。
上述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，注塑時，樹脂料管設定溫度為，射嘴為265℃～275℃，N1為270℃～280℃，N2為265℃～275℃，N3為260℃～270℃，將塑膠的熔膠溫度控制在270℃～290℃范圍內(nèi)，N1為料筒中段前端的溫度，N2為料筒中段中間部分的溫度，N3為料筒中段后端的溫度。。
注塑加工時要有適當?shù)臉渲瑴囟龋褂煤线m的料管設定溫度，因為手機塑殼所使用的注塑機的射嘴尺寸一般較小，所以設定溫度不要太高，以免高溫的情況下長時間的滯留導致材料降解。當出現(xiàn)品質(zhì)問題，例如充不滿、縮水等，如需要將料管溫度提高至極限時，要確認材料是否降解，最理想的方法是通過改善模具設計來提高填充能力。加工過程的降解導致鏈結構有所變化，使得裂解機理發(fā)生部分改變。本發(fā)明的樹脂溫度和樹脂在較高溫度下適當?shù)臅r間，以保證[(B-A)÷A]×100％＜30％為前提條件，從而使樹脂的降解度降低，減小塑膠殼成品的熔融指數(shù)，提高了防止脆裂的效果。
上述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，注塑時，保持模具溫度均勻，模具型芯部分溫度為70℃～80℃，75℃最好；模具型腔部分80℃～90℃，85℃最好。
上述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，在注塑前，對材料進干燥，干燥的溫度為100℃～140℃，最好120℃；干燥的時間為4～8小時，最好4小時以上。
上述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，注塑時，注射速度先慢后快，保持塑膠的平穩(wěn)均一流動，即注射速度V1＝30～40mm/秒，V2＝55～65mm/秒，V3＝40～50mm/秒，所述V1為射膠開始速度，V2為射膠中間速度，V3為射膠最后速度。
上述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，注塑前，將模具上附著的油脂和潤滑脂等環(huán)境化學物質(zhì)擦拭干凈。
上述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，注塑時，使用合適的背壓和螺桿轉速，螺桿速度RPM＝[60×最佳外徑線速度202.4mm/秒]÷[螺桿直徑×π]。
具體實施例方式
一種能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，包括步驟，在注塑時，要有適當?shù)臉渲瑴囟群蜆渲谳^高溫度下適當?shù)臅r間，防止樹脂降解，所述溫度和時間，能保證[(B-A)÷A]×100％＜15％，A為原料的熔融指數(shù)，B為成品的熔融指數(shù)。注塑加工時要有適當?shù)臉渲瑴囟龋韬线m的料管設定溫度，射嘴為265℃～275℃，N1為270℃～280℃，N2為265℃～275℃，N3為260℃～270℃，N1為料筒中段前端的溫度，N2為料筒中段中間部分的溫度，N3為料筒中段后端的溫度。因為手機塑殼所使用的注塑機的射嘴尺寸一般較小，所以設定溫度不要太高，以免高溫的情況下長時間的滯留導致材料降解。當出現(xiàn)品質(zhì)問題，例如充不滿、縮水等，如需要將料管溫度提高至極限時，請確認材料是否降解，最理想的方法是通過改善模具設計來提高填充能力。加工過程的降解導致鏈結構有所變化，使得裂解機理發(fā)生部分改變。塑膠的熔膠溫度控制在270℃～290℃范圍內(nèi)較佳。從而使[(B-A)÷A]×100％＜15％，A為原料的熔融指數(shù)，B為成品的熔融指數(shù)。
使用合適的背壓和螺桿轉速。螺桿速度RPM＝[60×最佳外徑線速度202.4mm/秒]÷[螺桿直徑×π]。
當注塑機的噸位過大，而塑料件重量過輕時，則會造成大馬拉小車的現(xiàn)象發(fā)生，從而使注塑機內(nèi)積存很多料，導致塑膠在注塑機炮筒內(nèi)因時間過長而降解，于是導致成品的熔融指數(shù)大幅度升高，從成品的熔融指數(shù)和原料的熔融指數(shù)對比就可以作出判斷，使[(B-A)÷A]×100％＜30％，最好使[(B-A)÷A]×100％＜15％，選擇注塑機時，假定每次注塑的射膠量為Y克，則選用射膠量為1.5×Y克的注塑機就可以了。
合理的模具溫度設定，改善產(chǎn)品的殘留內(nèi)應力；模溫對制件的外觀很重要；模溫一致對尺寸控制很重要；均勻的模溫可以減少翹曲；合理的模溫為，在型芯部分70℃～80℃，在型腔部分80℃～90℃，可以降低產(chǎn)品內(nèi)應力；合理的模溫可以改善材料流動性，避免不均一的冷卻現(xiàn)象出現(xiàn)。
使用正確的條件和設備對材料進行干燥，并確保足夠的干燥時間，在120℃的溫度條件下烘干在4小時以上。如果材料沒有烘干，注塑時，水蒸氣分子會在材料內(nèi)起應力作用，從而削弱了材料的結合強度。
模具上附著的防銹劑要充分擦拭干凈，必須使用脫模劑時要使用影響較小的種類。注塑加工時盡可能避免附著油脂、潤滑脂等環(huán)境化學物質(zhì)。
注塑加工時盡量低壓成形。注射壓力過低會導致型腔壓力不足，熔體不能順利充滿型腔；反之，注射壓力過大，不僅會造成制品溢料，還會造成制品變形，甚至于系統(tǒng)過載；注射壓力與澆口、產(chǎn)品的結構有較大關系，差別也很大。
注射速度先慢后快，避免高速射出。注意保持塑膠的平穩(wěn)流動，避免不均一流動現(xiàn)象出現(xiàn)。射出速度(即注射速度)V1＝30～40mm/秒，V2＝55～65mm/秒，V3＝40～50mm/秒，所述V1為射膠開始速度，V2為射膠中間速度，V3為射膠最后速度。
注塑機上的儀器、儀表是否能正確顯示實際溫度、壓力及其它相關參數(shù)，如果沒有定期進行計量檢定，顯示的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)有較大的差值，也會誤導注塑機的操作者，對注塑的品質(zhì)保障會有不良影響。注塑加工環(huán)境溫度波動大、環(huán)境太臟、光線太暗都會對注塑的品質(zhì)保障產(chǎn)生不良影響。是否有詳細的操作規(guī)程來規(guī)范注塑加工作業(yè)。操作規(guī)程要量化、細化。
本發(fā)明涉及到的研究分析方法如下1).樣品熔融指數(shù)(MI)測定如果塑膠料在注塑機內(nèi)降解，會使成品的熔融指數(shù)大幅升高。從成品的熔融指數(shù)和原料的熔融指數(shù)對比就可以看出，假定A為原料的熔融指數(shù)，B為成品的熔融指數(shù)，[(B-A)÷A]×100％＜30％，說明注塑工藝比較正常。MI指數(shù)測定采用GB/T36 82-2000標準，測試條件為260℃/5000g。
2).力學性能試驗對塑膠殼進行力學性能試驗的項目有拉伸強度(單位為MPa依據(jù)的標準為GB1040-92)、斷裂伸長率(單位為％依據(jù)的標準為GB1040-92)、彎曲強度(單位為MPa依據(jù)的標準為GB/T9341-2000)、彎曲模量(單位為MPa依據(jù)的標準為GB/T9341-2000)、沖擊強度(單位為J/m依據(jù)的標準為ASTM256)。
3).傅立葉變換紅外光譜(FTIR)分析將它們的紅外譜圖進行比較，在實驗所設定的分辨率條件下，分析樣品的紅外吸收峰的分布情況，將某機殼的譜圖上表現(xiàn)的水份含量對比其他樣品進行分析。
4).熱失重分析(TGA)將被測樣品在氮氣氣氛下進行程序升溫，測量樣品的失重曲線，可以得到樣品含水及易揮發(fā)組分的情況、樣品的熱穩(wěn)定性、共混物比例及填料的情況。
5).示差掃描量熱分析(DSC)6).裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析被分析樣品在590℃高純氦氣保護下進行裂解，將裂解氣體通過專用接口引入氣相色譜-質(zhì)譜進行分離和鑒定。推測是否可能是加工過程的降解導致鏈結構有所變化，使得裂解機理發(fā)生部分改變。
塑膠殼脆裂還涉及到產(chǎn)品設計、模具設計、噴油輔助材料及噴油材料等多方面因素的問題，直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量和效益。
塑膠殼產(chǎn)生脆裂或斷裂的機理如下1).塑膠殼在熔接線處的接合強度較低，在循環(huán)力作用下，由于熔接線處的接合強度無法克服疲勞強度而在塑膠殼的熔接線處產(chǎn)生斷裂。主要表現(xiàn)在主機面殼和翻蓋裝轉軸處，當翻蓋翻起或合上時，機械力通過轉軸作用在塑膠殼的熔接線處，由于長時間的反復作用而使塑膠殼在主機面殼和翻蓋裝轉軸處的熔接線部位容易產(chǎn)生斷裂。
2).由于尖角應力集中、脫模時塑膠殼上的尖角處易被劃傷產(chǎn)生微裂紋、機械力的作用、噴油漆時使用的化學物質(zhì)的腐蝕作用等主要因素的影響，在塑膠殼上的尖角處(即尖角未倒成圓角的地方)容易產(chǎn)生斷裂，此種現(xiàn)象主要發(fā)生在手機的翻蓋上，主要以斷裂的形式表現(xiàn)。
3).當塑膠殼的壁厚設計得很薄(例如厚度≤0.7mm)時，由于在注塑加工過程中因塑膠殼的厚度很薄，注塑時容易冷卻，從而造成熔接線處的接合強度不夠，表現(xiàn)為脆裂。主要發(fā)生在電池殼、主機底殼的薄膠位處。手機上塑膠殼的壁厚設計為1.0～1.5mm最佳。
4).當塑膠殼上有很多孔時，由于孔多的地方冷卻較快，孔多的地方熔接線也多，這也是塑膠殼容易產(chǎn)生脆裂的地方。主要發(fā)生在主機底殼、主機面殼等零件有孔部位的旁邊。
5).當塑膠模具采用大水口注塑時，因塑膠在大水口處冷卻收縮，從而在大水口處產(chǎn)生收縮應力。在大水口處還因最后補料不充分而造成材料組織結合不嚴密的情況(即縮松現(xiàn)象)出現(xiàn)。
6).材料在注塑機內(nèi)時間過長或溫度過高而裂解(也叫降解)，裂解的材料和摻雜二次注塑的水口料均會削弱塑膠殼在熔接線處的接合強度。
7).注塑模具上附著的防銹劑、脫模劑、油脂、潤滑脂等環(huán)境化學物質(zhì)也會削弱塑膠殼在熔接線處的接合強度。噴油時采用的化學溶劑對削弱塑膠殼在熔接線處的接合強度也有一定的影響。環(huán)境應力開裂是處于有環(huán)境化學物質(zhì)和存在內(nèi)部或外部的應力兩個條件同時具備時才較容易發(fā)生，只具備任何其中一個條件的情況下開裂會延后發(fā)生；因此，去除其中任何一個條件的話，這種開裂就可以大幅度減少。由于溶劑與塑料表面層的聚合物分子鏈作用，使表層的內(nèi)聚能降低，當降低到不能再承受所存在的應力時，就會產(chǎn)生開裂現(xiàn)象；溶劑對制品滲透愈深，裂紋就會變得愈深愈大。
由于PC+ABS屬于非結晶性材料，材料結構中沒有結晶部分，分子呈無序分散狀態(tài)，因此分子間有一定間隙存在。所謂環(huán)境應力開裂就是由于浸透于分子間隙的環(huán)境化學物質(zhì)作用，破壞分子間結合力造成的開裂。只有應力或環(huán)境化學物質(zhì)一項則難以開裂。只有兩個條件同時具備時才容易發(fā)生。
塑膠殼產(chǎn)生脆裂或斷裂的原因分析及系統(tǒng)解決方案1).從材料上分析注意控制并保證每一批次塑膠原料熔融指數(shù)的穩(wěn)定性及批與批之間產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性。一般將塑膠原料熔融指數(shù)控制在6～13g/10min較好。在材質(zhì)證明書中注明熔融指數(shù)這一項目的規(guī)格要求。
2).從產(chǎn)品設計上分析a.倒一些R弧圓角，消除應力集中，還可消除脫模時尖角刮傷塑膠件的情況出現(xiàn)。倒一些R弧圓角對增強注塑的流動性也有很大的好處。R值取0.2～0.5mm就可以了(原因是當R值取0.2～0.5mm時對消除應力集中有非常明顯的作用，可以消除應力集中70％～85％，注塑的流動性可以改善15％～25％，結構強度可以提高20％～50％)；當R值＞0.5mm時對消除應力集中有一定的作用，但是作用不是很明顯。
b.設計好適當?shù)陌文Ｐ倍龋詼p小脫模應力。拔模斜度取1.5°～3.0°較好，當然拔模斜度越大越好，但是拔模斜度過大會影響產(chǎn)品造型的發(fā)揮空間。
c.合理的結構和厚度，手機上塑膠殼的壁厚設計為1.0～1.5mm最佳。堅持壁厚均勻原則和緩慢過渡原則。
d.不要設計一些很高的筋條，如果筋條很高，則易出現(xiàn)注塑時塑膠填充困難，并且脫模也困難。網(wǎng)格狀加強筋高度取0.8～1.5mm即可，產(chǎn)品內(nèi)部側壁加強或定位的筋高度取1.0～2.0mm即可，產(chǎn)品上零部件的定位筋高度取1.0～3.5mm即可，所有筋條的寬度取0.55～1.0mm即可。
e.用有限元分析方法作結構強度分析。
3).從模具設計上分析a.在塑膠厚度較薄的地方和多孔的部位加一些冷料井，從而提高熔接線處的接合強度。
b.用模流分析軟件對塑膠件的熔接線位置作一個初步分析，合理設計澆口的位置、數(shù)量和大小，使塑膠件的熔接線不處于受力部位和壁厚較薄的部位。并盡量低壓成形，水口(也叫澆口)半徑微小的增加就可以很大程度地減小壓力降。根據(jù)實驗得出結論壓力降ΔP≈[1÷R的四次方]×K(其中K為系數(shù)，R為澆口半徑)。
c.澆口形式的選用，重要零部件和關鍵零部件一般選用點澆口，從而避免塑膠在大水口處冷卻收縮，大水口會因最后補料不充分而造成材料組織結合不嚴密的情況(即縮松現(xiàn)象)出現(xiàn)。
d.冷卻水道的合理設計對提高塑膠件熔接線處的接合強度也是有幫助的。采用溫度場分析方法進行分析。合理的模溫一般型芯部分70℃～80℃，型腔部分80℃～90℃。
e.模具的良好排氣效果對提高塑膠件熔接線處的接合強度是有一定幫助的。良好的排氣還便于塑膠的快速填充。排氣槽的深度為0.02～0.04mm，排氣槽的寬度為3.00～6.00mm。
f.模具的結構合理性對塑膠件熔接線處的接合強度是有很大影響的。
g.模具的熱流道結構形式尤其對提高轉軸處、多孔處和薄壁件熔接線部位的接合強度有很大的幫助。
4).從噴油上分析a.由于噴油之前用的揩油水對注塑產(chǎn)品熔接線處的接合強度會有不同程度的削弱，要加強這一方面的評估。
b.塑膠殼上所噴的油漆對注塑產(chǎn)品熔接線處的接合強度也有影響，對影響的深度也要加以分析。
5).從人的因素上分析a.注塑時怕麻煩，開始注塑時沒有將料筒內(nèi)的殘余膠料排光，由于殘余膠料發(fā)生比較嚴重的降解，從而導致塑膠殼產(chǎn)生脆裂。
b.應加強來料檢驗和注塑后樣品的檢測、分析。
c.沒認真調(diào)注塑機或操作不當這是常見的錯誤，應加強注塑經(jīng)驗的點滴積累，并重視穩(wěn)定和發(fā)展人才隊伍。
d.摻入水口料注塑，會使產(chǎn)品的熔融指數(shù)升高很多，從而造成產(chǎn)品的強度不夠，尤其是產(chǎn)品熔接線處的接合強度會大幅度下降，表現(xiàn)為產(chǎn)品很脆。
e.對注塑加工操作規(guī)程執(zhí)行力度不夠。
實踐證明以上的分析方法是十分正確的，塑膠殼脆裂或斷裂的系統(tǒng)解決方案是非常有效的。
權利要求
1.一種能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括在注塑步驟時，要有適當?shù)臉渲瑴囟群蜆渲谳^高溫度下適當?shù)臅r間，防止樹脂降解，所述溫度和時間，能保證[(B-A)÷A]×100％＜30％，A為原料的熔融指數(shù)，B為成品的熔融指數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，注塑時，樹脂料管設定溫度為，射嘴為265℃～275℃，N1為270℃～280℃，N2為265℃～275℃，N3為260℃～270℃，將塑膠的熔膠溫度控制在270℃～290℃范圍內(nèi)，保持[(B-A)÷A]×100％＜15％，所述N1為料筒中段前端的溫度，N2為料筒中段中間部分的溫度，N3為料筒中段后端的溫度。
3.根據(jù)權利要求1所述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，注塑時，保持模具溫度均勻，模具型芯部分溫度為70℃～80℃，模具型腔部分80℃～90℃。
4.根據(jù)權利要求1、2或3任一所述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在注塑前，對材料進干燥，干燥的溫度為100℃～140℃，干燥的時間為4～8小時。
5.根據(jù)權利要求1、2或3任一所述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，注塑時，注射速度先慢后快，保持塑膠的平穩(wěn)均一流動，即注射速度V1＝30～40mm/秒，V2＝55～65mm/秒，V3＝40～50mm/秒，所述V1為射膠開始速度，V2為射膠中間速度，V3為射膠最后速度。
6.根據(jù)權利要求1、2或3任一所述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，注塑前，將模具上附著的油脂和潤滑脂等環(huán)境化學物質(zhì)擦拭干凈。
7.根據(jù)權利要求1、2或3任一所述能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，注塑時，使用合適的背壓和螺桿轉速，螺桿速度RPM＝[60×最佳外徑線速度202.4mm/秒]÷[螺桿直徑×π]。
全文摘要
一種能防止脆裂的用PC+ABS作原料的塑膠殼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括在注塑步驟時，要有適當?shù)臉渲瑴囟群蜆渲谳^高溫度下適當?shù)臅r間,防止樹脂降解，所述溫度和時間,能保證[(B－A)÷A]×100％＜30％,A為原料的熔融指數(shù),B為成品的熔融指數(shù)。保持[(B－A)÷A]×100％＜15％更好。這樣可以避免高溫的情況下長時間的滯留導致材料降解，加工過程的降解會導致鏈結構有所變化，使得裂解機理發(fā)生部分改變。本發(fā)明的樹脂溫度和樹脂在較高溫度下適當?shù)臅r間，以保證[(B－A)÷A]×100％＜30％為前提條件，從而使樹脂的降解程度降低，減小塑膠殼成品的熔融指數(shù)上升值，提高了防止脆裂的效果。
文檔編號B29K69/00GK1733448SQ20041005245
公開日2006年2月15日 申請日期2004年11月24日 優(yōu)先權日2004年11月24日
發(fā)明者謝睿 申請人:康佳集團股份有限公司