低压结构发泡注塑成型技术

低压结构发泡注塑成型技术

随着高分子成型工艺技术的发展，结构发泡注塑与气体辅助注塑两项成型工艺越加完善，应用领域不断扩大。但是，随着人们生活水平的日渐提高，对很多产品提出了更高的要求，比如在音响号筒领域大家越来越关注音质效果以及产品的耐用性、外观效果等等。传统的注塑已经很难满足这些塑件的需求，低压结构发泡注塑的诞生填补了传统注塑技术的空白。

发泡注塑发展简介

发泡注塑的技术渊源久远。最早是20世纪20年代初期的泡沫胶木，用类似制造泡沫橡胶方法制取；30年代出现硬质聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫；40年代有聚乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、酚醛泡沫；50年代则有可发性聚苯乙烯泡沫和软质聚氨酯泡沫。现在，基本上所有的塑料，包括热塑性和热固性的都可以发泡。工业上的制备方法有：挤出发泡、注塑发泡、模塑发泡、压延发泡、粉末发泡和喷涂发泡等等。其中，注塑发泡是最重要的成型方法之一，也是低压结构发泡注塑的前身。

低压结构发泡原理

在塑料进行注射之前，通过氮气辅助设备向密封的模腔内打入低压气体抑制发泡剂瞬间发泡，当压力达到0.8-2.0MPa时开始射胶填充模具，同时模具内的氮气通过排气孔缓慢排出，而发泡剂则在塑料内部发泡形成微孔。

发泡反应式：

名称：偶氮二甲酰胺；分子式：C2H4N4O2；分子量：116。

物化性质：淡黄色的结晶粉末，正常情况下极为稳定；无毒、无臭、无污染性；易溶于二甲基亚矾、二甲基酰胺和氢氧化钠溶液；不溶于酸、醇、酮、苯、汽油和水。

发泡剂物性表

结构发泡的特点

结构发泡(Structural Foam Molding)属于化学发泡法，保留了传统注射成型工艺的许多优点，又避免了后者的部分缺陷，如制品强度不够、生产周期太长、模塑率低等。采用结构发泡技术可以模塑大型复杂制品、使用低成本模具、多模腔可同时操作，从而降低制品生产成本。结构发泡制品是一种具有致密表层的连体发泡材料，其单位重量强度和刚度比同种未发泡的材料高3～4倍。

低压发泡注塑与普通注塑的区别在于其模具的模腔压力较低，约2～7MPa，而普通注塑在30～60MPa之间。低压发泡注塑一般采用欠注法，即将一定量（不注满模腔）的塑料熔体（含有发泡剂）注入模腔，发泡剂分解出来的气体使塑料膨胀而充满模腔。在普通注塑机上进行低压发泡注塑，一般是将化学发泡剂与塑料混合，在机筒内塑化，必须采用自锁式射嘴。注射时，由于气体的扩散速度很快，会造成制品的表面粗糙，因此注塑机的注射速度要足够快。一般采用增压器来提高注射速度和注射量，使注射动作在瞬间完成。

工艺流程

（1）将我们通常用的材料如：ABS、HIPS、PP等（注意必须是成型温度与AC发泡剂发泡温度接近的塑料），与AC进行一定比例的混合，通常比例为0.5%-5%。

（2）混合均匀的材料通过注塑机螺杆共混，此时喷嘴的阀门关闭。

（3）气体辅助设备运转向密封模具内打入低压氮气，抑制发泡剂在瞬间发泡。

（4）当模腔压力达到0.8-2.0MPA时，自锁式喷嘴阀门打开开始注射，熔融塑料通过模具内的热流道的加热，让发泡剂达到发泡温度。

（5）塑料即将填满模腔时（通常在90%-95%左右），气体辅助设备开始排气，与此同时塑料件内部也充分进行发泡，最后添满整个模腔。

常见缺陷及解决办法

（1）注塑件缩水：由于填充过于饱和经常会造成发泡不充分，因而造成筋位和柱位的缩水。解决方法：减少注射量、降低注气时间、降低注气压力、提高喷嘴温度。

（2）注塑件欠注：由于注塑量不足经常会有欠注现象。

解决方法：适当增加注塑量。

（3）熔体破裂、气痕：由于充填不均匀或者发泡的时机不对，在注塑件表面会有橘皮状缺陷或者有类似于熔接痕的缺陷。

解决方法：调整注塑件充填平衡，适当降低浇口位置填充速度、降低气体压力，适当提高气体排放的斜率、降低料管温度，避免材料在料管中提前发泡。

其他的缺陷处理办法与传统注塑比较接近，在此不再重复说明。主要是通过气体辅助设备调整模具内部的压力，进而控制发泡剂发泡的时机。

结论

（1）低压发泡注塑是由气体辅助控制AC发泡剂发泡的新型注塑工艺。

（2）低压发泡注塑可以解决传统的厚壁、柱位、筋位缩水问题，同时还具有节省材料，提高制品音质效果等作用，广泛应用于各个行业之中。