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伟才塑胶:如何解决阻燃PPA注塑时的模具腐蚀问题

发布日期:2025-06-10 17:06:11浏览次数:5

阻燃 PPA(聚邻苯二甲酰胺)在注塑过程中,模具腐蚀是一个较为常见且棘手的问题,它不仅影响模具的使用寿命,还会对制品质量产生不良影响。以下从多个方面介绍解决阻燃 PPA 注塑时模具腐蚀问题的方法。

材料选择与优化

  1. 更换阻燃体系:部分阻燃剂在高温下易分解产生腐蚀性气体,如含卤阻燃剂可能释放出卤化氢等。可尝试选用低腐蚀性或无腐蚀性的阻燃剂,例如磷系、氮系阻燃剂,或它们的复配体系。一些新型的膨胀型阻燃剂,在提供良好阻燃性能的同时,能减少对模具的腐蚀。例如,采用次膦酸盐类阻燃剂与氮系阻燃剂复配,不仅能满足阻燃 PPA 的阻燃要求,还能显著降低对模具的腐蚀风险。

  1. 优化 PPA 配方:在保证 PPA 材料性能的前提下,适当调整配方中其他添加剂的种类和含量。某些添加剂可能会与阻燃剂发生反应,加剧模具腐蚀。通过实验筛选出兼容性好、不会促进腐蚀的添加剂。比如,抗氧化剂的选择要避免与阻燃剂在高温下产生有害反应,一些受阻酚类抗氧化剂可能在特定条件下与含卤阻燃剂相互作用,增加模具腐蚀的可能性,此时可考虑选用其他类型的抗氧化剂,如亚磷酸酯类抗氧化剂。

  1. 使用防腐蚀母粒:在注塑过程中加入专门的防腐蚀母粒。这些母粒通常含有能与腐蚀性气体发生反应的成分,将腐蚀性物质转化为无害或低腐蚀性的物质。例如,含有金属氧化物的防腐蚀母粒,能与卤化氢等酸性气体反应,中和其酸性,减少对模具的腐蚀。

模具设计与制造

  1. 选择合适的模具钢材:不同的模具钢材对腐蚀的抵抗能力不同。对于阻燃 PPA 注塑,优先选用耐腐蚀的模具钢,如 S136、NAK80 等。S136 具有良好的耐腐蚀性和抛光性能,能有效抵抗阻燃 PPA 注塑过程中产生的腐蚀性物质。对于一些要求更高的模具,可选用特殊合金钢材,如含有铬、镍、钼等元素比例较高的钢材,这些元素能在钢材表面形成致密的氧化膜,提高钢材的抗腐蚀性能。

  1. 优化模具结构设计:合理的模具结构能减少腐蚀性物质在模具表面的积聚和停留时间。避免模具出现容易积液、积料的死角和盲孔。例如,在模具的流道设计上,采用光滑、流畅的曲线流道,减少熔体流动的阻力和停滞区域,使阻燃 PPA 熔体能够快速、均匀地填充模具型腔,减少因熔体停留时间过长而分解产生更多腐蚀性物质的可能性。同时,优化模具的排气系统,确保注塑过程中产生的腐蚀性气体能及时排出模具,降低气体在模具内部的浓度。

  1. 模具表面处理

    • 镀铬处理:在模具表面镀上一层铬,铬层具有良好的硬度和耐腐蚀性,能有效隔离模具与腐蚀性物质的接触。镀铬层还能提高模具表面的光洁度,使制品更容易脱模,减少制品与模具表面的摩擦,从而降低模具因磨损而被腐蚀的风险。镀铬层的厚度一般控制在 0.02 - 0.05mm 之间,太薄可能无法提供足够的防护,太厚则可能影响模具的尺寸精度和脱模性能。

    • 镀镍处理:镀镍也是一种常见的模具表面防护方法。镍层能均匀地覆盖在模具表面,形成一层致密的保护膜,防止腐蚀性物质侵蚀模具基体。镀镍层具有较好的韧性和可焊性,在一些复杂形状的模具表面也能获得良好的覆盖效果。与镀铬相比,镀镍层的硬度稍低,但在某些对表面硬度要求不高、但对耐腐蚀性和表面平整度要求较高的模具上,镀镍处理能发挥很好的作用。

    • 氮化处理:通过氮化处理,在模具表面形成一层硬度高、化学稳定性好的氮化层。氮化层不仅能提高模具的耐磨性,还能增强其抗腐蚀性能。氮化处理后的模具表面硬度可达到 HV900 - 1200,能有效抵抗阻燃 PPA 注塑过程中的磨损和腐蚀。氮化处理的温度一般在 500 - 600℃之间,处理时间根据模具的材质和要求的氮化层厚度而定,通常为 8 - 24 小时。

    • 涂层防护:采用特殊的涂层材料,如含氟聚合物涂层、陶瓷涂层等。含氟聚合物涂层具有优异的耐腐蚀性、低摩擦系数和良好的脱模性能,能有效减少腐蚀性物质对模具的粘附和侵蚀。陶瓷涂层则具有高硬度、高耐磨性和良好的化学稳定性,能在高温、高腐蚀性环境下为模具提供可靠的防护。涂层的厚度一般在几微米到几十微米之间,具体厚度根据涂层材料和使用要求确定。

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注塑工艺调整

  1. 控制注塑温度:过高的注塑温度会加速阻燃 PPA 的分解,产生更多的腐蚀性物质。根据阻燃 PPA 材料的特性,精确调整注塑机的料筒温度和模具温度。一般来说,将料筒温度控制在材料推荐加工温度范围的下限附近,既能保证材料的良好流动性,又能减少分解。例如,对于某些阻燃 PPA 材料,推荐加工温度范围为 300 - 330℃,可尝试将料筒温度控制在 300 - 310℃之间,同时根据实际制品的成型情况进行微调。模具温度也应合理控制,避免温度过低导致熔体在模具内停留时间过长而分解,一般可将模具温度控制在 120 - 150℃之间。

  1. 缩短注塑周期:在保证制品质量的前提下,尽量缩短注塑周期。减少熔体在料筒和模具内的停留时间,从而减少分解产生的腐蚀性物质。通过优化注塑机的开合模速度、注射速度、保压时间等参数来实现注塑周期的缩短。例如,提高注射速度,使熔体能够更快地填充模具型腔,但要注意避免因速度过快而产生喷射、困气等问题;合理调整保压时间,在确保制品尺寸稳定和表面质量的前提下,尽量缩短保压时间,减少熔体在模具内的停留时间。

  1. 加强排气:确保模具的排气系统畅通无阻,及时排出注塑过程中产生的腐蚀性气体。在模具设计时,合理设置排气槽的位置和尺寸。排气槽一般设置在熔体流动的末端、分型面等容易积聚气体的地方。排气槽的深度一般控制在 0.02 - 0.05mm 之间,宽度根据模具的大小和排气需求而定,一般为 3 - 10mm。对于一些大型、复杂的模具,还可采用真空辅助排气系统,进一步提高排气效率,降低模具内部的气体压力,减少腐蚀性气体对模具的侵蚀。

日常维护与保养

  1. 模具清洁:每次注塑生产结束后,及时对模具进行清洁。使用专用的模具清洗剂和软布,清除模具表面残留的塑料、污垢和腐蚀性物质。对于难以清除的积料,可采用超声波清洗设备进行清洗。避免使用尖锐的工具刮擦模具表面,以免损伤模具。定期对模具进行深度清洁,例如每周或每两周进行一次全面的拆卸清洗,对模具的流道、型腔、滑块、顶针等部件进行仔细清洗,确保模具内部无杂质残留。

  1. 防锈处理:在模具闲置或长时间不使用时,进行防锈处理。可在模具表面涂抹防锈剂,如油性防锈剂、水性防锈剂或气相防锈剂。油性防锈剂能在模具表面形成一层较厚的油膜,提供长期的防锈保护,适合长期存储的模具;水性防锈剂环保、易清洗,适用于短期防锈或对清洁度要求较高的生产环境;气相防锈剂则通过挥发在密封空间内形成防锈气体氛围,对模具进行全方位的防锈保护,特别适用于大型模具或不易直接涂抹防锈剂的模具部件。涂抹防锈剂前,要确保模具表面清洁、干燥。

  1. 定期检查:建立定期检查模具的制度,检查模具表面是否有腐蚀、磨损、变形等情况。使用显微镜、硬度计等检测设备,对模具表面的腐蚀程度、硬度变化等进行量化检测。对于发现的轻微腐蚀问题,及时进行修复,如采用打磨、抛光等方法去除锈斑,然后重新进行防锈处理;对于较严重的腐蚀问题,如模具表面出现大面积腐蚀、蚀坑等,需对模具进行维修或更换相关部件,以确保模具的正常使用和制品质量。


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