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工业设计必须知道的表面材料及表面处理工艺

浏览:44 发表时间:2020-10-05 09:31:51

材料及表面处理


化学镀(自催化镀)autocalytic plating

在经活化处理的基体表面上,镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程,通过这样的过程才能进行后期电镀等处理,多作为塑件的前处理过程。


电镀electroplating

利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程,这种工艺过程比较烦杂,但是其具有很多优点,例如沉积的金属类型较多,可以得到的颜色多样,相比类同工艺较而言价格比较低廉。


电铸electroforming

通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品(能将铸模和金属沉积物分开)的过程。这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用,一般采用铜材质作一个部件的形状后,通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上,通常沉积厚度达到几十毫米,之后将形腔切开,分别镶拼到模具的形腔中,注射塑件,通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果,满足设计的需要,通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话,会达到良好的外观效果。


真空镀vacuum plating

真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型,它们都是采用在真空条件下,通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜,通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层,同时具有速度快附着力好的突出优点,但是价格也较高,可以进行操作的金属类型较少,一般用来作较高档产品的功能性镀层,例如作为内部屏蔽层使用。


塑料电镀------塑料电镀的特点

塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。它的比重小,耐腐蚀性能良好,成型简便,具有金属光泽和金属的质感,还有导电、导磁和焊接等特性。它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料,而且美观,装饰性强,同时,它还提高了塑料伯的机械强度。由于金属镀层对光、大气等外界因素具有较高的稳定性,因而塑料电镀金属后,可防止塑料老化,延长塑料件的使用寿命。

随着工业的迅速发展、塑料电镀的应用日益广泛,成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。目前国内外已广泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、酚醛玻璃纤维增强塑料、聚苯乙烯等塑料表面上进行电镀,其中尤以ABS塑料电镀应用最广,电镀效果最好。


塑料的工艺过程--------塑料制件电镀的主要工艺流程。

塑料制件---机械粗化---化学除油---化学粗化

敏化处理---活化处理---还原处理---化学镍---电镀---成品


塑料电镀的主要工艺流程


1、 化学除油

防止塑料变形、溶解,应考虑除油液对塑料的适应性。当用碱性除油液时,应注意使用温度,以防变形;用有机溶剂除油时,应注意其是否有溶解塑料的现象。


2、 粗化

为提高结合强度,就得尽可能地增加镀层和基体间的接触面积。粗化的方法有机械粗化法和化学粗化方法两种。机械粗化如喷砂、滚磨、用砂纸打磨等。化学粗化可以迅速地使工件表面微观粗糙,粗化层均匀、细致、不影响工件的外观。


3、 敏化处理

工业上常用的敏化剂为氯化亚锡或三氯化钛的水溶液。


4、活化处理

所谓活化处理,就是将吸附有还原剂的制件浸入含有氧化剂的溶剂中。一般是浸入贵金属盐类水溶液,于是贵金属离子就被还原剂还原为贵金属,从而在制件表面上形成贵金属膜。这层贵金属可以起到活性催化的作用,帮也称催化膜,它可以加速化学镀的还原反应。实践证明,银、钯等贵金属都具有这种催化能力。


5、还原反应

经过活化处理的塑料制件,用水清洗后,就可以进行化学镀。塑料制件进行化学镀以前,先在一定浓度的化学镀所用的还原剂溶液中浸一下,把未被水洗掉的活化剂还原,这就是还原处理。化学镀铜时,可先用次磷酸钠溶液进行还原处理。


6、化学镀

到目前为止,已有很多重金属可以通过化学镀铜的方法从水溶液中沉积出来。从经济角度来看,化学镀铜成本最低,因此被广泛采用。化学镀铜层外观呈铜红色,不能作为装饰和防护层,通常用作非金属、印刷电路板孔金属化等电镀加厚镀层的导电层。化学镀铜只能给塑料制件镀上一层导电源,镀层很薄。要想继续加厚其它镀层时,要先用电镀铜将化学镀铜层加厚。电镀铜时,可以使用酸性镀铜,也可以使用碱性镀铜。塑料制件经过电镀铜以后,就可以根据需要继续电镀其它金属镀层。


金属喷镀的原理

金属喷镀时,镀面材料在专门的喷汇或喷枪中熔化和雾化,并喷射到基体材料上,这种面饰方法有时也称为金属喷涂。一般使用氧――乙炔焰,但有时也使用其它气体。当镀面金属丝通过焰心自动给送时,金属丝熔化并同时被压缩空气流雾化和喷射到基体材料上。几乎任何一种能够制成金属丝的金属都能用这种方法喷镀。另一种喷枪利用粉末状材料通过火焰喷射出来。这种方法的优点是不仅能喷镀金属,而且也能喷镀金属陶瓷复合材料、氧化物和硬质合金。


表面准备

因为由金属喷镀所获得的镀覆材料与基体材料之间的结合是纯粹的机械结合,因此,基体材料必须进行适当的准备。以便能获得良好的机械结合。无论采用何种表面准备方法,基体表面都必须清洁而无油污。

最常用的表面准备方法是喷砂处理。为此,砂粒足够锋利以产生真正粗糙的表面,对于能在车床上回转的圆柱表面,有效的方法是车出非常粗的螺纹,然后用滚压刀轻轻滚压牙顶。一种可用于平面的改进方法是用圆的切槽刀切出一系列平行槽,然后用滚花刀夺各槽之间的棱面。如果镀覆表面还要加工,则基体表面应该用粗加工或切槽来准备,以便得到最好的准备。


金属喷镀的应用

金属喷镀在产品设计中有许多重要的用途。如将锌和铝喷镀到钢铁表面上可以得到保护性涂层,以获得耐腐蚀性。因为金属喷镀能将金属喷镀到几乎任何一种金属或非金属表面上,它就提供了一种在不良导体或非导体表面镀覆一层导电表面的简单方法,为此,常常将铜或银喷镀到玻璃或塑料上。由于喷镀的金属可以用各种不同的方式进行处理,例如抛光、刷光、或保留喷镀状态,因此,喷镀金属可在产品及建筑行业中作为装饰手段。


塑件烫印

塑件烫印是工业产品(特别是轻工产品)的重要表面装饰手段之一。目前在产品设计中已由字模烫印发展为图案和大面积板上烫印。

烫印就是通过烫印机如图所示热源,胶辊(或胶板),在一定的压力一将烫印材料(烫印箔)上彩色铝、木纹等转移到塑件表面上,从而获得精美的图案,得到良好的装饰效果的工艺。烫印起源于17世纪的欧洲,当时只是贵族阶层用于书籍、圣经的表面装饰,其烫印箔的材料是真金、真银。随着聚酯薄膜的出现,而出现了化学合成箔,人们就转而使用价廉物美的新型装饰材料,并把它用于工业产品的表面装饰设计上。


烫印的特点

1、烫印的装饰效果好烫印箔的品种很多,按颜色可分金色、银色和各种彩色箔;按花纹和材质可分为金属箔、木纹箔、油漆箔等。其它还有各种光亮、哑光、丝纹的单色彩、多色彩图案。这些烫印箔的使用,可增加产品的装饰效果。金属箔的应用可与电镀件的金属感媲美。

2、 烫印的经济性好

烫印是一种无需湿印墨或粘胶涂料的干性装饰方法。塑件通常不需要预处理;使用的设备准备时间短,不存在长时间的调整问题;烫印件可随时取出、运输,无需干燥时间;变换颜色或图案,只要更换烫印模和烫印箔卷;操作结束时,无需清洗机器。设备投资及能耗低,占地面积小,效率高,生产成本低,约为电镀的1/6。

3、 烫印适用范围广

除了以热塑性塑料为主的塑料以外,热固性塑料也可用烫印法烫印。此外,木材、书面布、皮革、纺织品、纸、纸板和涂漆金属都能顺利地烫印。目前在家用电器产品中已广泛应用烫印工艺,如各种度盘盘罩、音窗、格栅、电视机、收录机、窗式空调机外壳等的彩面装饰,使整机得到金属光泽、线纹、木纹等各种装饰效果,在产品中常用于商标、图案、装饰件,效果很好。

4、 烫印附着力好

热烫转印箔对被装饰塑件有很高的粘附强度,覆盖于彩色和金属层的保护面漆使烫印表面能满足技术规格所要求的物理化学性能,不易起层脱落。

5、 无污染

烫印采用的是干印刷法,与涂装、电镀、金属的氧化与着色处理相比,无污染,清洁卫生,大大改善了操作人员的环境和工作条件。


IMD注塑表面装饰技术

IMD的中文名称:注塑表面装饰技术 即IMD(In-Mole Decoratiom),IMD是目前国际风行的表面装饰技术,主要应用于家电产品的表面装饰及功能性面板,常用在手机视窗镜片及外壳、洗衣机控制面板、冰箱控制面板、空调控制面板、汽车仪表盘、电饭煲控制面板多种领域的面板、标志等外观件上。

IMD又分为IML、IMR,这两种工艺的最大区别就是产品表面是否有一层透明的保护薄膜。

IML的中文名称:模内镶件注塑 其工艺非常显著的特点是:表面是一层硬化的透明薄膜,中间是印刷图案层,背面是塑胶层,由于油墨夹在中间,可使产品防止表面被刮花和耐磨擦,并可长期保持颜色的鲜明不易退色。


IMR的中文名称:模内转印

此工艺是将图案印刷在薄膜上,通过送膜机将膜片与塑模型腔贴合进行注塑,注塑后有图案的油墨层与薄膜分离,油墨层留在塑件上而得到表面有装饰图案的塑件,在最终的产品表面是没有一层透明的保护膜,膜片只是生产过程中的一个载体。但IMR的优势在于生产时的自动化程度高和大批量生产的成本较低。IMR的缺点:印刷图案层在产品的表面上,厚度只有几个微米,产品使用一段时间后很容易会将印刷图案层磨损掉,也易褪色,造成表面很不美观。另外新品开发周期长、开发费用高,图案颜色无法实现小批量灵活变化也是IMR工艺无法克服的弱点。

首先在概念上有必要说明:

  IMD包含IML,IMF,IMR

  IML:IN MOLDING LABEL﹝印刷胶料与塑结合﹞

  IMF:IN MOLDING FILM﹝与IML相同﹞

  IMR:IN MOLDING ROLLER﹝重点在于胶料上的离型层。PET FILM→印离型剂→印刷油墨→印接着剂→ 内塑料射出→油墨与塑接着→开模后胶料会自动从油墨离型。日本称热转写。这机器是用ROLL TO ROLL方式,而对位用CCD计算机操作 。﹞


Lml和LMR最根本的区别在于;

IML和IMR在lens表面的不同, IML表面有PET或PC片材,而IMR表面只有油墨。IMD是一个比较复杂的过程,

IML的片材有PET,也可以用PC。塑料粒子一般采用PMMA和ABS。IML与IMR各自有优点,IMR不是很耐磨,Nokia和Moto的手机有一部分就是采用IMR技术的,时间稍微长一点也会造成划伤.IML最大的缺陷就是不能整体实现IML技术,仅仅局限于某一块区域。


塑料涂装的作用

塑料易于着色,然而塑料的着色有很多局限性,如不显本色、颜料用量大、成本高等。

为了提高塑料的装饰性能,需要涂装才能实现如套色装饰、增加表面的花色品种和光泽,使工程塑料具有金属外观,遮盖塑料制品的表面缺陷(银丝、水塌坑、不明显的拼缝、色斑污点等)以及深色塑料的着色等,另外塑料冷藏还可起到保护作用和一些特种功能。塑料虽不会生锈,也不会迅速地溶解于酸类中。但是,塑料在不同程度上易受紫外线、氧、水分、沼气、溶剂及其它化学药品的腐蚀,其耐磨性能和机械性能也不如金属,易受机械损伤,因此塑料制品同样需要保护,如①防光老化和防氧化,在塑料内部混入防紫外剂和抗氧化剂,虽可提高产品耐候性,但成本极高。用抗氧化剂和防紫外线剂混入涂料,涂布于塑料制品的表面,可以屏蔽紫外线,隔绝氧气。②防溶剂腐蚀和化学药品的腐蚀和化学药品的腐蚀,除了聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯以外,许多热塑性塑料的耐深剂性较差,故这些制品同有机溶剂接触的部分,宜用合适的涂料保护。③防增塑剂挥发及渗出。④防吸湿。⑤防划伤、擦伤和磨伤。

近年来,特种功能涂料发展很快,塑料制品上涂布了这些涂料可以扩大塑料的应用范围。例如阻燃涂料和防火涂料可以防止赛璐珞制品、聚丙烯及不饱和聚酯玻璃钢瓦着火;用作透镜的光学塑料,需要涂布防反射涂料,抗静电涂料、耐磨涂料及抗划伤涂料等。


铝及其合金化学氧化工艺

化学氧化是不用外来电流而仅把制件置入适当溶液中,使其表面生成人工氧化膜。一般是将铝件浸在含有碱溶液和碱金属的铬酸盐溶液中,铝和溶液互相作用,很快生成AL2O3和AL(OH)3的薄膜。这种氧化膜具有较高的吸附能力,一般工业上作为表面涂装的底层,经化学氧化后进行涂装,可以大大地提高铝及其合金外观装饰件的搞蚀能力,使涂料的保持性增强。铝及其合金化学氧化的优点主要是生产效率高、成本低、不消耗电能,不需专门设备,适合于大批量生产。


铝及其合金的电化学氧化法

铝及其合金的电化学氧化法又称阳极氧化处理,是使铝制品获得抗腐蚀性能和装饰性表面的方法,在工业上广泛使用。该工艺像电镀的逆过程工件为电解电路的阳极,不是将一层材料(金属)加到工件表面上云,而是进行内部的反应,以增加通常存在于铝表面很薄的强保护氧化铝层的厚度。

1、 阳极氧化法 :通过电解反应生成氧化膜。

2、 硫酸氧化法:广泛运用于防护装饰性的阳极氧化处理方面。

3、 铬酸氧化法:铝及铝合金用铬酸溶液阳极氧化处理的工艺过程。

4、 草酸氧化法:草酸阳极氧化工艺采用也比较广泛,它用于航空工业、电器工业、铝制品等以获得较优良的防护膜层。

5、 铝及其合金的其它阳极氧化法


(1)瓷质阳极氧化法

它又称仿釉氧化,此工艺是精饰铝及其合金的新方法,实际上是在铬酸阳极氧化法衍生

而来的。当向铬酸电解液中添加草酸和硼酸后,在一定的工艺条件下,可用阳极氧化得到类似瓷釉或塘瓷乳白色氧化膜。具有良好的耐蚀性能,能着上各种颜色,有特殊的光彩(尤像塑料),可获得良好的装饰效果。瓷质氧化具有下列特点:①高的硬度和耐磨性;②优良装饰性,膜层与塑料相似,具有瓷釉般光泽、美观大方;③高耐蚀性,比一般氧化膜的耐蚀度高出1~2倍;④有良好的绝热性和电镀缘性;⑤良好吸附能力,它能染成各种颜色;⑥较好的遮盖能力,故对制件表面机械加工要求较低。适用于各种仪器、仪表、电子仪器上的零件,外观件以及日用品、食品用具的表面防护装饰层。

(2)红宝石膜氧化法

日本近来研究成阳极氧化合成红宝石膜新工艺,该工艺所得膜层外形及光学性能极为优异,用于光学、装饰等方面。这是一项新颖工艺、具有广泛应用前景的工艺方法。其方法是,首先采用常规阳极批发价格多孔膜(为无定形的AL2O3),并使多孔膜吸附铬离子,然后将吸附了铬离子的氧化膜在酸式硫酸盐熔盐中进行二次阳极氧化,借助于二次电解,使氧化膜结构从无定形向酇L2O3过渡,从而获得红宝石膜。铝氧化膜的颜色主要有:淡紫红色、浅灰黄色、浅灰色、灰色、土黄色等。氧化膜的莹光色有:深红、深紫、红、亮红色、亮紫色等。

(3)奶白仿喷漆式氧化法

其外观类似奶白的仿喷漆层。美观文雅,坚硬而耐腐蚀,尤其是在较长的时间内,膜的色泽不易消退。

(4)仿大理石色阳极氧化法

铝及其合金制件在600℃预退火1h,用氢氟酸、盐酸、硝酸及水(1∶1∶1∶1)混合剂浸蚀到出现粗结晶似的大理石花纹,然后在硫酸液中进行一般阳极氧化,并用1%~2%的苯胺染料溶液着色。由于阳极氧化时的氧化膜是在经退火、浸蚀后出现的粗结晶表面上形成的,其外观非常类似于天然的大理石,装饰性极强。

<着色阳极氧化膜铝的阳极氧化膜,靠吸附染料而着色。

自发色阳极氧化膜这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液(通常以有机酸为基)中在电解作用下,由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。

电解着色阳极氧化膜的着色,通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。>


常用金属表面装饰电镀

镀铬

镀铬是目前产品造型设计中应用最广泛的镀层品种。铬是微带蓝色的银白色金属。不能用做防护性镀层,一般常用铜――锡合金、铜或镍层做底层、以防止基体金属遭受腐蚀。镀铬层主要有五种类型。

1、 防护――装饰镀铬

在铜、镍或合金镀层表面上镀一层铬,可获得结晶细密、美观光亮、有像镜面一样的银蓝色光泽(有的称为罩蓝),如汽车、火车、机床以及日常用具外部零件的装饰层。由于装饰镀铬层明光耀眼,因此,在产品造型中应避免用于大面积的外观装饰表面,以免由于强烈的反光刺激操作者和使用者的眼睛,而引起疲劳。

2、 镀黑铬

黑色给人一种肃穆、庄严、坚毅的感觉,在机器、仪表、建筑装饰材料、五金用具涂装零件中少不了黑色的组合匹配。表面装饰工艺获得黑色的方法很多,如涂黑漆、镀锌浸黑、铁及铜墙铁壁件的黑色氧化,铝及镁的化学和电化学氧化及染黑色、镀镍及黑铬等。从色泽均匀、耐磨、装饰――防护性等方面看,以黑铬的镀层为最佳,主要用于航空、仪表、相机等光学系统中,以及其它产品上用于装饰、作标志等场合。

3、 乳白铬

乳白铬的特点是无光泽、硬度低、无裂纹网、随镀层厚度的增加,气孔减少、抗蚀性好,在乳白铬镀层作刻度容易,且使用者不感到眼睛疲劳。乳白铬广泛用于工量具、机械设备中的分度盘、刻度盘、医疗器械等。

4、 镀硬铬

这种镀层的特点是通过厚的镀层来突出铬层本身的特殊性能。包括耐热、耐磨损、忍腐蚀,以及低的磨擦系数等。硬铬一般是直接镀在钢铁件表面,它的用途比较广泛。例如,高吨位水压机的大型柱塞等大型设备的部件用硬铬。它的用途比较广泛,许多由于腐蚀、磨损即将报废的部件、设备,如机床主轴、曲轴轴颈等,经过镀硬铬修复后可大大延长使用期限。

5、 多孔性镀铬

多孔性镀铬是耐磨镀铬的一种特殊形式,所不同的是镀层表面具有网状沟纹或点状孔隙,便于贮存润滑油,从而减小镀铬工件与其滑动配合工件间的摩擦,提高工件的耐磨性。主要用于内燃机的汽缸内腔,活塞环、滑动轴承、机床主轴等。


镀银

银是一种白色光亮、可锻、可塑及具有极强反光能力的贵金属。其硬度比铜稍低,比金高。银在碱液和某些有机酸中十分稳定,但易溶于硝酸和微溶于硫酸。在一般大气中,银是较稳定的,但在含有氧化物和硫化物的空气中,银镀层表面会很快变色,并迅速失去它的反光能力。另外银有优良的电性能,在所有金属中,银是导电性能最好的金属。由于银的导电性能好,因此它的接触电阻小,可以提高产品的电性能。

银有美丽的银白色光泽,常用于装饰的目的。银镀层主要用于仪器仪表工业、轻工产品、灯具、反光镜、探照灯等需要防护装饰性的电镀层和反光面镀层的物品表面。镀银的对象一般多是铜或铜合成金件。钢铁金属构件镀银,必须先镀上一层能防止金属受腐蚀的其它金属或合金层(如镉、黄铜、青铜等),经常与硬橡胶(含有硫)接触的零件不宜镀银。如果需要高度的光泽,则在镀前和镀后必须对零件进行精细的抛光处理。

镀银的方法主要有两大类,即氰化镀银和无氰镀银。氰化镀银是近百年来的老工艺,氰化镀银溶液稳定可靠,电流效率高,分散力和覆盖能力较好,镀层的品粒也比较细致,但由于其溶液中含有剧毒的氰化物,严重地危害电镀工人的健康,而且排出的废水会成为“公害”,这是最大的缺点。近来发展起来的无氟镀银,经过大量的试验和研究,获得了应用。


镀合金

随着工业生产和科学技术的发展,人们对金属的表面性能、外观提出了种种新的要求,如在产品大面积使用电镀时,人们越来越讨厌发光的电镀光泽,转向喜爱烟雾状的色调,以及如缎子般素雅的色调。因而开发了电镀合金。在此简单介绍几种在产品面饰中得到应用的装饰电镀合金。

1、 电镀锡――钴合金

电镀锡――钴合金与电镀钴的色调比较接近,但较为柔和而受到人们的喜爱。目前国外大都用来代替铬。电镀钴不易进行滚镀,而电镀锡――钴合金则可适用于小零件的滚镀。另外,电镀锡――钴合金具有优良均镀能力和滚镀能力,因而可适用于复杂形状的工件。如在底层上电镀双层镍,则其耐腐蚀性并不亚于电镀铬。为防止表面变色,应用浸渍铬酸盐的方法进行处理,这样还可提高它的耐腐蚀性。

它的外观呈淡玫瑰的色调,使人感到十分舒适,并具有优良的耐腐蚀性。如对有光泽的

基材或在光亮镍的电镀层上,再施以锡――镍合金电镀,则可得到良好的光泽表面。如对无光泽的表面(梨纹)上进行电镀,则能重现该面的原有情况。电镀层的均镀能力非常优异,几乎完全没有整平作用,因而适用于要求极细线条及旋转加工制品的电镀。


3、 电镀铜――锡合金

低锡青铜镀层的色泽粉红色或金黄色,结晶细,它有较高的防蚀能力和良好的抛旋光性能,常作为防护――装饰性的镍底层,被广泛地用于轻工业、手工业、机械仪表工业和其它工业。中锡青铜镀层的色泽呈金黄色,防蚀能力较好。主要用做装饰性镀铬的底层。它的硬度和在空气中的稳定性比低锡青铜镀层高。但由于镀层的含锡量较高,作为防护装饰性镀层的底层在套铬后容易发花,这是中锡青铜镀层的弱点。高锡青铜镀层具有美丽的银白色光泽和良好的抛旋光性能,有较高的硬度和耐磨性,在工业设计中用来代替银或铬作为反光器械、仪器仪表、日用商品等防护――装饰性表面镀层。


常用的模型材料:

● PP 聚丙烯——产量最大的塑料

○ 比PE更轻,硬,透明,耐热;

○ 纤维面料叫“丙纶”

○ 做各种容器、热水瓶壳、饮料包装、玩具等。PP做的杯子比PE硬,耐热(100度不变形),但不如PE光滑;

○ 机械强度可与尼龙相比,做汽车水箱、车门等零部件;用玻璃纤维增强做汽车保险杠;

○ 做透明包扎绳、包扎带、编织带,用于编织草帽、拖鞋、地毯、门帘等;

○ 做文具盒、仪器盒铰链(耐弯曲疲劳性很好);

○ 做耐酸、碱管道(耐酸、碱性很好)。

缺点:透气性比PE好,不宜作食品及化妆品包装。


● PS 聚苯乙烯——最铿锵有声的塑料

○ 无色透明。在塑料中,除了有机玻璃外,透明性能要算聚苯乙烯最好,比普通玻璃透光性好。价格比有机玻璃便宜很多。耐火性不如有机玻璃;

○ 绝缘性能好,尤其是高频特性,做雷达的绝缘材料;

○ 做仪表外壳、灯罩、透明模型、玩具(特别易于加工成型,易于着鲜艳色彩);

○ 改变为ABS

缺点:脆性大,耐热性差。


● PVC 聚氯乙烯——最多才多艺的塑料

○ 硬质PVC:脸盆、梳子、帮热水瓶壳、塑料桶、搓衣板、耐酸泵以及各种管材、板材、水管、塑料地板和天花板;

○软质PVC:如塑料窗帘、台布、塑料雨衣、塑料腰带、塑料手提包、塑料鞋底及泡沫塑料凉鞋、拖鞋等;

○透明PVC :印刷用覆膜、包装用塑料袋、农用塑料薄膜(透气性小,保温性好,能透紫外线);塑料吹气玩具;

○不透明PVC:如塑料洗衣板、塑料管子;

○ 各种颜色鲜艳的塑料制品,如塑料头绳、娃娃的头、彩色塑料花(着色性好);

○ 电线被覆盖(绝缘,耐老化);

○ 人造革(比真皮加工容易、不怕水、质地均匀、可以做很大一块,但不透气,低温变硬);做成手提袋、钱包、雨衣等。

● PE 聚乙烯——最简单的塑料

○ 白色蜡状,摸上去像石蜡:

○ 做各种容器,如水壶、饭盒等餐具和厨房用品(无色无味无毒);玩具(易于成型,耐击);

○ 各种糖果、糕点等食品包装,化妆品药品容器;

○ 童车、摩托车的挡风盖,汽车挡泥板(易于成型、轻);海底电缆(耐腐蚀、绝缘,不水)。

缺点:

吸收紫外线易变色、脆化、裂纹。


● PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)——最透明的塑料

○ 透光度93%,大于玻璃91%,重量仅为玻璃的一半。耐火性好。做车窗玻璃和镜片;

○ 易于成型、加工(钻孔、弯曲和机械加工);

○ 强度高,耐冲击性好。做透明篮球板;

○ 做隐形眼镜、假牙、人工角膜;

○ 做玻璃装饰品等。

缺点:

○ 价格贵

○ 表面硬度不够,容易擦毛,如手表经摩擦,会变得模糊。不过,如果用湿纱布蘸了牙膏

轻轻地磨,可磨得重新透明;

○ 有机玻璃的耐热性较差,使用要注意防热,温度不可超过100℃,不能用沸水洗涤。


● PF 酚醛树脂(电木)——最古老的塑料

(1872年生产)

○ 热固性,价廉,易加工成型;

○ 耐热,耐腐蚀,耐高压、绝缘,广泛用于电气工业,如插座、开关、灯头等;

○ 颜色暗,无法着鲜艳色彩;

○ 以纸、布、玻璃为基材可以做绝缘板、无声齿轮、耐高热材料;

○ 泡沫 PF 可做隔音、隔热和抗震包装材料。

缺点:○ 不能做餐具(会部分溶于醋酸)。紫外线);塑料吹气玩具;

○ 不透明PVC:如塑料洗衣板、塑料管子;

○ 各种颜色鲜艳的塑料制品,如塑料头绳、娃娃的头、彩色塑料花(着色性好);

○ 电线被覆盖(绝缘,耐老化);

○ 人造革(比真皮加工容易、不怕水、质地均匀、可以做很大一块,但不透气,低温变硬);做成手提袋、钱包、雨衣等。


了解知识 §原料简介

塑料(Platics): 以有机高分子化合物为基础,加入若干其它材料制成的固体材料。

塑料的优点:密度小,塑料的缺点:强度.硬度较低,容易老化.

塑料是从石油里面提练出来的。构成塑料的主要成份:树脂(Resin)。

树脂:高分子化合物的聚合物(Polymer)

单体(Monomer):高分子化合物是相对质量。单体通过聚合反应构成聚合反应。

一.料的分类:

1. 按树脂分:热塑性塑料和热固性塑料

热塑性塑料的特征是塑料受热时软化,温度高时呈现粘流态。

热固性塑料的特征是塑料第一次受热是软化,冷却时固化成呈现钢硬状态。

2. 按塑料的用途分:通常塑料.工程塑料.

3. 通用塑料: PE PVC PP PS ABS PA6 PA66 PPO POM TPR EVA TPE

二、常用塑料简介

1、PC料

PC塑料俗称为防弹玻离胶,具有良好的韧性及耐冲击度,此类原料吸温性较强,所以生产前的干燥温度较高1000C-1200C烘烤4H-8H,原料未充分干燥会使产品机械性能变劣导致产品破裂,另PC透明本色原料,如烘烤温度过高或烘烤时间过久,还会导致原料出现颜色变黄现象,料管的温度使用范围一般在2500C-3000C.此类原料生产中对模温的要求比较高,模温过低会导致塑料流动性较差,产品不易饱模,外观质量难以达到要求,也会导致日后产品破裂及冲击强度降低,但模温使用太高时,产口不能很快冷却,脱模困难,容易翘曲,内部筋位还会粘在公模内,为改善此现象,必须延长CYCLETIME(成型周期),影响生产效率.


2、ABS料

ABS塑料是丙烯酸,丁二烯.苯二烯三元共聚物,无毒,微黄色,是非结晶合物,具有较好的综合性能,有良好的机械强度,和一定的耐磨性.耐水性.具有稳定的化学性能和稳定性.其具有一定的硬度和尺寸稳定性.成型后塑件具有良好的光泽.此种原料生产前需预先干燥.700C-800C烘烤2-3小时后方可开机射出,否则易出现料花现象.ABS塑料一般料管使用温度为1950C-2200C(阻燃级一般为1700C-1900C).此类塑料因含有橡胶成份,过高的成型温度并不会使流动性增加.相反会引起橡胶分解流动性降低,如料管温度尾部太高,还会使原料硬化结块,导致螺杆加不上料,生产此原料时一般不适使用太高模具温度,除特殊需改善产品外观,避免结合线,变形.一般使用温度不超过900C此类塑料成型工艺较为简单,可多次回收使用,还可以因特殊产品要求在原料内增加一定比例的其它塑料,用途比较广泛.


3、PC ABS料----1

把ABS与 PC按特殊要求以一定比例加在一起,使此原料既得到PC材料的韧性及耐冲击强度,另外与单纯PC材料相比,加入ABS后原料流动性更强,更利于注塑成型,成型的温度一般控制在2350C-2650C之间,除特殊性况,料管温度一般不会有太大改变,原料的干燥温度为750C-850C,干燥时为3.5H-8H,为得到产品稳定之尺寸,变形度及外观要求,机械强度,ABS PC原料在本部生产时全部使使用模温控制机,一般模温设定在750C-950C之间.

ABS PC原料对温度非常敏感,烘料时间本部规定最少3.5小时,以防原料短时间未干燥好,最长不超过8小时以防干燥过久造成原料物性裂解,另原料在料管内不宜滞留过长时间,否则也会使物性裂解导致产品结构强度降低.


4、PC ABS料-------2

PC ABS由聚碳酸酯和聚丙烯烃合金而成的热可塑性塑料,其结合了两种材料的优异性能-----ABS材料的成型性和PC的机械性能(冲击强度和耐温,抗紫外线等性质.因此其具有------PC ABS由聚酸酯和聚丙烯烃合金而成的热可塑性塑料,其结合了两种材料的优异性能-----.因此其具有------№优异的抗紫外线性 №显著的耐冲击强度 №优异的成型加工性

№较高的热变形温度(80~120°C) № 防火性


5、PA料

尼龙原料的化学名是聚乙胺,其品种比较多,有尼龙6,尼龙66.尼龙610以及尼龙加玻璃纤维等,尼龙料具有良好的韧性,耐磨性和耐化学腐蚀物性,广泛用于各种机械,仪表,电器设备之零部件,尼龙原料对原料干燥程度特别高,烘烤温度为1000C-1300C,6H-10H,如原料未充分干燥生产中射嘴会出现"流涎"现象,导致生产较为困难,此塑料较适宜的成型温度为2400C-3100C,但针对射嘴部位温度要求特别高,否则温度过低会经常导致射嘴口堵塞,原料注射不出,但料管温度使用过高也会造成"流涎"现象,对于改善此殃象最好办法是将机台上普通射嘴改为弹簧射嘴,此现象就会很好控制,别由于此料极易冷却,故所有注塑时射出速度要求比较快,为减小产品的内应力,保压压力不可太大,另由于射出速度较快,针对生产尼龙件模具排气结构的设计要求较高,否则排气不顺成型时产品易出现烧焦,包风,缺料等.


6、POM料

POM中文名称塞钢,本塑件较硬,流动性一般,蚀性较强.,在成型上易加工,此料熔点较低,易燃烧.在燃烧时冒青烟.烟辣刺眼.有自臭的味道.加工此料时,车间应通风有较好的设备,此料用于加工齿轮或滑轮.这料滑润性较强,耐磨性好.绝缘性好.


三、充分了解塑料的特性和使用时的注意事项:

1.了解各种塑料的干燥时间和温度(例如:PA6和PA66的烤料温度是85-120度,时间4H)

2.有的塑料在使用时需加入添加剂(例如:填充剂,增塑剂,稳定剂,润滑剂,阻燃剂发泡剂)

3.一般地说热塑性塑料中可加入适当比例的水口料,(例如:PA6料中加入30%的水口料)

4.了解塑料的溶解温度(例如:PA66的料管温度是260-280度)

5.PVC和POM在停工前须用PP料清洗料管。


ABS塑料

化学名称:丙烯腈(jing)(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)共聚物

英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene

比重:1.05克/立方厘米 成型收缩率:0.4-0.7%

成型温度:200-240℃ 干燥条件:80-90℃ 2小时

特点:

1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.

2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.

3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。

4、流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。

用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.

成型特性:

1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.

2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.

3、如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。

4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。

ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。

ABS工程塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。

ABS工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。

ABS工程塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差。


PC

是聚碳酸酯的简称,聚碳酸酯的英文是Polycarbonate,简称PC工程塑料,PC材料其实就是我们所说的工程塑料中的一种,作为被世界范围内广泛使用的材料,PC有着其自身的特性和优缺点,PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂,具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性,较高的强度、耐热性和耐寒性;还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点,在你生活的各个角落都能见到PC塑料的影子,大规模工业生产及容易加工的特性也使其价格极其低廉。它的强度可以满足从手机到防弹玻璃的各种需要,缺点是和金属相比硬度不足,这导致它的外观较容易刮花,但其强度和韧性很好,无论是重压还是一般的摔打,只要你不是试图用石头砸它,它就足够长寿。

应用领域

宽波透光的光学器械,作为一种透明性能良好的工程塑料,PC作为光盘基材在全球大量使用, 不仅可以制备CD、VCD、DVD光盘,还可以适用于高密度记录光盘的基材,尤其是PC与苯乙烯接枝生成的共聚物具有极佳的应用效果。PC片材特别适宜于制作眼镜镜片,在PC分子链中引入硅氧基团,可以提高其硬度及耐擦伤性。

PC作为高折射率塑料,用于制作耐高温光学纤维的芯材,若在PC分子链中的C—H链为C—F链所取代,则可以对可见光的吸收减少,能有效降低传递途中的信号损失。另外PC良好透光性,在透明窗材高层建筑幕墙、机场和体育场馆透明建筑材料等方面应用非常普遍和具有潜力,今后重点是提高表面硬度和抗静电性。

阻燃环保的通信电器,由于PC良好电绝缘性能,广泛应用于通信电信设备领域,目前PC已经大量替代原有的酚醛塑料,今后重点开发阻燃PC用于通信电器领域中,因此无污染阻燃PC材料成为开发重点,溴系阻燃剂由于毒性在减少使用,而无卤环保磷系阻燃剂会明显降低PC的热变形温度和冲击强度,因此比较适宜的是有机硅系阻剂。另外随着通信电器轻量小型化对PC材料提出更高要求,目前PC/ABS合金就特别适宜在通信电器及航空航天工业中应用。

表面金属化的汽车部件,PC表面金属化后具有良好的金属光泽及高强度,广泛应用于各种汽车零部件中,但是电镀过程中会降低它的冲击韧性,因此采用弹性体与PC共混改性,所合弹性体分散了致开裂应力,虽经电镀也不会降低其冲击韧性,因此电镀级PC树脂非常具有开发前景。另外表面金属化的PC还可以作为电磁波的屏蔽材料,应用于计算机中。

低残留有害物的食品容器,工业合成PC是双酚义型,由于合成时有微量未反应的单体双酚A残留在树脂中,在作为饮用水桶和食品容器时,易被溶出而影响人们身体健康,因此要开发卫生级的PC树脂,用作饮水桶和其他食品容器的生产与使用,国内应用前景非常看好。

防开裂脆化的医疗器械,PC具有诸多优异性能,目前已应用于医疗器械中,由于其耐化学品性较差,在化学药品存在下易引起内应力开裂,如PC在人工透析器、人工肺等医疗器械中应用要解决高温消毒导致裂纹的老化现象,若克服这些缺点,PC在医疗器械中应用可迅速扩大。


PVC(聚氯乙烯 )

聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料本色为微黄色半透明状,有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚苯烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。

常见制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等 EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)

(1) 发泡鞋材

鞋材是我国EVA树脂最主要的应用领域。在鞋材使用的EVA树脂中,醋酸乙烯含量一般在15%~22%。由于EVA树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能,因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。另外,这种材料还用于隔音板、体操垫和密封材领域。我国广东的顺德、中山,福建的晋江、泉州和浙江的温州是我国鞋业的主要生产基地,每年消耗大量的EVA树脂产品。1999年我国发泡鞋材和减震领域共消耗EVA树脂约150 kt。

(2) 薄膜

EVA薄膜的主要用途是生产功能性棚膜。功能性棚膜具有较高的耐候、防雾滴和保温性能,由于聚乙烯不具有极性,即使添加一定量的防雾滴剂,其防雾滴性能也只能维持2个月左右;而添加一定量EVA树脂制成的棚膜,不仅具有较高的透光率,而且防雾滴性能也有较大提高,一般可超过4个月。另外,EVA还可用于生产包装膜、医用膜、层压膜、铸造膜等。

1999年,我国使用EVA树脂加工薄膜的企业有50余家。1999年,我国共生产棚膜800 kt,其中功能性棚膜220 kt,消耗EVA树脂30 kt左右,再加上包装膜、医用膜等领域,我国在薄膜领域共消耗EVA树脂37 kt。

(3) 电线电缆

随着计算机及网络工程的不断发展,出于对机房安全的考虑,人们越来越多地使用无卤阻燃电缆和硅烷交联电缆。由于EVA树脂具有良好的填料包容性和可交联性,因此在无卤阻燃电缆、半导体屏蔽电缆和二步法硅烷交联电缆中使用较多。另外,EVA树脂还被应用于制作一些特殊电缆的护套。在电线电缆中使用的EVA树脂,醋酸乙烯含量一般在12%~24%。1999年,电线电缆行业共消耗EVA约6 000 t。

(4) 玩具

EVA树脂在玩具中也有较多应用,如童车轮、座垫等。近年来,我国玩具加工业发展迅速,生产多集中于沿海的东莞、深圳、汕头等地,主要以出口和对外加工为主。据分析,这些厂家每年消耗EVA树脂约5 000 t,使用牌号与鞋材用料基本相同。

(5) 热熔胶

以EVA树脂为主要成分的热熔胶,由于不含溶剂,不污染环境且安全性较高,非常适合于自动化的流水线生产,因此被广泛应用于书籍无线装订、家具封边、汽车和家用电器的装配、制鞋、地毯涂层和金属的防腐涂层上。

热熔胶主要使用醋酸乙烯含量在25%~40%的品种。国内虽有此牌号的产品,但长期未安排生产,因此全部被进口料所占有。1999年,我国热熔胶领域估计消耗EVA树脂17 kt。

(6) 其他

EVA树脂在油墨、箱包、酒瓶垫盖等领域也有较为广泛的应用,估计这些方面消耗EVA树脂不少于15 kt



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