1.原料干燥工艺
液晶聚合物吸水率小(仅为0.03%~0.05%),为了减少喷嘴漏料和出现银丝及气泡,应将其充分干燥,宜选用除湿干燥机,干燥温度为140~160℃,干燥时间为4h以上(最长为24h)。
2.机筒温度
机筒温度随材料品种和制品结构的不同而有所改变,如宝理公司的Vectra A和B类材料,机筒温度在290~320℃,E类在330~350℃。住友公司的LCP加工温度高达340~360℃。为了防止喷嘴流延,喷嘴温度较前段温度低5~10℃。为了防止分解,Vectra A和B类[敏感词]来超过350℃,E类[敏感词]不370℃。增强料比纯料要求的料温高,薄壁制品比厚壁制品要求的料温高。为了延长螺杆的 使用寿命,可以减小后部、中部、前部的温差。
3.注射压力与注射速率
注射压力取决于材料、制品形状、模具设计及其他工艺条件。由于液晶聚合物的熔体粘度非常低,所以注射压力比一般的热塑性塑料要低,大多数制品在15~45MPa的注射压力下即可成型,操作时一般从低压开始逐渐增压,直到达到[敏感词]值。另外,液晶聚合物的固化速度比较快,因此宜采用高的注射速率。
4.螺杆转速和背压
成型时的螺杆转速一般为80~100r/min,如果材料含有玻璃纤维(如A130、A230等),为了防止玻璃纤维被折断,应选择比较低的转速。背压尽可能低,一般为2~3MPa。增强的LCP在规定温度范围内可停留50~60min,但中途停机时间较长时应将机筒温度降低50℃。
5.模具温度
液晶聚合物成型时的模具温度为30~150℃,一般设定为70~110℃.为了缩短成型周期,防止飞边和变形,应选择较低的模具温度;如果要求制品尺寸稳定(特别是用于高温条件下的制品),减少熔接痕的产生和解决填充不足等问题时,则应选拔较高的模具温度。
6.成型周期
成型周期取决于制品的大小、形状、壁厚、模具结构等。由于液晶聚合物具有良好的流动性,所以它的填充时间较短,且固化速度也比较快,故成型周期短,一般为10~30s。
7.嵌件预热
为了提高液晶聚合物与嵌件的结合力,应先将嵌件预热,预热温度与模具温度基本相同,一般为70~110℃。
不同种类、不同型号的LCP成型条件相关很大,表6-14~表6-17分别列出了日本宝理公司、住友公司和石油化学公司以及韩国三星精密化学公司几种型号的LCP注射成型工艺条件。
表6-14 宝理Vectra LCP注射成型工艺条件
工艺条件 |
Vectra等级 |
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等级A |
等级B |
等级C |
等级D |
等级Ei |
等级S |
等级T |
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机筒温度/℃后部 中部 前部 喷嘴 |
270~310 280~300 290~320 290~320 |
270~310 280~300 290~320 290~320 |
310~350 320~340 330~350 310~330 |
300~340 300~330 310~330 310~330 |
330~370 340~360 340~365 340~365 |
350~390 350~380 355~370 355~370 |
360~400 370~390 370~380 370~380 |
||
模具温度/℃ |
80~120 |
||||||||
注射速度/(mm/s) |
100~300 |
||||||||
保压压力/MPa |
30~50 |
||||||||
螺杆背压/MPa |
0~2 |
||||||||
螺杆转速/(r/min) |
100~200 |
||||||||
干燥条件 |
温度:140~170℃;时间:4h以上(最长可到24h) |
||||||||
注意事项:1.机筒温度可根据成型状态在10~20℃的范围内进行调整。
2.发生拉丝、流延等现象时,可将喷嘴温度调低10~20℃。
3.模具温度为80℃时一般不会出现问题,如果有表面粗细度、光泽等外观方面的问题,则建议采用高温。
4.建议采用较高的注射速度,低速时有时会 出现填充不足或填充压力偏高等现象。
5.提高螺杆转速有助于提高计量的稳定性,因此可使用高转速。
表6-15 住友SUMIKASUPER LCP注射成型工艺条件
工艺条件 |
SUMIKASUPER等级 |
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E5000系列 |
E4000系列 |
E6000系列 |
E6000HF系列 |
E7000系列 |
|
机筒温度/℃后部 中部 前部 喷嘴 |
350~370 370~390 390~410 390~410 |
330~350 350~370 370~390 370~390 |
280~320 320~350 340~370 340~370 |
28~0320 320~340 340~360 340~360 |
280~300 300~320 320~340 320~340 |
树脂温度/℃ |
400 |
380 |
350 |
350 |
320 |
模具温度/℃ |
40~160 |
||||
注射压力MPa |
120~160 |
80~160 |
|||
保压压力/MPa |
40~60 |
20~40 |
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螺杆背压/MPa |
1~5 |
||||
注射速度 |
中到高速 |
||||
螺杆转速/(r/min) |
50~100 |
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干燥条件 |
温度:130℃左右;时间:4h以上(最长可到24h) |
注意事项:1.若机筒温度过高,注射成型时树脂容易发生回流,尤其在成型较复杂、需高流动性的产品或L/T很大的产品时,需要设定喷嘴温度高于机筒前部温度。
2.在计量时间不稳定时,可将机筒后部温度降低10~20℃。
3.由于喷嘴温度控制在LCP成型中非常重要,应注意温度传感器的位置以及保温状态。
4.薄壁产品成型时,如重视成型时间,推荐模具温度为70~100℃,如重视薄壁熔接强度,推荐温度为120~150℃,如重视成型品表面的平滑性,推荐温度为160~190℃。
5.对于具有复杂形状的薄壁制品,推荐中速-高速成型,对较厚壁的产品有熔接问题时,在考虑模具内通气口的同时,选择20~40mm/s中速-低速成型较合适。
表6-16 新日本石油化学Xydar LCP注射成型工艺条件
工艺条件 |
NC-303,NC301L |
MC-350PRL |
机筒温度/℃后部 中部 前部 喷嘴 |
290~320 310~330 360~380 350~370 |
290~320 310~330 350~370 340~370 |
模具温度/℃ |
30~80 |
|
注射压力/MPa |
30~150 |
|
注射速度 |
中速-高速 |
|
干燥条件 |
150~170℃,8~24h |
表6-17 三星精密化学SELCION LCP注射成型工艺条件
工艺条件 |
KC2015(B)LM KC173(B)M系列 |
KB40(B)M系列 |
机筒温度/℃ 后部 中部 前部 喷嘴 |
320~350 325~355 330~360 325~355 |
340~380 380~405 390~410 380~405 |
加料口温度/℃ |
40~60 |
60~80 |
模具温度/℃ |
100~120 |
100~120 |
干燥条件 |
130℃6h以上 |
130℃6h以上 |
材料特征 |
KC系列主要针对连接器行业。KC2015 35%玻璃纤维增强,热变形温度280℃;KC173 17%玻璃纤维增强,15%矿物质填充,热变形温度270℃.成型收缩率:0.1%~0.6% |
KB系列主要针对线圈骨架行业。KB40 40%玻璃纤维增强,热变形温度321℃,UL94V-0,0.20mm(NC);UL94V-0,0.32mm(BK)。成型收缩率:0.04%~0.9% |