反应注射成型工艺及其发展课件.ppt
反应注射成型工艺及其发展 1,一、反应注射成型工艺分类及技术要点1、低压反应注射成型（RIM） 低压RIM又称低压灌注，是一项应用于快速模塑制品生产的新工艺。它将双组分聚氨酯材料经混合后，在常温、低压条件下注入快速模具内，成型RIM制品的方法。 特点：效率高、生产周期短、过程简单、成本低。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点1、低压反应注射成型（RIM） 应用：产品开发过程中的小批量试制，以及小批量生产结构较简单的覆盖件和大型厚壁及不均匀壁厚的制品。 模具：有ABS模具（模具寿命100件以上）、树脂模具（寿命300件以上）、铝合金模具（寿命1000件以上）。 浇注材料：双组分聚氨酯PU。产品物性类似于PP/ABS，具有耐老化、抗冲击力强、吻合度高、易装卸等特点。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点,一、反应注射成型工艺分类及技术要点1、低压反应注射成型（RIM） 低压RIM的注射压力约10MPa左右，流量控制在600g/s，成型周期一般为1530min。 脱模温度可控制在40以下，脱模后制品在80环境下固化24小时性能最佳。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点1、低压反应注射成型（RIM）制品精度可达0.20mm/100mm。 制品最佳浇注厚度46mm，最大浇注厚度约10mm，最大制品尺寸为2000mm1200mm1000mm，单重可达10kg。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点2、增强反应注射成型（RRIM） RRIM工艺：在原料中添加一定比例的磨碎玻璃纤维，倒入搅拌容器一起混合均匀，同时在原料里混合4070%的N2或空气，之后将物料注入模腔并压实，经快速反应固化成制品。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点2、增强反应注射成型（RRIM）因增强填料的加入，原料粘度变高，对模具或设备的磨损加剧，因此设备必须采用缸式计量装置，并且所有与原料接触的部分均需要做耐磨处理。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点2、增强反应注射成型（RRIM）根据工艺特性要求，还需要配备聚醚与玻纤粒（粉）的计量、搅拌预混以及输送系统；并增加原料核化装置（用于在原料中加入压缩空气、氮气等气体）。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点3、结构反应注射成型（SRIM） SRIM是指用玻璃纤维织物、毡和预成型料生产结构性复合材料制品的一种工艺方法。 工艺过程：热固性聚氨酯料液先在高压下混合，然后注入到含有纤维增强材料的热模具中，再最终固化成制品。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点3、结构反应注射成型（SRIM） 它与RRIM的区别在于液体原料没有直接与增强材料进行混合，使料液具有良好的流动性，可以填充复杂结构的型腔，从而获得复杂结构的制品。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点4、长玻纤增强反应注射成型（LFI-RRIM） LFI-RRIM所用设备不仅应考虑对PU原料的工艺控制，还需严格控制玻纤在生产过程中的输送、计量、切断以及润湿等过程。 工艺要求：因玻纤与PU原料润湿后浇注到模具内流动性很差，模具需要在开模状态下浇注，之后再闭模成型，所以浇注轨迹的设定很重要。 LFI-RRIM工艺必须在设备上配备浇注机械手。 因大型制品的浇注时间很长，还需要严格控制原料的起始发泡时间以及原料的混合温度。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点4、长玻纤增强反应注射成型（LFI-RRIM） 工艺过程：将长玻纤线纱引导入混合注射器，在混合注射器内进行切断并与聚氨酯原料进行混合，再注入模具型腔进行成型。 工艺特点：与SRIM相比，具有节省玻纤材料、材料成本更低，无需中间工序一步完成；产品壁厚更薄，产品机械性能各向同性，产品质量明显提高；玻纤长度和比例可以随机调整等特点。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点5、毡片模塑反应注射成型（MM/RIM） MM/RIM：将增强纤维制成毡片，预先放入模具，然后两组分低粘度液体经高压撞击混合并注入型腔，混合液体浸渍纤维毡片并反应形成制品。 工艺要求：预先成型出纤维毡片，并将纤维毡片铺设于模具型腔内，然后再注入液态树脂。 特点：成型工序变得复杂，提高了成本；因铺设纤维毡片需要手工进行，大大增加了劳动强度。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点6、可变纤维反应注射成型（VFRIM） VFRIM ：是针对MM/RIM工艺的缺点开发的新工艺。它先将纤维粗纱切成分散的短纤维，再将短纤维送入L型混合注射器，与树脂发生混合，最后将混合物注入模具进行固化成型。 优点： 通过调节纤维切碎机，可以控制纤维的长度、密集程度和纤维粗纱的数量，从而控制纤维在整个制品中的分布。 成本大幅降低，纤维粗纱成本比用于SRIM的玻璃纤维毡减少60；减少了铺放玻纤入模工序；注料精确提高，可减少废料。,一、反应注射成型工艺分类及技术要点6、可变纤维反应注射成型（VFRIM）,一、反应注射成型工艺分类及技术要点7、常用材料的反应注射成型技术要点（1）聚氨酯RIM 技术要点： 1）A、B两组分原料分别置于原料罐中，并在N2气氛中保持一定的温度，使其具有适宜的粘度和反应活性。 2）两组分原料必须用定量泵按一定比例压入混合注射器中充分混合，再注入模具中迅速聚合、固化成型。 3）原料从开始混合到充满模腔需要很短的时间（通常约14s），完整的生产周期大约为30120s。,7、常用材料的反应注射成型技术要点（2）聚氨酯RRIM 原料：双组分为多元醇和异氰酸酯 多元醇为聚醚型，官能度为23； 异氰酸酯一般为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）或多异氰酸酯及其异构体的混合物，官能度为27。 增强材料有短切增强纤维和磨碎增强纤维两种，纤维长度约为1.53.0mm，该长度既能保证增强效果，又便于充模；纤维长度的分散性越大，则增强效果越差。 制品增强纤维含量（质量分数）：一般控制在20%以下，特殊要求的高强度制品，增强纤维含量可达50%。,7、常用材料的反应注射成型技术要点（3）环氧树脂RIM 环氧树脂RIM工艺过程与聚氨酯RIM大致相同，其制品的拉伸强度和弯曲模量高，线膨胀系数小，并具有优良的耐化学性和较高的耐热性。 原料中添加带有异氰酸酯基和聚乙二醇的预聚物，可改善环氧树脂的冲击强度。 原料中还可加入各种增强材料，如各种纤维、须状粉末、片状粉末、微珠料及长纤维等，使之成为RRIM制品，可进一步提高制品力学性能。,7、常用材料的反应注射成型技术要点（4）尼龙6 RIM 原料：包括聚醚多元醇和催化剂制成的预聚物（A组分）及己内酰胺（B组分）。 工艺过程：先将己内酰胺加入原料罐，再加入催化剂，封闭容器，强力搅拌，混合物在N2下脱气15min；再将己内酰胺和预聚物混合，搅拌均匀后脱气；随后将两种液体组分经过混合注射器进入模具，固化成型。 因预聚物和己内酰胺发生了嵌段共聚反应，因而所得制品柔性好，冲击强度高。 添加增强材料的RRIM制品刚性更高，线膨胀系数较小。 应用：主要用于汽车工业，如挡泥板、门板、发动机罩和防撞盖等。,7、常用材料的反应注射成型技术要点（5）双环戊二烯（DCPD）RIM 原料：包括DCPD、催化剂、活化剂、稳定剂、调节剂、填料、抗氧剂、弹性体、发泡剂、阻燃剂及成核剂等。A组分包括DCPD、催化剂、稳定剂及其他助剂等；B组分包括DCPD、活化剂、调节剂及其他助剂等。 工艺过程：经准确计量的A、B两组分在混合注射器内混合均匀后，被注入密闭的模具内，在模具中发生快速聚合反应，随之固化成型。 在模具未充满前，由聚合反应时间调节剂来控制化学反应；充满模具后，大约在10s内完成聚合而成型，制品一般不需要经过后熟化过程。,7、常用材料的反应注射成型技术要点（6）聚脲RIM 原料：使用的是一种含内脱模剂的自脱模物料体系，成型时由端氨基聚醚、胺扩链剂与端基为异氰酸基的预聚物（MDI）反应制成聚脲。 特点： 因物料反应活性高，因而不需要催化剂； 反应物料注入模腔时粘度大，带入空气少，废品率低； 物料在模具内仅需停留20s； 物料不黏模，内脱模剂体系选用受限少； 添加增强玻纤，对胺与异氰酸酯之间的反应亦无影响。 制品无残存催化剂，高温下不发生降解，稳定性好。,7、常用材料的反应注射成型技术要点（6）聚脲RIM 端氨基聚醚、二胺扩链剂与MDI的反应速度很快，可用部分聚醚多元醇对MDI改性以制成半预聚物，从而降低物料反应速度，减缓反应物料的凝胶速度。 通过调节游离异氰酸基含量，还可制得具有不同弯曲弹性模量的聚脲RIM制品。,
