塗凝澆鑄

塗凝澆鑄

塗凝澆鑄(slush casting)又稱搪塑或塗凝成型。一種模製中空軟製品的方法。將塑膠溶膠倒入有開口的中空陰模中,並在塑模充滿前或充滿後加熱,使附於塑模內壁的樹脂因受熱而成凝膠。當凝膠層達所需厚度時,傾出多餘液體物料。進一步加熱進行烘熔處理,冷卻後將製品由模內剝出即可。所用塑模多為薄壁金屬製品,以利傳熱。廣泛用於聚氯乙烯糊製造玩具方面。本法設備費低,生產速度高,但工藝參數不易確切控制。

簡介

塗凝澆鑄是用糊塑膠製造空心軟製品(軟質聚氯乙烯玩具)的一種常用成型方法。塗凝成型製品的基本過程是:將配製好的糊塑膠塗到預先加熱到給定溫度的陰模型腔中,靠近型腔壁的糊料即因受熱而“膠凝”,然後將沒有膠凝的糊料倒出並將模具再加熱一段時間,待膠凝料充分“塑化”後經過冷卻降溫,即可從模腔的開口處取出軟製品。

分類

塗凝澆鑄又稱為塗凝模塑,主要包括搪塑與蘸塑成型。兩者的不同之處主要在於前者是模內塗凝,後者是模外塗凝。

搪塑成型

搪塑主要用於溶膠塑膠(糊塑膠)成型,常指聚氯乙烯糊通過受熱凝膠而形成軟質敞口中空製品的一種工藝,它主要用來製造玩具一類製品。

搪塑工藝過程是將糊塑膠(塑溶膠)傾倒在預先加熱到一定溫度的模具(陰模)中,直到規定的容量。貼近模壁的塑膠因受熱而成凝膠狀,及時倒出沒有膠凝的塑膠,並將已附在陰模壁上的一層塑膠進行熱處理(烘熔),冷卻固化後即可從模中取出中空製品。目前搪塑較多地採用聚氯乙烯糊,生產空心軟製品。搪塑成型的主要優點是設備費用低,易高效連續化生產,工藝控制也較簡單,但製品壁厚和質量的準確性比較差。

蘸塑成型

蘸塑成型也稱蘸塗或浸漬成型。它或是將增塑糊浸塗於芯型模具的外表面,待塗覆在模具外表面的材料熔融、冷卻後,剝離完成成型;或是將陽模浸入裝有糊塑膠的容器中,然後將模具慢慢提出,使模具表面蘸上一層糊料,之後通過熱處理、冷卻後,從陽模上脫下中空型軟製品。有一種改進方法稱為熱蘸塗,最終熔融的增塑聚氯乙烯塗覆物不剝離內芯,而牢牢地包覆於被塗物體的表面。還有一種方法稱為冷蘸塗,即被塗物體不必預熱,它僅限於製造很薄的聚氯乙烯糊製品。蘸塑成型通常用於製造較小型的物件。  

成型過程

塗凝澆鑄過程可分為三個階段:首先,將聚氯乙烯增塑糊灌入熱的模腔中(或接觸到熱的模具表面)使其受熱“膠凝”;其次,進一步“塑化”;最後,冷卻定形成塗膜或軟製品。

“膠凝”是增塑糊從受熱開始到形成具有一定機械強度固體狀態的階段。在這一階段中,由於加熱,樹脂不斷地吸收增塑劑並發生脹大。隨受熱時間延長和加熱溫度升高,增塑糊的液體部分逐漸滲入樹脂顆粒;當溫度進一步升高,樹脂顆粒間的距離也越靠近,最終使液體成為不連續相包含在凝膠的顆粒之間;繼續再升高溫度和延長時間,增塑劑被樹脂完全吸收,增塑糊就轉變成一種表面無光的易碎固體,此時,膠凝完成。

塗凝澆鑄中的、“塑化”不是固體物料受熱熔融轉變為熔體的過程,而是指增塑糊的膠凝體在繼續受熱的過程中,其機械性能漸趨最佳的物理變化過程。在“塑化”階段,由於增塑劑逐漸溶解樹脂,膨脹的粒子先在界面之間發生黏結,隨著增塑劑分子在大分子鏈之間均勻分布,粒子間的界面愈來愈模糊;當樹脂完全被增塑劑溶解時,增塑糊即由分散體轉變成均一的透明體或半透明體,這時,塑化完成,除色料和填料等不溶物外,其餘組分已成為十分均。連續相,且冷卻後這種狀態能長久地保持,並賦予製品較高的強度。如果成型物料中加入稀釋劑,則在該階段有低分子物揮發。

套用

目前塗凝澆鑄主要以聚氯乙烯增塑糊為成型物料。將聚氯乙烯增塑糊成型為製品,必須藉助加熱使糊塑膠經歷一系列的物理變化過程,工藝上常將促使糊塑膠發生物理變化的加熱稱作糊塑膠的“熱處理”。熱處理糊塑膠時,按所發生物理變化性質的不同,將糊塑膠向製品的轉變過程劃分為“膠凝”和“塑化”兩個階段。膠凝是指糊塑膠從開始受熱,到形成具有一定力學強度固體物的物理變化過程。

聚氯乙烯增塑糊在這一階段的變化情況如圖(a)、(b)和(c)所示。

聚氯乙烯 聚氯乙烯

由圖可以看出,糊塑膠開始為微細樹脂粒子分散在液態增塑劑連續相中的懸浮液,受熱使增塑劑的溶劑化作用增強,致使樹脂粒子因吸收增塑劑而體積脹大,如(b)圖所示;隨受熱時間延長和加熱溫度的升高,糊塑膠中液體部分逐漸減小,固體積不斷增大,樹脂粒子間也愈加靠近,最後殘餘的增塑劑全被樹脂粒子吸收,糊塑膠就轉變成一種表面無光且乾而易碎的膠凝物,如(c)圖所示。熱處理糊塑膠的塑化是指膠凝產物在繼續加熱的過程中,其力學性能漸趨最佳值的物理變化。塑化階段糊塑膠的變化情況如圖的(d)和(e)所示。

由圖可以看出,由於樹脂逐漸被增塑劑所溶解,充分膨脹的樹脂粒子先在界面之間發生黏結,隨著溶解過程的繼續推進,樹脂粒子間的界面變得愈來愈模糊,如(d)圖所示;當樹脂完全被增塑劑溶解時,糊塑膠即由不均一的分散體,轉變成均質的聚氯乙烯樹脂在增塑劑中的濃溶液,這種濃溶液一般是透明的或半透明的,如(e)圖所示。塑化完全的糊塑膠,除顏料和填料等不溶物外,其餘各組分已處於一種十分均勻的單一相中,而且在冷卻後能長久地保持這種狀態,這就使塑膠製品能夠具有較高的強度。  

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