冰箱内胆材料及加工工艺.ppt

1、冰箱内胆材料和加工工艺2022年年10月月25日日P 14-1目 录1.塑料加工基本知识(3)2.内胆材料及加工工艺(5)3.附件 (18)2022年年10月月25日日P 14-2第一章：塑料加工基本知识第一节 塑料材料 塑料是以有机合成树脂为主要成分,加入或不加入其它配合材料而构成的人造材料.这种材料通常在加热、加压条件下或通过固化交联作用塑制成具有一定形状的器件.树脂这个名词取自天然树脂,如人们早年制油漆的松脂、制唱片的虫胶、制首饰的琥珀等,这些物质共同的特点是受热时没有明显的熔点,而是逐渐软化,不溶于水,却溶于有机溶剂,化学上称之为有机高分子物质.人工制成的有机高分子物质,或称高分子材料

2、,是为数众多的低分子有机化合物以共价键构成的分子量较大的化合物,分子量都在一万以上,有些高达一百万.这些物质,按用途可分成三大类,即合成树脂、合成橡胶、合成纤维.按制品种类,有模压件、注塑件、吹塑件、吸塑件、薄膜、皮革、纸张、纤维、胶丝、涂料、粘合剂等.2022年年10月月25日日P 14-3塑料的组成：聚合物（树脂）和加工助剂（增塑剂、稳定剂、填充剂、增强剂、色料等）。塑料材料中,除主要成分是合成树脂外,不少还含有其它添加成分,如有助加工的润滑剂、流动促进剂;改进机械性能的增塑剂、增韧剂;降低配方成本的填充剂、增容剂;改进物理性能的阻燃剂、抗静电剂;提高光学性能的成核剂、着色剂以及抗老化作用

3、的抗氧剂、稳定剂等等.塑料制品的最终性能主要取决于树脂本身,但有效的添加成分的加入,却能大大地影响塑料的加工难易程度和使用价值.市场上供应的塑料,习惯上以其中的合成树脂命名,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等等.要注意,并非同一命名的塑料都是一致的,除了因不同的树脂制造法或配比外,还将因加入的添加成分不同而形成材料的多样化.所以使用前有必要弄清原料来源、牌号、型号和加工使用特性.这样才能满足制件的工艺要求,保持制件的质量稳定.2022年年10月月25日日P 14-4冰箱上使用的塑料大多是热塑性通用塑料，如ABS、HIPS、PS、PP、PE、PVC、PMMA，少量的工程塑料，如尼龙、PBT、POM（聚

4、甲醛）、PC。（第四章详述）第二节 塑料加工塑料按塑料中的大分子类型和特征可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑料成型前是可溶（熔）的，即为可塑的，在一定的温度和压力条件下，经历一定时间的固化，成型为不溶性的物质，如聚氨酯泡沫、环氧树脂。而热塑性塑料是指能在特定温度范围内可以反复加热软化和冷却硬化（成型）的塑料，或者说反复可溶（熔）、可以多次成型的塑料。热塑性塑料按分子形态分为结晶和非结晶聚合物，结晶聚合物如PE、PP有比较窄的熔融温度。2022年年10月月25日日P 14-5当温度变化时，非晶态聚合物存在着3种不同的力学状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。高聚物处于坚硬的固体状态，即为玻璃

5、态。若温度逐渐升高，分子的热运动能逐渐增加，当达到某一温度范围，虽然热运动还不能使整个分子链发生相对移动，但却足够能使分子中的链段运动起来，此时的高聚物即处于高弹态。若温度继续升高，热运动能继续增加，当温度达到某一温度后，不但分子链中链段可以自由运动，而且整个分子链之间也可以产生相对移动，此时高聚物就处于粘流态。绝大多数塑料、橡胶和纤维都在高聚物的粘流态进行加工成型，因此加工成型温度的选择，应视其流动温度Tf而定。高聚物的温度-形变曲线的形状与高聚物的分子量大小、分子结构等有很大关系，当分子量小时，将不出现高弹态平台，只有当聚合物的分子量达到一定程度时，才出现高弹态，这也是就是橡胶都具有很高分

6、子量的原因，分子量越大，TgTf范围也越宽。2022年年10月月25日日P 14-62022年年10月月25日日P 14-7塑料常见加工方法有：挤出成型、注塑（注射模塑）、中空吹塑、热成型等。塑料常见加工方法有：挤出成型、注塑（注射模塑）、中空吹塑、热成型等。冰箱上的主要塑料零件按加工方法分为挤出件，如门封、玻璃门装饰条；吸塑件，如内胆以及注塑件，如拉手、顶盖、抽屉。冰箱上的主要塑料零件按加工方法分为挤出件，如门封、玻璃门装饰条；吸塑件，如内胆以及注塑件，如拉手、顶盖、抽屉。塑料常见加工方法有：挤出成型、注塑（注射模塑）、中空吹塑、热成型等。冰箱上的主要塑料零件按加工方法分为挤出件，如门封、玻

7、璃门装饰条；吸塑件，如内胆以及注塑件，如拉手、顶盖、抽屉。第二章：内胆材料及加工工艺内胆是通过两次加工而成，首先是在挤出机中将塑料粒子加热熔解后挤出成厚度均匀的板材，然后通过真空热成型方法得到。一、挤板工艺1板材级塑料简介(1).ABS 树脂：ABS树脂：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种小分子物质（单体）的共聚物。丙烯腈AN：提供刚性、表面硬度、高度化学稳定性；丁二烯BD：提供抗冲击性、韧性、弹性；苯乙烯ST：提供良好加工性、光泽性。ABS树脂的物理性能在很大程度上取决于接技共聚物中橡胶粒子的含量和颗粒结构及大小。跟HIPS比较，ABS的橡胶粒子粒径小得多，含量多得多。2022年年10月月25日日P

8、 14-82022年年10月月25日日P 14-9 ABS或HIPS的微观形态（透射电子显微镜）ABS工业生产方法很多，主要有掺和法和本体法两大类。掺和法是把ABS接枝共聚物与AS通过物理方法熔融共混得到，接枝共聚有乳液法、乳液悬浮聚合法、本体-悬浮聚合法等。本体法是直接从单体合成得到ABS成品，产品纯净，能耗低，成本低，缺点是亚光。ABS的溶融温度大约为238，热分解温度大于270，本色为不透明的淡黄色（象牙色），无毒无味，耐候性差、热变形温度比PP低得多、有一定难燃性。通过改善，ABS的热变形温度可达到105，V-0级阻燃。ABS密度介于1.041.07g/cm3，物理性能介于通用塑料和工

9、程塑料之间。板材级的ABS与注塑ABS由于加工方法不一样，熔融指数比较低。ABS对很多化学溶剂敏感，生产上即使是乙醇也不能长期接触。冰箱板材级的ABS是特种材料，因为要跟泡料和发泡剂接触，除了一般物理性能和耐低温要求以外，抗化学溶剂和环境应力能力（ESCR）也是一个重要指标。改善ESCR能力是通过加大AN的含量实现的。不同的发泡必须采用不同牌号的材料。2022年年10月月25日日P 14-10ABS溶于丙酮，生产上一般是采用丙酮来粘贴ABS件。目前我公司使用的ABS具体牌号：a普通ABS：牌号有韩国LG化学RS-656H/657H、三星SV-0157、韩国BASF的EGP-7、ABS的染色大多

10、是供应商在生产时配好，也有由我们挤板时配色，自己配色成本更低些；b减薄型ABS：牌号有三星EM-0181等。(2).HIPS树脂：HIPS高抗冲聚苯乙烯，是一种通过橡胶改性聚苯乙烯。HIPS本色料呈乳白色，半透明，密度约为1.04g/cm3。HIPS常温下的物理性能比ABS低得多，但具有较好的低温韧性。为了提高板材HIPS的抗化学性能，必须增大橡胶粒径，这是HIPS板材亚光的原因。为了使HIPS板材表面有光亮感，通常采用共挤的方法在表面覆合一层高光的HIPS/MIPS。HIPS中不含AN，不能抗141B发泡剂，为了满足141B发泡要求，采用底面覆合PE/PS合金塑料的办法。2022年年10月月

11、25日日P 14-11HIPS的化学极性比ABS差，通常情况下与泡料的粘贴不牢固，容易出现离层现象，为了解决这一问题，采用电晕的方法使表面带极性基团。HIPS的常用牌号有，美国（张家港）DOW公司的1173，德国（南京）BASF的2710，韩国锦湖425EP，雪佛龙D6007。此外，国产染色高韧性HIPS在研究开发中。HIPS溶于醋酸乙酯、甲苯、丁酮等，生产上可用醋酸乙酯进行粘贴。HIPS与ABS一样，对多数化学溶剂敏感。但选择性不一样，如DOP对HIPS没影响。(3).ABS与HIPS比较目前我们真空吸塑材料主要是ABS和HIPS材料。两者性能比较如下：2022年年10月月25日日P 14-

12、12材料材料物理性能物理性能表面光表面光泽表面硬度表面硬度板材厚度板材厚度吸水性吸水性价格价格ABSABS高高亮光亮光高高薄薄吸潮吸潮高高HIPSHIPS低低亚光光/带光光低低厚（厚（+10%+10%）不吸潮不吸潮低低2022年年10月月25日日P 14-132挤板生产工艺流程 投料干燥配料挤出成型（塑化成型冷却定型后加工）板材检验堆板包装储存。挤出成型的原理：原料先在热和螺杆旋转剪切的共同作用下从固体（玻璃态）变成均匀粘稠的液体（粘流态），接着通过挤出模（模头）初步形成板材形状，然后到定型模（三个抛光冷却辊）冷却定型，最后经过切边、剪断得到板材成品。板材厚度公差:0.04mm；3挤板过程中常

13、见质量问题及原因分析(1).针孔：熔料水分太重、上辊间隙不合适；(2).木纹、缺料：辊间堆积料太多或太少；(3).尺寸超差：下辊间隙不对、切刀位置不对、牵引不平衡、剪板机故障；(4).杂质：原料有杂质、加工温度过高、干燥过头、流道有死角、混入了不同材料、回收料粉尘太多。2022年年10月月25日日P 14-14(5).划线：模头内积炭、模口积炭、冷却小辊不动、剪床不干净、剪板机刀口不光滑。二、吸塑工艺吸塑也称为真空热成型工艺。热成型工艺是利用热塑性塑料的片材作为原材料来制作制品的一种方法。制造时，先将裁成一定尺寸和固定形样的片材夹在框架上并将它加热到热弹态，而后凭借施加的压力使其贴近模具的型面

14、，因而取得与型面相仿的形样。成型后的片材冷却后，即可从模具中取出，经过适当的修整，即成制品。施加的压力主要是靠片材两面的气压差，但也可借助于机械压力或液压力。使片材两面产生差压的措施，可从模具底部抽真空，或从片材顶部通入压缩空气，或两者兼用。前者为吸塑真空成型，工业上通常为0.070.09Mpa，压差不能满足要求时，可改用压缩空气，或两者兼用，压缩空气的压力一般不大于0.35Mpa，压差加大后要注意模具的承受能力。2022年年10月月25日日P 14-15冰箱内胆吸塑常用方式有凸模吸塑和凹模吸塑。凸模吸塑步骤，加热片材、吹泡、上模抽真空、冷却、脱模吹气下模。2022年年10月月25日日P 14

15、-162022年年10月月25日日P 14-172022年年10月月25日日P 14-18凹模吸塑步骤：加热片材、吹泡及下辅助柱塞、上模抽真空、冷却、脱模吹气及下模。2022年年10月月25日日P 14-192022年年10月月25日日P 14-202022年年10月月25日日P 14-21ABS的成型温度160170，HIPS的成型温度140150。ABS的熔体强度高，可成型结构更复杂的制件。目前，大多数冰箱厂家采用凸模成型方法，我公司也是采用凸模成型工艺。日本的工厂多数采用凹模吸塑方法，凹模吸塑成型可得到结构复杂的制品，壁厚均匀，板材厚度可降低20%，但缺点是模具造价高，设备昂贵，工艺复杂

16、，尺寸不稳定，不适合生命周期短的产品。模具质量是影响吸塑制品质量的重要因素。吸塑的模具采用铸铝或铝合金材料制造，表面光洁与否与制品表面的光洁度有着密切关系。除了受板材的光泽影响以外，抛光的模具将制得表面光泽的制品，粗糙的模具则降低制品的光泽。但各种塑料有自己的热强度和拉伸强度以及对模具的粘结特性，所以对模具表面的要求也不尽相同。ABS和HIPS材料要求模具表面光滑，PP要求模具表面粗化。模具上有很多真空孔，为了不影响制品的外观，尽可能布置在圆角上，对外观要求高的位置，真空孔尽量小。真空孔孔径要小，一般0.3mm1.0mm。2022年年10月月25日日P 14-22为了使模具有一定强度，模具上的棱角和隅角都不应采用尖角而改成圆角。模具高度方向应有斜度以便制品能顺利脱模。箱胆一般为1：100至1：80，制件要求强行脱模的局部高度不应高于2mm，对于不能强行拔模的结构采用活动抽芯结构。ABS或HIPS的热变形温度为7585，模具控温采用热循环水。如何在模具里布置水管或钻孔是制作高质量模具的关键技术之一。吸塑设备介绍我公司的真空吸塑型机有：单工位吸塑机：所谓单工位吸塑机是板材放置、板材加热和成