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PET泡沫材料热成型新方法


发布时间:2020-07-17     文章来源:注塑塑胶网
目前,大多数复合夹芯结构都是由热固树脂制成的。尽管热塑性塑料已成为普通塑料生产的主流,但在复合材料界它们尚未得到广泛应用。加铝(Alcan)复合材料集团介绍了热塑性PET泡沫AIREX®T90和T92的新型处理技术及其应用方式和潜力。
 
这些新型处理过程的周期非常短,可能会促进复合夹芯结构在某些领域的应用,即目前还只是采用金属或普通塑料的领域。
 
热成型
 
虽然泡沫材料在常温下具有一定的强度和刚度,但加热后,就会变软。这样,就可以塑造成任意形状。把温度降回室温后,这些泡沫材料就会再度变 硬,并保持塑造后的形状。一般而言,热成型过程可以细分为三个阶段:加热、塑型和冷却。根据周期时间、要求精度及拟塑形状的复杂程度,可通过热传导(如有 特氟隆涂层的加热板)、热辐射(如红外线加热器、陶瓷板加热器、卤素加热器)或热对流(如烘箱)等方式对泡沫材料进行加热。通常,成型过程中都需要使用模 具。有些模具由上下两部分组成,上部起压合作用;有些模具则只有下半部分,外加一个对泡沫塑料施压的器械(如真空袋、沙袋)。AIREX®T90 和T92是两种最简单且易于处理的泡沫材料。它们可以被热塑成各种复杂形状而几乎不会产生任何反弹。在应用了模压成型和冲压热成型等加工方法 后,AIREX®T92的塑型优势在实验室测试中得到充分证实。
 
模压成型
 
在对流炉中将泡沫平板加热至170℃后,可以把泡沫板压入模具。经短暂冷却后,已成型样品即可脱模,其表面均匀,不会发生任何形状反弹(图1)。局部泡沫材料因受到挤压而密度变高,泡沫结构也会出现更大变形。
 
冲压热成型
 
这是一种板材塑型过程,它利用机械撞击力将热塑板压入塑型模具。可热成型的AIREX®PET泡沫夹芯材料和一流生产设施相结合,就可以提 供周期短、质量稳定的夹芯部件新生产方法。为了将实际厚度控制在误差允许范围内,热成型时最好采用闭合模具。通过与瑞士Horchdorf的巴鲁马格热塑 成型公司
 
(PlastikaBalumagAG)合作,生产了厚度10毫米(0.4英寸)的AIREX®T92.100样品。800×500毫米 (31.5×19.7英寸)的泡沫板被钳框固定于开阔区域,再用两盏户外卤素灯从两边同时加热至指定温度。由于每一处的光照强度都可以单独进行调节,所以 泡沫板的每一处都能受热均匀。在170℃(338°F)加热30秒后,将卤素灯背过来,再以80℃(176°F)对上下冲压器具加热3秒钟。取出部件前, 需冷却20秒钟。
 
作为复合材料基体的树脂可分成两大类:热固性和热塑性。热固性树脂通常为液态,加入催化剂混合后产生化学反应,成为固态。热塑性树脂则拥有 可反复融化和重复利用的分子结构。正因如此,热塑夹芯材料的生产过程通常比热固材料更为快捷(后者的生产周期更长),使热塑材料得以大量应用成为可能。与 热固塑料相比,热塑材料的回收利用方式更为简便;温度只要高过基体的熔点,热塑复合材料的不同部分就可以被分离开。
 
此外,热塑性材料能自我粘接,无须另外添加胶水、树脂等粘合剂。 单独加热面板
 
通过烙铁、红外线或卤素加热器,可以在不影响夹芯材质的情况下,将表层加热到非常高的温度,足以将基体与面板粘为一体。这一生产工艺使高温 表层基体与耐低温的夹芯材料组合在一起成为可能。加热后的表层必须迅速与温度较低的泡沫材料结为一体。在实践中,自动化操作必不可少;与泡沫材料压合前, 表层都必须一直保持高温状态。只有将相关技术参数控制在合理范围内,表层材料和夹芯材料才能达到理想的粘合状态,这也是决定成品表面是否光洁、漂亮的决定 性因素。通常,泡沫材料本身并不需要另行加热。泡沫材料从表层吸收的热量足够对其进行热成型。泡沫材料的厚度和所需形状的不同会对应用产生一些限制。试验 表明,用烙铁将表层加热到熔点230℃(446°F)时,表层的PBT基体就开始软化。经过短时间装配,数层130×50毫米(5.1×2英寸)的样品被 压合约20秒钟后融合,再用大致等量的时间进行冷却。
 
该工艺所需时间非常短(如小部件仅需90秒),此外,由于不需要特殊的粘合剂或树脂,可节省材料成本。


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