[发明专利]聚酰亚胺材料注射成型用模具结构及注射成型的工艺

说明书

技术领域

本发明属于模具设计和成型工艺，具体涉及一种聚酰亚胺材料注射成型用模具结构及注射成型的工艺。

背景技术

由于聚酰亚胺分子中具有十分稳定的芳杂环结构，使其体现出其他高分子材料所无法比拟的优异电绝缘性、耐磨性、抗高温辐射和物理机械性。同时，作为一种性能突出的尖端材料，聚酰亚胺已广泛用于机电、电子电气、仪表、石油化工、计量等领域，并成为全球火箭、宇航等尖端科技领域不可缺少的材料之一。

聚酰亚胺（PI）是耐高温聚合物，在500℃能短期保持主要的物理性能，能长期在接近300℃条件下使用。在耐高温的工程塑料中，它是最有价值的品种之一。

该材料若采用模压成型，多压制成型材，后采用机械加工的方法保证产品形状及尺寸要求；若采用注射成型，即需要模具直接成型，但由于该材料流动性差，材料成型温度高，因此其成型用模具结构及加工工艺不同于一般注射材料，在此就该材料注射模具结构设计特点及成型工艺进行研究。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种聚酰亚胺材料注射成型用模具结构及注射成型的工艺。

技术方案

一种聚酰亚胺材料注射成型用模具结构，其特征在于：在模具型腔处设置加热棒孔，热棒孔内设有加热棒；在模具的周围设有隔热层；模具型腔的出模斜度大于0.5°；进浇口采用直接进料方式，进浇口的深度尺寸需达到浇口处壁厚的2/3；在每个对应金属嵌件或孔的位置开设排气槽。

模具成型部分的材质硬度在HRC55以上。

模具型心、型腔表面必须进行镀铬处理。

模具型心、型腔表面粗糙度为Ra0.1。

所述排气槽的深度最小为0.5mm。

当金属嵌件或孔周围的塑料壁厚小于1mm时，在此处增加壁厚2～3mm。

一种采用上述模具结构进行聚酰亚胺材料注射成型的工艺，其特征在于步骤如下：

步骤1：按照材料干燥工艺条件对材料进行干燥处理；

步骤2：对金属嵌件进行预热，预热温度与模具温度相同或高于模具温度10℃；

步骤3：对模具加热并温度控制在200～230℃，然后注射聚酰亚胺材料；

步骤4：将成型后的产品直接放入200±5℃的烘箱中，待稳定处理时间结束后，随箱冷却。

步骤2中，当金属嵌件外形尺寸＞Φ80×100，塑料壁厚≤2mm时，成型前对金属嵌件与塑料粘接的表面进行化学腐蚀处理或表面吹砂清洗表面处理，然后涂覆耐高温的偶联剂。

所述偶联剂为A-151。

步骤3中，当制品外形尺寸大于约Φ60×80，且壁厚小于2mm时，模具温度需提高到260℃。

有益效果

本发明提出的一种聚酰亚胺材料注射成型用模具结构及注射成型的工艺，设计的模具设置加热装置和隔热层，保证热效率及模具温度的稳定性；模具成型部分所用材料必须选用高温热膨胀系数小的材料，成型部分材质硬度需在HRC55以上，便于产品顺利脱模；模具型腔的出模斜度应大于0.5°，保证产品顺利脱出，表面不拉伤；在每个对应金属嵌件或孔的位置开设排气槽，满足消除熔接痕的目的。当大型产品带金属嵌件时，金属嵌件必须进行化学腐蚀处理或表面吹砂清洗，并涂高温偶联剂如A-151等;另外，产品加工后需直接进入200±5℃烘箱中进行稳定处理，防止产品产生裂纹。

附图说明

图1：实施例1的零件整体示意图，壁薄之处L小于1mm；

图2：对实施例1的零件整体壁薄之处，L增加2～3mm

图3：对实施例1的零件整体壁薄之处L增加2～3mm的局部放大示意图

图4：实施例2的零件整体示意图。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

针对本发明实施例1的聚酰亚胺材料注射成型用模具结构，其特征在于：在模具型腔处设置加热棒孔，热棒孔内设有加热棒；在模具的周围设有隔热层；模具设置的加热装置，其加热功率应能满足260℃温度要求。用加热棒加热来提高模具温度。为了保证热效率及模具温度的稳定性，需要在模具的周围增加隔热层。

模具型腔的出模斜度大于0.5°，以保证产品顺利脱出，表面不拉伤。

进浇口采用直接进料方式，进浇口的深度尺寸需达到浇口处壁厚的2/3；在每个对应金属嵌件或孔的位置开设排气槽，深度最小为0.5mm。以保证产品外观质量和融合缝处强度。