[发明专利]热固性塑料分段固化成型工艺

说明书

本发明涉及热固性塑料固化成型工艺。

热固性塑料制品以其强度高、耐热性和光洁度好等优良性能而得到越来越广泛的应用。但是，长期以来，热固性塑料制品的生产工艺上存在着两个问题：其一是由于热固性塑料成型固化所需时间较长，一般按制件截面厚度计算，每毫米壁厚需要1～1.5分钟的固化时间，而在已有生产工艺中，制件的整个固化过程都是在模具中完成的，所以，一个制件在模内往往需要保持几分钟甚至更长的时间才能脱模，生产效率难以提高;其二是按已有生产工艺，制件在固化过程和脱模后冷却容易产生内应力，引起变形，废品率高，造成原材料的极大浪费，特别是形状复杂或截面厚度变化较大的制品，更容易出现变形。

本发明的目的是对已有的热固性塑料成型工艺作出改进，提供一种热固性塑料分段固化成型工艺，以解决已有技术所存在的上述问题。

热固性塑料（例如酚醛塑料、脲醛塑料和三聚氰胺·脲醛塑料等）的固化温度一般为80～190℃，在此温度范围内，高温固化快，固化成型所需时间短，光洁度好，但变形度大;低温固化慢，固化成型所需时间长，光洁度差，但变形小。本发明根据热固性塑料的上述特性，将已有的热固性塑料成型加工工艺中制件在模内一次完成的固化过程改进为分不同温度的阶段来完成，即固化过程一般包括高温成型和中温固化两个阶段。高温成型是根据所用材料选择其合适的最高承受温度（一般比已有工艺用的同一材料的压制温度高20℃左右）作为压制温度，使压制时制件表面快速固化成型，缩短在模内停留的时间，提高生产效率，并使制件达到良好的表面光洁度;中温固化是将脱模后的制件经整形（因制件脱模时只是表面固化成型，其形状还具有一定可塑性，脱模时可能会由于模具的牵拉作用而产生形状改变，所以在进入中温固化阶段之前应对制件进行整形，使其恢复在模中的形状。）在常温中降温，然后在比压制温度低的温度下保温，使制件达到完全固化成型，中温固化能使制件减少内应力的生产，最大限度地减少制件的变形。

对于形状复杂或截面厚度变化差距大或细长的制件，或当对制件尺寸精度要求较高时，为了保证制件不变形和形状尺寸准确，可在中温固化阶段后再对制件增加低温消除应力阶段处理。低温消除应力是将经中温固化后的制件在更低的温度下保温处理，以消除制件存在的内部应力，使制件达到不变形。

下面对本发明的热固性塑料分段固化成型工艺的各个处理阶段的工艺条件作具体说明。高温成型阶段的压制温度一般为140～190℃，在此温度范围内，根据所用材料不同，压制温度也有所不同，例如当所用材料为酚醛塑料时，压制温度一般为160～190℃，当所用材料为氨基塑料（例如三聚氰胺·脲醛塑料、脲醛塑料等）时，压制温度一般为140～170℃;同一种材料的压制温度（即最高承受温度）还会因材料型号不同、生产厂家不同或批号不同而有所不同，所以，本发明的工艺中的高温成型阶段所采用的压制温度一般需根据所用的具体材料，通过实际试验来确定。具体方法是：以所用材料的同一种类材料的常用压制温度进行压制，并选定压制时间（一般在30～65秒范围内选择），当脱模后制件出现暴裂，说明压制温度偏高，应适当调低，当脱模后制件表面固化不够，出现肿胀、起泡，说明压制温度偏低，应适当调高，这样经几次调整即可确定出合适的压制温度;高温成型的压制时间（即制件在模内保持的时间）一般为30～65秒，一般来说，压制温度高，则压制时间相对短，压制时间低，则压制时间相对较长，另外，制件截面厚度大，所需压制时间也较长，截面厚度小，则所需压制时间较短。中温固化阶段采用的温度一般为80～120℃（最常用的温度为90～100℃），保温时间按制件截面厚度计算，一般每毫米截面厚度需保温1～1.5分钟。低温消除应力阶段的温度为60～70℃，保温时间一般为3～5分钟。

中温固化和低温消除应力两个阶段一般可在保温箱中进行。

本发明的热固性塑料分段固化成型工艺除上述以外的其他工艺条件与已有同类工艺相同。

下面是本发明的一个实例：

所用材料为三聚氰胺·脲·甲醛塑料（广州南中塑料厂生产，型号A3）制件截面厚度为6.5毫米，压制温度为165～170℃，压制时间60～65秒，脱模整形后在90～100℃保温箱中保温6～7分钟使制件达到完全固化成型，再放进60～70℃的低温箱中保温4～5分钟，所得产品尺寸准确，变形小，成品率高。

本发明的热固性塑料分段固化成型工艺与已有工艺相比，制件压制时间缩短5～6倍，例如截面厚度为6.5毫米的制件，用已有工艺约需要6.5分钟才能开一次模，而采用本发明工艺只需60～65秒钟即可开一次模，可提高生产效率5～6倍;本发明工艺不仅提高了生产效率，而且通过采用不同温度阶段处理，保证了产品具有良好的表面光洁度和不变形，成品率高、产品质量好，并能减少材料浪费、降低成本。