Cos'è RIM？

Servizio di stampaggio ad iniezione di reazione originato da plastica poliuretanica.Con il progresso della tecnologia di processo, il processo è stato esteso anche alla lavorazione di una varietà di materiali.Allo stesso tempo, al fine di ampliare i campi di applicazione della tecnologia RIM, in particolare nel settore automobilistico, il processo introduce anche la tecnologia rinforzata con fibre.

Introduzione allo stampaggio ad iniezione di reazione (RIM)

Lo stampaggio ad iniezione di reazione ('RIM' in breve) si riferisce alla miscelazione di materiali bicomponenti con elevata attività chimica e basso peso molecolare relativo, e quindi iniettandoli in uno stampo chiuso a temperatura ambiente e bassa pressione per completare la polimerizzazione, reticolazione e cura.Il processo di reazione e formazione di un prodotto.Questo nuovo processo che combina la reazione di polimerizzazione e lo stampaggio ad iniezione ha le caratteristiche di elevata efficienza di miscelazione del materiale, buona fluidità, preparazione flessibile delle materie prime, ciclo di produzione breve e basso costo.È adatto per la produzione di grandi prodotti a pareti spesse, quindi è ben accolto dal mondo.L'attenzione di tutti i paesi.

RIM era originariamente utilizzato solo per materiali poliuretanici.Con l'avanzamento della tecnologia di processo, RIM può essere applicato anche alla lavorazione di una varietà di materiali (come resina epossidica, nylon, poliurea, policiclopentadiene, ecc.).Il processo RIM per lo stampaggio di gomma e metallo è un punto caldo della ricerca attuale.

Al fine di ampliare i campi di applicazione di RIM, migliorare la rigidità e la resistenza dei prodotti RIM e trasformarli in prodotti strutturali, la tecnologia RIM è stata ulteriormente sviluppata e sono stati potenziati gli stampaggi a iniezione di reazione (RRIM) appositamente utilizzati per lo stampaggio di prodotti rinforzati e tecnologia specializzata di stampaggio ad iniezione a reazione strutturale (SRIM) per lo stampaggio di parti strutturali.

I principi del processo di stampaggio RRIM e SRIM sono gli stessi di RIM, la differenza è principalmente nella preparazione di prodotti compositi rinforzati con fibre.Attualmente, i prodotti tipici di RIM includono prodotti di grandi dimensioni come paraurti per auto, parafanghi, pannelli della carrozzeria, box per camion, porte centrali per camion e componenti per porte posteriori.La loro qualità del prodotto è migliore dei prodotti SMC, la velocità di produzione è più veloce e la quantità di elaborazione secondaria richiesta è inferiore.

Processo di stampaggio RIM

1. Processo

Il processo RIM è il seguente: il monomero o prepolimero entra nella testa di miscelazione in una certa proporzione attraverso una pompa dosatrice allo stato liquido per la miscelazione.Dopo che la miscela è stata iniettata nello stampo, reagisce rapidamente nello stampo, si reticola e si solidifica e diventa un prodotto RIM dopo la sformatura.Questo processo può essere semplificato come: stoccaggio → dosaggio → miscelazione → riempimento → indurimento → espulsione → post-elaborazione.

2. Controllo del processo

(1) Stoccaggio.La soluzione madre bicomponente utilizzata nel processo RIM viene solitamente conservata in due serbatoi a una certa temperatura e i serbatoi sono generalmente recipienti a pressione.Quando non si forma, la soluzione madre di solito circola continuamente nel serbatoio, nello scambiatore di calore e nella testa di miscelazione a bassa pressione di 0,2~0,3 MPa.Per il poliuretano, la temperatura della soluzione madre è generalmente di 20-40°C e l'accuratezza del controllo della temperatura è di ±1°C.

(2) Misurazione.Il dosaggio del liquido grezzo bicomponente è generalmente completato dal sistema idraulico, che è composto da pompe, valvole e accessori (il sistema di tubazioni che controlla il materiale liquido e il sistema del circuito dell'olio che controlla il lavoro del cilindro di distribuzione).Durante l'iniezione, la pressione viene convertita nella pressione richiesta per l'iniezione attraverso un dispositivo di conversione alta-bassa pressione.Il liquido originale viene misurato ed emesso da una pompa quantitativa idraulica e l'accuratezza della misurazione deve essere almeno ± 1,5% ed è meglio controllarla a ± 1%.

(3) Miscelazione.Nello stampaggio dei prodotti RIM, la qualità del prodotto dipende in gran parte dalla qualità di miscelazione della testa di miscelazione e la capacità produttiva dipende completamente dalla qualità di miscelazione della testa di miscelazione.La pressione generalmente utilizzata è 10,34 ~ 20,68 MPa e all'interno di questo intervallo di pressione è possibile ottenere un migliore effetto di miscelazione.

(4) Riempimento dello stampo.La caratteristica del riempimento del materiale di iniezione di reazione è che la velocità del flusso del materiale è molto elevata.Per questo motivo, è necessario che la viscosità della soluzione madre non sia troppo elevata, per esempio, la viscosità della miscela poliuretanica durante il riempimento dello stampo è di circa 0,1 Pa.s.

Quando il sistema materiale e lo stampo sono determinati.Ci sono solo due importanti parametri di processo, vale a dire il tempo di riempimento e la temperatura della materia prima.La temperatura iniziale del materiale in poliuretano non deve superare i 90 ℃ e la velocità media del flusso nella cavità generalmente non deve superare 0,5 m/s.

(5) Indurimento.La miscela poliuretanica bicomponente ha un'elevata reattività dopo essere stata iniettata nella cavità dello stampo e può essere polimerizzata e indurita in breve tempo.Tuttavia, a causa della scarsa conduttività termica della plastica, una grande quantità di calore di reazione non può essere dissipata nel tempo, quindi la temperatura interna dell'oggetto stampato è molto più alta della temperatura superficiale, provocando la polimerizzazione dell'oggetto stampato da l'interno verso l'esterno.Per evitare che la temperatura nella cavità sia troppo alta (non superiore alla temperatura di decomposizione termica della resina), la funzione di scambio termico dello stampo dovrebbe essere pienamente utilizzata per dissipare il calore.

Il tempo di indurimento nello stampo ad iniezione di reazione è determinato principalmente dalla formula del materiale di stampaggio e dalle dimensioni del prodotto.Inoltre, il prodotto di iniezione della reazione deve essere sottoposto a trattamento termico dopo essere stato espulso dallo stampo.Il trattamento termico ha due funzioni: una è integrare l'indurimento e l'altra è cuocere dopo la verniciatura per formare un forte film protettivo o decorativo sulla superficie del prodotto.

Varie tecnologie RIM

1. BORDO in poliuretano

Le materie prime utilizzate nel poliuretano RIM sono diverse dalle materie prime poliuretaniche generiche: le materie prime liquide devono avere bassa viscosità, buona fluidità e alta reattività, e le materie prime devono essere formulate in due componenti, A (poliolo) e B (diisocianato).

Il processo include: collocare i componenti A e B delle materie prime nel serbatoio delle materie prime della macchina di iniezione e mantenerli in un'atmosfera di N2 ad una certa temperatura con viscosità (inferiore a 1Pa·s) e reattività adeguate;La pompa quantitativa pressa le materie prime bicomponenti nel miscelatore secondo un certo rapporto e le inietta nello stampo sigillato;la miscela viene rapidamente polimerizzata nello stampo e solidificata.In questo processo, sono necessari solo 1 ~ 4 secondi dalla materia prima per riempire la cavità e il ciclo di produzione completo è di 30 ~ 120 secondi.

2. Poliuretano RRIM

I due componenti utilizzati nel processo RRIM del poliuretano sono il poliolo e l'isocianato.Il poliolo è di tipo polietere, con una massa molecolare relativa di 1?800~2?400 e una funzionalità di 2~3;l'isocianato è generalmente difenilmetano diisocianato (MDI) o una miscela di poliisocianato e suoi isomeri.Il grado è 2~7.Esistono due tipi principali di materiali di rinforzo RRIM, vale a dire fibre di rinforzo tagliate e fibre di rinforzo macinate.La lunghezza della fibra è generalmente di 1,5 ~ 3,0 mm, questa lunghezza può non solo garantire l'effetto di rinforzo, ma anche facilitare il passaggio attraverso il sistema di iniezione.Maggiore è la dispersione della lunghezza della fibra, peggiore è l'effetto di rinforzo.Il contenuto di fibre di rinforzo (frazione di massa) nei prodotti RRIM è generalmente inferiore al 20%.Per prodotti ad alta resistenza con requisiti speciali, il contenuto di fibre di rinforzo può raggiungere il 50%.

3. BORDO epossidico

I prodotti epossidici RIM hanno un'elevata resistenza alla trazione e un modulo di flessione, basso coefficiente di dilatazione lineare e hanno un'eccellente resistenza chimica e un'elevata resistenza al calore (rispetto a poliuretano e nylon).Per migliorare la resistenza all'urto delle resine epossidiche, alle materie prime possono essere aggiunti prepolimeri di polietilenglicole con gruppi isocianato e una massa molecolare relativa di 4.000.

Inoltre, per migliorare ulteriormente le proprietà meccaniche, è possibile aggiungere vari materiali di rinforzo, come varie fibre, polvere di whisker, polvere di scaglie, microsfere e fibre lunghe, per renderli prodotti RRIM.Sono estremamente utili nell'industria automobilistica.Competitivo.

4. BORDO in nylon 6

Le materie prime utilizzate nel nylon 6 RIM includono polietere poliolo e prepolimero (componente A) costituito da catalizzatore e caprolattame (componente B).Durante la lavorazione, aggiungere prima il caprolattame al serbatoio della materia prima, controllare la temperatura a 74~85℃, quindi aggiungere il catalizzatore, chiudere il contenitore, mescolare vigorosamente per sciogliere il catalizzatore nel caprolattame e degassare la miscela per 15 minuti sotto N2.

Quindi miscelare caprolattame e prepolimero ad una temperatura di miscelazione di 74-85°C, agitare bene e degasare.Successivamente, sotto l'azione della pressione, i due componenti liquidi entrano nello stampo attraverso il mescolatore e solidificano e modellano.Poiché il prepolimero e il caprolattame subiscono una reazione di copolimerizzazione a blocchi, il prodotto risultante ha una buona flessibilità e un'elevata resistenza all'urto.

I prodotti in nylon 6 RRIM con materiali rinforzati hanno una rigidità maggiore e un coefficiente di dilatazione lineare inferiore.I prodotti Nylon 6 RIM e RRIM sono ampiamente utilizzati, principalmente nell'industria automobilistica, come parafanghi, pannelli porta, cofani motore e coperture antiurto.

5. Diciclopentadiene (DCPD) RIM

Le materie prime di DCPD RIM includono principalmente DCPD, catalizzatori, attivatori, stabilizzanti, regolatori, riempitivi, antiossidanti, elastomeri, agenti schiumogeni, ritardanti di fiamma e agenti nucleanti.

Nel sistema DCPD RIM, varie materie prime sono generalmente suddivise in due componenti, A e B secondo i requisiti della formula.Il componente A include DCPD, catalizzatori, stabilizzanti e altri additivi.Il componente B include DCPD, attivatore, regolatore e altri agenti ausiliari.

Durante la lavorazione, i componenti A e B accuratamente dosati vengono miscelati uniformemente nella testa di miscelazione e quindi iniettati nello stampo sigillato.Nello stampo si verifica una rapida reazione di polimerizzazione, seguita da solidificazione e stampaggio.È importante notare che prima che lo stampo sia pieno, il regolatore del tempo di reazione di polimerizzazione controlla la reazione chimica.Dopo che lo stampo è stato riempito, la polimerizzazione è completata e lo stampaggio è completato in circa 10 secondi.I prodotti generalmente non devono essere sottoposti a un processo di polimerizzazione post-stampa.

6. BORDO in poliurea

Polyurea RIM utilizza un sistema di materiale auto-rilasciante contenente un agente distaccante interno, prodotto dalla reazione di polietere a terminazione amminica, estensore della catena amminica e prepolimero a terminazione isocianato (MDI) durante lo stampaggio.Poliurea.

Il processo ha molte caratteristiche eccellenti: a causa dell'elevata reattività dei gruppi amminici e dei gruppi isocianato, non è richiesto alcun catalizzatore;quando il materiale di reazione viene iniettato nella cavità dello stampo, la viscosità è elevata e la corrente parassita viene ridotta quando lo stampo viene riempito, quindi viene introdotta meno aria e il prodotto viene sprecato.Il tasso è basso;il materiale gelifica entro 1 ~ 2 secondi dopo essere entrato nello stampo e deve rimanere nello stampo solo per 20 secondi;il materiale non aderisce alla cavità durante la sformatura e la selezione del sistema di agente distaccante interno è meno limitata;aggiunta di fibra di vetro rinforzata per preparare poli Nel caso di prodotti urea RRIM, non ha alcun effetto sulla reazione tra ammina e isocianato.

L'intero processo di reazione della formazione della poliurea non richiede un catalizzatore, quindi non vi è alcun catalizzatore residuo nel prodotto, quindi il prodotto RIM in poliurea non si degrada ad alta temperatura e il prodotto ha una buona stabilità.

7. Stampaggio ad iniezione a reazione di fibra variabile (VFRIM)

La tecnologia MM/RIM prevede prima la posa della fibra nella cavità dello stampo, quindi l'iniezione della resina liquida.Lo svantaggio di questo processo è che richiede tappetini in fibra prefabbricati, il che complica il processo e aumenta il costo.Inoltre, poiché il feltro in fibra deve essere posato manualmente, l'intensità del lavoro aumenta notevolmente.Sulla base di questo, è nato lo stampaggio ad iniezione a reazione di fibra variabile (reazione a fibra variabile ※※※※※※※※cction, VFRIM).

Questa tecnologia è stata sviluppata dalla società tedesca KraussMaffei e dalla società italiana Cannon-Technos negli anni '90.La sua caratteristica importante è che lo stoppino in fibra viene prima inviato al trituratore per tagliare in fibre corte disperse, quindi le fibre corte vengono inviate alla testa di miscelazione a forma di L per mescolarsi con la resina, e infine la miscela viene iniettata nello stampo per l'indurimento e la formatura.

Attualmente, i prodotti che sono stati realizzati utilizzando la tecnologia VFRIM includono i pannelli delle portiere delle auto, i vassoi dei cuscini, i paraurti, le alette parasole, i vassoi per i bagagli e i pannelli dei box per autocarri leggeri.Le prestazioni dei prodotti a bassa densità realizzati con tecnologia VFRIM sono equivalenti a quelle dei prodotti RIM tradizionali.Rispetto ai prodotti RIM, i prodotti ad alta densità prodotti utilizzando la tecnologia VFRIM mostrano prestazioni migliori.