ABS 的着色问题(第一次发贴)

成品顏色與既定顏色不符原因

用ABS注塑成型時,成品可能會出現與既定顏色不符情況,導致情況的原因有許多,可能是由于不同的注塑機構造,啤塑及測試時所處環境,模具設計,產品外型,產品壁厚薄,比對角度,光波波長,甚至個人對顏色的不同反應等,如解決上述問題後仍未有滿意效果,則要進一步留意下列各點:
1.        ABS樹脂的特性
ABS為三元共聚物,由丙烯腈(ACRYLONITRILE),丁二烯(BUTADIENE),苯乙烯(STYRENE)三種單體共聚合而成,此三種單體各有其不同的基本性能,丙烯腈(A)使聚合物有耐化學腐蝕性,具有一定的表面硬度;丁二烯(B)使聚合物呈橡膠狀韧性;苯乙烯(S)使聚合物具有剛性和流動性.根據要求的不同,可以改變三種單體組分之間比例,使共聚而成的ABS樹脂具有不同的性能.ABS樹脂被廣泛應用,是由于ABS樹脂除易于成型和機械加工外,亦具有一定的耐沖擊能力,針對應用的不同,普通級ABS樹脂可大略分為超高沖擊型,高沖擊型,中沖擊型及低沖擊型等,當然,亦可視乎要求,生產廠可供應具有其他特性如高光澤,耐候,電鍍,耐高溫,自滅火……等特殊用途,但沖擊力仍為ABS最被重視的一環.
雖然為同一類型ABS,由于不同產地,市場須要及生產技朮,市面上不同甚至相同牌子/型號ABS樹脂均有其不同特性,聚合成ABS樹脂的三種單元各有其特定成型要求,由于各牌子/型號ABS的A,B,S組合比例改變,聚合后不同牌子/型號ABS當然有不同的啤塑成型要求條件.
2.        啤塑條件
丁二烯(B)能夠使ABS具有橡膠狀韧性,增加比例能加強ABS聚合物的耐沖擊力,但丁二烯(B)底色偏黃,因此一般超耐沖擊型ABS底色均較黃,同時易受過高成型溫度影響,ABS樹脂是無定型聚合物, ,在成型溫度有小波動時,對成品外觀及其他固有物性影響也不大,ABS樹脂在熔融狀態下的流變性為非牛頓型,流動特性類似聚甲醇(POM),因此啤塑加工的流動性,主要是由壓力(剪切速率)而不是溫度調節,為平衡其他機械,物理特性,兼顧耐沖擊力的ABS樹脂內丁二烯的比例,一般較高,雖然在聚合時可以採用其它技朮降低丁二烯自然色素,但此舉將會影響ABS樹脂特性平衡.
ABS樹脂具有良好的成型加工性能,普通技工用一般注塑機械設備即可進行加工成型,亦由于此方便,在生產要求稍高的成品時,忽略將成型條件調校呈所選用物料之最適合狀態,除不能發揮物料之應有優點外,更導至其他成型不良的毛病.
采用螺桿式注塑機,不同單體比例ABS樹脂的設定注塑溫度在160攝氏度至230攝氏度之間,但絕不允許超過250攝氏度,否則會出現降解,甚至產生有毒的揮發性物質,生產顏色穩定要求高的成品時,更應注意調節注塑溫度,避免因丁二烯過熱碳化而影響成品顏色,操作溫度要視乎不同注塑機射膠量,設計,物料逗留時間……等等條件反覆測試,使能與相應條件配合,才能生產出合符要求成品.
模具溫度在成品要求精度高時,調較在50攝氏度至60攝氏度之間;要求表面光澤和耐熱時,控制在60攝氏度至80攝氏度之間;注射壓力,一般比苯乙烯(PS)略大,但隨制品型狀,大小,厚薄以及所用設備不同而異,通常溫度高,制品型狀不復雜,壁厚時,壓力可以低些;相反則高些,一般注射壓力為70-100兆帕.成型時間隨制品型狀,厚薄.大小而異,以下為成品顏色與既定辦不符的一般原因及校正:
料筒溫度過高        降低料筒溫度
螺杆轉帶過快        放慢螺杆轉速
未建背壓        建背壓(10-20kgf/cm2)
樹脂在料筒內逗留過        盡可能縮短滯留期及降低料筒溫度
部份樹脂滯留在料筒或澆口        確保無剩餘的滯留物
膠粒在烘乾時受到污染        彻底清潔干燥器

3.        顏料選用
專業配色會視乎所提供原色ABS特性及底色,利用機械及儀器配制顏料加工制造顏色ABS粒,但由于上述理由,拉粒廠仍要根據成品實際須要,到啤塑生產現場協肋調校,直至能達到要求.
為配合客戶不同要求,被應用的顏料種類繁多,特性亦各有不同,通常拉粒廠針對須配色原料特性及顏色選用合適顏料,如同膠料,每種顏料均有其獨異特性如擴散性,著色能力,光澤等.因此要發揮顏料最佳效能,亦要配合最適合操作條件,由于ABS可接受之注射溫度不高,配合其要求及經濟原則,所選用顏料之適合操作溫度亦應與ABS相若,如果生產之注射溫度高于顏料所能承受溫度,則會導致顏料因過熱而揮發,從而破壞其應有著色效能,影響成品顏色與既定色辦不符.
　　　   一般而言,采用經再加工拉粒物料生產成品能減少污染,方便生產及獲得穩定顏色,但成本亦相應較高.消費者付出較出較多代價后,對成品要求當然較高,為符合要求,拉粒廠要較長時間替客戶解決由于不同因素,所導至的顏色不符困難及開導客戶采納改變建議.
　   經驗所得,海外ABS生產廠亦要求用戶遵從他們的特定操作條件,才能保証其原廠聚合顏色料能完全發揮其應有效能,用戶普遍錯覺提升料筒溫度能加快成型速度從而提高生產力,但生產ABS資歷僅次於美國的日本ABS生產廠早已解決由于流量不足而降低生產力的技朮困難,開發出能量高而不用勉強提高注塑溫度的物料,同時提升料筒溫度增加生產力的理論亦與ABS的流變性不符,提升溫度只會白白浪費能源及增加生產成本.