PC遮光料的加工成型

PC（聚碳酸酯）遮光料的加工成型需结合其高熔融粘度、热敏性、吸湿性等特性，通过精准控制工艺参数和设备配置，确保制品的遮光性能、力学强度及外观质量。以下是关键成型工艺解析及操作要点：

一、原料预处理：干燥是前提

1. 吸湿特性

PC 分子链含极性酯基，易吸潮（吸水率 0.15-0.3%），水分在高温下会引发水解，导致制品出现气泡、银纹或降解发黄。

2. 干燥工艺

设备：采用热风循环干燥机或除湿干燥机（露点≤-40℃）。
参数：

温度：120-130℃（高于 ABS 的 80-90℃，因 PC 熔点更高）。
时间：3-4 小时（新料）或 4-6 小时（再生料 / 潮湿料）。

判定标准：料粒表面无粘连，含水率＜0.02%（可通过快速水分测试仪检测）。

二、注塑成型：工艺参数是核心

1. 设备选型

螺杆设计：

优选渐变型螺杆（压缩比 1.8-2.2:1），长径比（L/D）20-24:1，避免剪切过热。
止逆环需精密研磨，防止熔料滞留降解（PC 熔体粘度高，滞留易碳化）。

料筒材质：耐腐蚀、耐磨（如氮化钢或双合金料筒），避免铁屑污染遮光剂分散。

2. 关键工艺参数

参数	推荐范围	对制品影响
料筒温度	260-300℃（随遮光剂含量调整）	温度过低：熔料塑化不良，遮光剂分散不均（出现黑点）。温度过高：PC 降解，制品发黄，遮光率下降。
模具温度	80-120℃	低温：充模困难，表面光泽差，内应力大（易开裂）。高温：结晶度提高，尺寸稳定性好，但成型周期延长。
注射压力	80-150MPa	低压：填充不足，薄壁件缺料。高压：增加熔接痕风险，需配合模温控制。
保压压力	注射压力的 60-80%	保压不足：制品缩水，遮光层厚度不均（影响遮光一致性）。保压过高：脱模困难，顶针痕明显。
冷却时间	20-40 秒（取决于壁厚）	冷却不足：制品脱模后变形，尤其是精密光学部件（如镜头遮光罩公差需＜±0.03mm）。

3. 遮光剂分散要点

炭黑体系：需预分散为母粒（如 40% 炭黑母粒），避免直接添加粉料导致螺杆打滑或分散不均（建议母粒添加量 5-15%）。
钛白粉体系：选择金红石型钛白粉（遮光效率高于锐钛型），粒径控制在 0.2-0.3μm（接近可见光半波长，散射效果最佳），需配合分散剂（如硬脂酸锌）提升相容性。

三、挤出成型：适用于板材、管材等连续生产

1. 典型应用

光学级遮光板（如仪器仪表显示屏背板）、汽车尾灯遮光条、工业用避光管材。

2. 工艺要点

挤出机配置：

采用屏障型螺杆（减少熔料滞留），压缩比 2.5-3:1，机头压力保持 8-12MPa。
模头流道需光滑（粗糙度 Ra≤0.4μm），避免死角导致物料降解。

冷却定型：

板材：通过三辊压光机（辊温 60-90℃）控制厚度（公差 ±0.05mm），表面光泽度（20° 光泽≤10GU）。
管材：真空定径套（真空度 0.03-0.06MPa）配合喷淋冷却，防止管材椭圆度＞1%。

四、二次加工：提升功能性与外观

1. 表面处理

哑光处理：

模内纹理（如喷砂模具）：直接成型哑光表面（粗糙度 Ra 1.6-6.3μm），减少光反射。
化学蚀刻：使用酸性溶液（如氢氟酸稀释液）轻度腐蚀表面，但需注意 PC 耐化学性较弱，易产生应力开裂。

镀膜工艺：

遮光件表面蒸镀金属铬或镍，增强遮光性（反射率＞95%），同时提升耐磨性（如镜头遮光罩接口处）。

2. 精密加工

CNC 切削：用于高精度光学部件（如激光雷达遮光罩），需使用金刚石涂层刀具，切削速度 80-120m/min，进给量 0.05-0.1mm/r，避免发热导致 PC 软化。
超声波焊接：适用于多部件组装（如分体式车灯遮光罩），焊接时间 0.5-1.5 秒，压力 0.1-0.3MPa，防止熔接处碳化。

五、常见缺陷与解决方案

缺陷类型	可能原因	解决措施
表面黑点 / 晶点	1. 遮光剂分散不均 2. 料筒死角滞留降解	1. 提高母粒预分散质量 2. 清洗料筒，降低加工温度
熔接痕明显	1. 模具温度过低 2. 熔体流动性差	1. 提高模温至 100℃以上 2. 增加浇口数量或扩大流道
制品变形	1. 冷却不均匀 2. 内应力过大	1. 优化冷却水路，延长冷却时间 2. 成型后退火处理（100℃×2 小时）
遮光率不足	1. 遮光剂添加量不足 2. 高温降解失效	1. 检测母粒添加比例 2. 降低料筒温度，缩短成型周期
黄变 / 降解	1. 加工温度过高 2. 干燥不彻底	1. 设定料筒温度≤300℃ 2. 重新干燥原料至含水率＜0.02%

六、环保与安全注意事项

边角料回收：

纯 PC 遮光料边角料可粉碎后再生（添加比例≤20%），但需避免混入其他塑料（如 ABS）导致性能劣化。
含阻燃剂的 PC 遮光料需分类回收，符合欧盟 WEEE 指令。

职业防护：

加工过程中避免吸入 PC 粉尘或挥发物（可能含微量双酚 A），需佩戴防尘口罩和防护手套。
废料处理需遵循当地环保法规，禁止露天焚烧（PC 燃烧产生 CO 和少量苯酚）。

总结：PC 遮光料成型的核心控制逻辑

PC 遮光料的加工需以 **“稳定熔体温度、确保分散均匀、控制内应力”为原则，通过高精度设备 **（如带压力传感器的注塑机）和智能化工艺参数监控（如模温实时调节系统），实现从原料干燥到成型后处理的全流程优化。对于光学级等高要求制品，建议采用模流分析（Moldflow）预判填充效果，减少试模成本，同时通过在线检测设备（如分光测色仪）实时监控遮光率和色差，确保批量生产的一致性。