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橡胶制品表面缺陷应对方案

2025/05/15 10:13:28

  橡胶制品的表观质量不仅关乎产品等级,更直接影响客户满意度及后续性能表现。本文面向研发、质量、质检及生产人员,系统性剖析橡胶制品表面三大常见缺陷——气泡、流痕、缺料的成因与终zhong极ji应对策略,附带详细技术参数与数值范围,便于现场参考与落地执行。

  一、缺陷类型与成因速查表

缺陷类型 典型形貌 高频成因 高发工序
气泡 表面半球形凸起,直径0.1-2mm 原料水分>0.3%、混炼胶夹气、硫化压力不足 模压/注射成型
流痕 蛇形纹路或放射状痕迹 模具温差>15℃、胶料流动性差、注射速度过快 注压/传递成型
缺料 局部未充满,边缘锐利 排气不良、胶料黏度过高、注胶量不足 复杂结构件成型

   二、气泡(Bubble / Blister / Void)

  1. 常见成因

  挥发组分挥发量超标:在160℃时,胶料中的挥发物(TVOC)不应超过1.5%(推荐值≤1.0%)。

  水分含量超限:胶料及填料含水率若>0.3%,易在成型时转为水汽生成气泡。

  排气槽缺陷:模具排气槽宽度过窄或深度不足,导致气体无法排出(推荐尺寸:宽度0.03–0.05 mm,深度0.02–0.04 mm)。

  2. 终zhong极ji应对方案

  (1)配方端调整

  软化剂控制:芳烃油推荐用量≤8 phr;石蜡油慎用,避免在高温下产生大量低分子挥发物;

  填料干燥标准:白炭黑、滑石粉烘干至≤0.2%水分(可采用120°C×4h热风干燥);

  硫化体系优化:使用过氧化物(如DCP)时推荐用量不超过1.5 phr,避免过早放热分解产气。

  (2)混炼与炼胶工艺

  密炼温度:前段控制在100–120°C,避免剪切过热;排胶前温度不超过140°C;

  开放式炼胶排气次数:建议开炼2–3次排气,并保持辊距在1.2–1.5 mm,增强气体释放效果;

  预混真空排气装置:高挥发性体系建议配置负压-0.08 MPa以上的排气腔体。

  (3)成型过程控制

  真空压模参数:抽真空时间3–8秒,真空度不低于-0.085 MPa;

  升温速率:推荐初期升温≤3°C/min,尤其在90–130°C阶段,利于气体外逸;

  模具温度:应确保温差<±3°C,避免局部高温提前硫化包气。

  三、流痕(Flow Mark / Cold Line)

  1. 成因机理

  熔接线冷却过快:当胶料在模内流速<20 cm/s或温差>15°C时,易形成表面流痕;

  材料剪切过度:分子链降解后黏度不一致,形成视觉层次差异;

  模具设计不当:主流道厚度<2.5 mm、转角小于60°时,易形成流动死角。

  2. 优化建议(含技术参数)

  (1)胶料配方调整

  流动性设计指标:胶料门尼黏度(ML1+4@100°C)控制在45–65之间,利于充模流动;

  剪切敏感性调控:若注射成型,应选用剪切变稀特性的聚合物(如EPDM、BR);

  添加润滑剂:如硬脂酸锌用量1.0–2.0 phr,可显著降低摩擦系数。

  (2)模具与流道改进

  流道设计:主流道宽度应≥胶料厚度的1.5倍,推荐厚度≥3.5 mm,角度≥60°;

  冷料井布置:设置深度≥5 mm、直径≥8 mm的冷料井可显著缓解冷料痕;

  温控系统优化:多段模温控制器确保各区温度差<±2°C。

  (3)注压工艺参数

  注胶速度:推荐30–60 mm/s(低速注射,避免湍流);

  保压时间:通常为10–20 s,根据制品厚度和复杂程度调整;

  喷嘴与模腔温差控制:确保喷嘴温度略高于模腔温度(建议温差3–5°C)。

  四、缺料(Short Shot / Underfill)

  1. 常见诱因

  胶料流动性差:门尼黏度过高(ML1+4 > 70),导致流动末端无法填充;

  进胶口设计不当:若进胶口截面积<产品厚度×宽度×0.8,易导致流速不足;

  设备参数偏差:注射压力<12 MPa时,不足以克服模腔阻力。

  2. 解决方案(含数值推荐)

  (1)胶料设计优化

  流动指标:门尼粘度控制在45–55(注射工艺)或50–60(压模工艺);

  低温流动促进剂添加:推荐使用反应型硅油(如硅kui烷wan偶联剂0.5–1.0 phr);

  填料结构优化:采用BET比表面积低于30 m2/g的白炭黑可改善流动性。

  (2)模具结构调整

  浇口厚度:大于制品最zui大da厚度的60%(即若制品厚度为6 mm,则浇口≥3.6 mm);

  多点进胶:对于流动路径>150 mm或厚薄比>5的制品,建议采用多点布胶系统;

  产品壁厚差异≤2倍:结构优化避免过薄区形成“流动终点”。

  (3)设备参数配置

  注射速度:控制在40–80 mm/s;

  注射压力:12–18 MPa,根据制品复杂程度逐步调节;

  保压时间:按制品厚度每1 mm至少保压4秒,即5 mm厚制品至少保压20秒。

  通过精jing准zhun控制每一个关键参数节点,辅以标准化作业流程和持续监控手段,可实现橡胶制品表面质量的系统提升。建议企业构建完整的缺陷数据库及参数推荐表,逐步实现智能预判和闭环优化。

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