全部 高分子 智能汽车 陶瓷 消费电子 弹性体 生物降解 5G材料 光伏 医用材料 锂电 汽车材料 新消费电子 会议列表 展会 半导体
无卤阻燃PC/ABS塑胶电子外壳开裂原因揭秘



3C电子外壳材料因为需要阻燃性、强韧平衡、能薄壁成型以及尺寸稳定性,所以无卤阻燃PC/ABS是最优的选择。☟


辣么多3C电子外壳材料都不约而同地选择它,why?


然而,无卤阻燃PC/ABS也不是万能的,用它做3C电子外壳产品,一个让人头疼的问题是料螺孔处容易出现开裂。


▷比如这种

打入螺丝后,螺孔直接脆性断裂:


▷或者这样的

注塑时还是好好的

在仓库放了一个月,就变成这样的了



螺丝孔开裂对制件的装配、制件安全性都带来了挑战,是个必须要解决的问题。


那么,为什么打螺丝孔会开裂呢?

又该如何解决呢?


总结起来

螺丝孔开裂大概有以下几个原因

答案

点击下方空白处获得答案


①材料配方设计缺陷,本身韧性不足

②熔接线强度低

③加工过程中材料降解

④防锈油等化学品影响

⑤金属-塑料收缩系数差异

⑥螺孔设计不合理


 




 阻燃剂析出、材料韧性不足


先说材料本身的影响。

因为阻燃需要,无卤阻燃PC/ABS必须加入阻燃剂,而无卤阻燃剂最常用的是多聚物小分子,比如有机磷阻燃剂(Mw为几十到几百)。这些小分子物质的加入,会使PC/ABS的韧性受到影响。


更为重要的是,这些阻燃剂中含有未充分聚合的单分子或小分子残余(如TPP),由于分子量小很容易从PC/ABS材料内部迁移析到材料表面,这样材料表面就形成一个个微型裂缝,从而引发开裂


另外,无卤阻燃PC/ABS中,PC是一种缺口敏感的材料。当PC中有一个很小的裂纹而没有得到及时终止,就会扩展为大的开裂。

D公司无卤阻燃PC/ABS 打螺丝孔


在PC中加入ABS,可以明显减轻PC因为缺口敏感造成的开裂,这是因为ABS中的橡胶相丁二烯(B)分散在PC/SAN基体中,形成了“海-岛”结构,可以有效阻止裂纹的产生和发展。


橡胶增韧机理示意图


都是加了ABS,那为什么不同改性厂家做出来的无卤阻燃PC/ABS的韧性还是有差异呢?


这是因为材料韧性表现还与所选择ABS的橡胶粒径、含量和分散相态等因素相关,一般来说,所选ABS粒径越小、橡胶含量越高、橡胶分散越均匀,那么螺丝孔强度就越高。

相态均匀                            相态不均匀

(黑色颗粒为橡胶相)


无卤阻燃PC/ABS AN9000打螺丝孔


熔接线强度低、注塑困气


螺孔处的熔接线强度低也是一个重要原因。注塑螺孔的时候会出现两股料流汇合,产生熔接线。如果在汇合处料流结合力弱、边缘位置出现缺口、橡胶翻转、橡胶分布不均等情况,就会使相关区域强度降低,增加开裂风险。

熔接线成型图


另外,有些工厂注塑时将螺母提前放置在模腔内,然后注塑塑料熔体。由于螺母边缘一般都是锯齿状,在注塑的时候可能产生气体留在锯齿中,导致塑料与螺母结合不密实的情况,也就是常说的困气。这个缺陷可能导致裂纹的产生及生长,这就需要在模具中加强排气设计。

螺母边缘设计成锯齿状以提高结合力



材料降解


无卤阻燃PC/ABS材料中的PC在热、氧、剪切,特别是水、碱性基团的刺激下,容易发生断链反应,而且ABS在高温条件下也容易发生降解,从而使PC/ABS受“内伤”,制件性能如抗冲击性能、耐热性能等将会下降。

PC降解


预先放置螺母的注塑方式,需要更长的注塑周期,材料在料筒中停留的时间可达3分钟以上,这也加大了材料降解的风险。


评估材料热稳定性和是否降解的一个简单方式是,将材料在一定温度下于注塑机中停留一段时间后对空注射,看发烟情况。发烟越多说明降解越严重。

260℃,停留5分钟后对空注射:

 C公司无卤阻燃PC/ABS  浓烟滚滚

AN9000 略有轻烟



防锈油、螺纹紧固剂等化学品影响


为了防止铁的螺丝生锈,螺丝厂家会在螺丝表面覆上防锈油防锈油一般含有汽油、煤油以及脂肪酸、碱土金属盐等酸碱性物质。


为了让螺柱和螺丝结合更紧固,有些制造厂会在螺柱螺母结合处滴入螺纹紧固剂它含有丙烯酸酯、马来酸、乙酰苯肼等物质。


而上面这些化学物质可能会造成无卤阻燃PC/ABS的腐蚀和开裂。


将PC/ABS样条涂覆螺纹紧固剂前后的表面放大后观察发现,涂覆后造成了严重的表面腐蚀,样条表面出现大量裂纹,这些裂纹随着时间会不断增长,导致最终开裂。


(涂覆前)                             (涂覆后)

涂覆螺纹紧固剂前后样条表面放大图



金属-塑料收缩系数差异


塑料和金属因为热膨胀系数不同,在热胀冷缩时由于收缩量不同导致的应力开裂也是螺丝孔开裂的一个原因。


铁的线膨胀系数为11×10-6/℃,无卤阻燃PC/ABS 的线膨胀系数为

75×10-6/℃,后者是前者的7倍以上。


当自攻螺丝进入螺丝孔时,一般会处于过盈状态,也就是说塑料螺孔处于膨胀状态。当温度变冷时,金属螺丝收缩量较小,而塑料螺孔收缩量较大,螺孔就可能会因为收缩应力引发开裂。这也是冬天的时候更容易发生螺丝孔开裂的原因。



螺丝孔设计不合理


螺丝孔设计不合理主要体现在导孔设计、螺孔深度、螺孔内径与螺丝过盈、螺孔厚度等方面。



旋入螺丝时,经常有螺丝斜着进入的情况,就容易造成螺孔破裂。为防止螺丝导入时方向偏差而导致开裂,必须设计导孔以导正螺丝锁入。


另外,自攻螺丝进入时,会切削出来塑料碎屑,这些碎屑挤压可能导致螺丝孔爆裂,所以螺孔长度必须比螺丝长度长,以容纳被自攻螺丝切削出来的塑胶屑。


而且,为了防止背面出现缩印,在设计时一般会将螺丝柱厚度设计的比较薄,这也是螺丝柱容易开裂的原因之一。




如何

分析了螺丝孔断裂的各种原因,那么应该如何避免这种状况呢?

避免


01

合理选材

选择韧性可靠,特别是针对螺丝孔强度问题进行配方设计的无卤阻燃PC/ABS。比如无卤阻燃PC/ABS AN9000它针对螺丝孔开裂进行了特殊的配方设计,在PC选择、阻燃剂选择、橡胶相态及分布、热稳定性等方面进行加强设计,保证更高的产品良率。

02

防止降解

合理设计工艺流程,减少材料在螺杆中停留时间,禁止使用对无卤阻燃PC/ABS造成腐蚀的防锈油、螺纹紧固剂等化学试剂,以防止材料降解。

03


改进结构设计

螺柱厚度适当加厚、螺柱内径适当加宽,防止打螺丝时出现过盈,提高螺孔深度等。


现艾邦建有阻燃剂产业交流群,美国雅宝、海王化工、海化集团、卫东化工、默锐化工、大湖公司、以色列死海溴集团等企业均已加入,欢迎产业链上下游的朋友入群探讨,共谋进步。请长按下方二维码或添加微信号:polytpe555!

 



相关推荐
常见阻燃塑料所用阻燃方案简介
目前工程塑料阻燃体系中, 阻燃PC/ABS、阻燃PC主要使用磷系阻燃剂BDP;阻燃ABS、阻燃HIPS、阻燃PBT主要使用溴系阻燃剂,阻燃PA既有溴系阻燃,也有磷氮系阻燃。
0
0
0
PTFE抗滴落剂供需缺口近千吨,10家生产企业盘点
PTFE逐步替代氯化聚乙烯、硅橡胶等产品,成为抗滴落剂主流产品。
0
0
8
未来3-5年阻燃工程塑料的几个重要市场方向
全球范围内,阻燃法规实施最严格的是电子电器和电缆领域;欧、美等发达市场对汽车、电子电器、网络通信设备等行业都制定了较为严格的阻燃法规,从而拉动了对阻燃塑料的需求。
0
0
14
HBCD不能用了,EPS保温材料阻燃怎么办?
节能环保是一项长期国策,建筑节能是国家节能的重要组成部分,在建筑能耗中建筑外墙的热损耗占有较大的比例,发展建筑外墙保温技术及其节能材料已成为建筑节能的重点。
0
0
17
科莱恩高性能无卤阻燃剂惠州新工厂开工
科莱恩,今日宣布将在广东省惠州市大亚湾的现有基地新增建设Exolit OP 阻燃剂在中国的首座生产工厂。通过构建本土产能,科莱恩大大提高为中国客户提供解决方案的速度。
0
0
17
12月25日起,HBCD溴系阻燃剂在中国全面禁止生产、使用
全面禁止含HBCD的EPS/XPS阻燃板材在建筑行业的应用,必然会对建筑保温行业带来巨大的挑战,但同时行业也迎来了重新洗牌的黄金期,为无机保温材料、金属类隔热保温材料和新型环保保温材料及环保型阻燃剂提供了更大的发展空间。
0
0
26
寿光限产溴素,溴系阻燃剂市场雪上加霜
此次限产停产,会对溴系阻燃剂市场造成冲击,相关企业需做好备案。受此影响,磷氮系阻燃剂可能也会迎来新的项目机会。
0
0
26
埃万特(Avient)为工业和电信电缆提供新型低烟无卤阻燃剂,延长电缆使用寿命
这些材料扩展了其低烟无卤(LSFOH)产品组合,并提供了新的解决方案,可以通过延长电缆寿命来减少浪费。
0
0
25
高分子材料处于行业前沿的3大阻燃技术
​高分子材料是与陶瓷材料、金属材料并重的三大材料之一,其使用范围几乎涵盖人们工作生活的方方面面。
0
0
48
易燃高分子材料还能自带阻燃性能?这下阻燃剂都省了
让聚合物聚合完成时自备阻燃性能!
0
0
51
6000亿元的照明灯具市场,阻燃塑料有哪些机会?
照明灯具何以有如此大的市场?对改性塑料行业来说有哪些机会呢?
0
0
41
阻燃剂价格飞涨,老板赶紧让我找找PC阻燃替代方案
PC阻燃,除了磷酸酯类,还有其他选择!
0
0
73
受阻燃剂缺货和涨价影响,PBT又涨价!
缺货、涨价、限电,材料行业陷入凛冬,行业动荡的情况下,企业将如何共克时艰?
0
0
232
银禧科技连发两个项目,包括生物降解|5G|医疗用高分子材料和无卤阻燃剂
这两个项目将聚焦于5G、生物降解、医疗高分子材料及无卤阻燃剂等。
0
0
69
旭化成:推出新型无卤素阻燃聚酰胺66,具有卓越的表面质量和激光打印性能
除了阻燃和抗蠕变特性外,该材料还具有卓越的表面质量。这一点无需额外的处理和涂层,甚至在玻璃纤维含量高达50%的情况下也能实现。
0
0
50
阻燃ABS大涨价?试试阻燃PVC!
阻燃PVC替代阻燃ABS?耐热性能、冲击性能、耐候性能、加工性能能达到应用要求吗?
0
0
53
阻燃剂的量对PVC性能的影响
氢氧化物填充的PVC体系作为高阻燃PVC电缆料的基准配方,考察了三氧化二锑、硼酸锌、锡酸锌、八钼酸铵、纳米粘土等阻燃剂和四溴苯酐酯阻燃增塑剂使用的量与阻燃、其他力学性能的关系
0
0
61
阻燃剂MCA涨价在即,7家国产企业盘点
川精化,寿光卫东,浙江旭森,捷尔思,普塞呋……
0
0
74
工程塑料必备阻燃剂ADP,6大生产厂商盘点
高端阻燃剂市场,除了外资企业,国内企业也纷纷布局
0
0
86