¿Qué es RIM?

Servicio de moldeo por inyección de reacción originado a partir de plásticos de poliuretano.Con el avance de la tecnología de procesos, el proceso también se ha extendido al procesamiento de una variedad de materiales.Al mismo tiempo, con el fin de ampliar los campos de aplicación de la tecnología RIM, especialmente en la industria automotriz, el proceso también introduce tecnología reforzada con fibra.

Introducción al moldeo por inyección de reacción (RIM)

El moldeo por inyección de reacción ('RIM' para abreviar) se refiere a la mezcla de materiales de dos componentes con alta actividad química y bajo peso molecular relativo, y luego inyectarlos en un molde cerrado a temperatura ambiente y baja presión para completar la polimerización, reticulación y curado.El proceso de reaccionar y formar un producto.Este nuevo proceso que combina la reacción de polimerización y el moldeo por inyección tiene las características de alta eficiencia de mezcla de materiales, buena fluidez, preparación flexible de materia prima, ciclo de producción corto y bajo costo.Es adecuado para la producción de productos grandes de paredes gruesas, por lo que es bien recibido en todo el mundo.La atención de todos los países.

RIM se usó originalmente solo para materiales de poliuretano.Con el avance de la tecnología de procesos, RIM también se puede aplicar al procesamiento de una variedad de materiales (como epoxi, nailon, poliurea, policiclopentadieno, etc.).El proceso RIM para el moldeado de caucho y metal es un punto candente de la investigación actual.

Para ampliar los campos de aplicación de RIM, mejorar la rigidez y la resistencia de los productos RIM y convertirlos en productos estructurales, la tecnología RIM se ha desarrollado aún más y se ha mejorado el moldeo por inyección de reacción (RRIM) especialmente utilizado para el moldeo de productos reforzados y tecnología especializada de moldeo por inyección de reacción estructural (SRIM) para el moldeo de piezas estructurales.

Los principios del proceso de moldeo de RRIM y SRIM son los mismos que los de RIM, la diferencia radica principalmente en la preparación de productos compuestos reforzados con fibra.En la actualidad, los productos típicos de RIM incluyen productos grandes como parachoques, guardabarros, paneles de carrocería, cajas de camiones, puertas intermedias de camiones y componentes de puertas traseras.La calidad de sus productos es mejor que la de los productos SMC, la velocidad de producción es más rápida y la cantidad de procesamiento secundario requerido es menor.

proceso de moldeo RIM

1. Proceso

El proceso RIM es el siguiente: el monómero o prepolímero ingresa al cabezal mezclador en cierta proporción a través de una bomba dosificadora en estado líquido para mezclar.Después de inyectar la mezcla en el molde, reacciona rápidamente en el molde, se reticula y solidifica, y se convierte en un producto RIM después del desmoldeo.Este proceso se puede simplificar como: almacenamiento → medición → mezcla → llenado → curado → eyección → posprocesamiento.

2. Control de procesos

(1) Almacenamiento.La solución madre de dos componentes utilizada en el proceso RIM generalmente se almacena en dos depósitos a una temperatura determinada, y los depósitos generalmente son recipientes a presión.Cuando no se está formando, la solución madre normalmente circula continuamente en el depósito, el intercambiador de calor y el cabezal mezclador bajo una baja presión de 0,2~0,3 MPa.Para el poliuretano, la temperatura de la solución madre es generalmente de 20 a 40 °C y la precisión del control de temperatura es de ±1 °C.

(2) Medición.La dosificación del líquido crudo de dos componentes generalmente se completa con el sistema hidráulico, que se compone de bombas, válvulas y accesorios (el sistema de tuberías que controla el material líquido y el sistema del circuito de aceite que controla el trabajo del cilindro de distribución).Durante la inyección, la presión se convierte en la presión requerida para la inyección a través de un dispositivo de conversión de presión alta-baja.El líquido original se mide y expulsa mediante una bomba cuantitativa hidráulica, y se requiere que la precisión de la medición sea de al menos ± 1,5 %, y es mejor controlarlo en ± 1 %.

(3) Mezcla.En el moldeado de productos RIM, la calidad del producto depende en gran medida de la calidad de mezcla del cabezal mezclador, y la capacidad de producción depende completamente de la calidad de mezcla del cabezal mezclador.La presión generalmente utilizada es de 10,34~20,68 MPa y se puede obtener un mejor efecto de mezcla dentro de este rango de presión.

(4) Llenado del molde.La característica del llenado de material de inyección de reacción es que la velocidad de flujo del material es muy alta.Por esta razón, se requiere que la viscosidad de la solución madre no sea demasiado alta, por ejemplo, la viscosidad de la mezcla de poliuretano al llenar el molde es de aproximadamente 0,1 Pa.s.

Cuando se determina el sistema material y el molde.Solo hay dos parámetros de proceso importantes, a saber, el tiempo de llenado y la temperatura de la materia prima.La temperatura inicial del material de poliuretano no debe exceder los 90 ℃, y la velocidad de flujo promedio en la cavidad generalmente no debe exceder los 0,5 m/s.

(5) Curado.La mezcla de dos componentes de poliuretano tiene una alta reactividad después de ser inyectada en la cavidad del molde y puede curarse y fraguarse en poco tiempo.Sin embargo, debido a la baja conductividad térmica del plástico, una gran cantidad de calor de reacción no se puede disipar a tiempo, por lo que la temperatura interna del objeto moldeado es mucho más alta que la temperatura de la superficie, lo que hace que el curado del objeto moldeado proceda de el interior hacia el exterior.Para evitar que la temperatura en la cavidad sea demasiado alta (no más alta que la temperatura de descomposición térmica de la resina), la función de intercambio de calor del molde debe utilizarse por completo para disipar el calor.

El tiempo de curado en el molde de inyección de reacción está determinado principalmente por la fórmula del material de moldeo y el tamaño del producto.Además, el producto de inyección de reacción debe tratarse térmicamente después de expulsarlo del molde.El tratamiento térmico tiene dos funciones: una es complementar el curado y la otra es hornear después de pintar para formar una película protectora fuerte o una película decorativa en la superficie del producto.

Varias tecnologías RIM

1. BORDE de poliuretano

Las materias primas utilizadas en el poliuretano RIM son diferentes de las materias primas de poliuretano de uso general: se requiere que las materias primas líquidas tengan baja viscosidad, buena fluidez y alta reactividad, y las materias primas deben formularse en dos componentes, A (poliol) y B (diisocianato).

El proceso incluye: colocar los componentes A y B de las materias primas en el tanque de materias primas de la máquina de inyección y mantenerlos en una atmósfera de N2 a una temperatura determinada con una viscosidad (por debajo de 1Pa·s) y una reactividad adecuadas;La bomba cuantitativa presiona las materias primas de dos componentes en el mezclador según una cierta proporción y las inyecta en el molde sellado;la mezcla se polimeriza rápidamente en el molde y se solidifica.En este proceso, solo toma de 1 a 4 segundos desde la materia prima para llenar la cavidad, y el ciclo de producción completo es de 30 a 120 segundos.

2. Poliuretano RRIM

Los dos componentes utilizados en el proceso de poliuretano RRIM son poliol e isocianato.El poliol es de tipo poliéter, con una masa molecular relativa de 1?800~2?400, y una funcionalidad de 2~3;el isocianato es generalmente diisocianato de difenilmetano (MDI) o una mezcla de poliisocianato y sus isómeros.El grado es 2~7.Hay dos tipos principales de materiales de refuerzo RRIM, a saber, fibras de refuerzo cortadas y fibras de refuerzo molidas.La longitud de la fibra es generalmente de 1,5 a 3,0 mm, esta longitud no solo garantiza el efecto de refuerzo, sino que también facilita el paso a través del sistema de inyección.Cuanto mayor sea la dispersión de la longitud de la fibra, peor será el efecto de refuerzo.El contenido de fibras de refuerzo (fracción de masa) en los productos RRIM es generalmente inferior al 20 %.Para productos de alta resistencia con requisitos especiales, el contenido de fibras de refuerzo puede llegar al 50%.

3. RIM epoxi

Los productos epoxi RIM tienen alta resistencia a la tracción y módulo de flexión, bajo coeficiente de expansión lineal y tienen excelente resistencia química y alta resistencia al calor (en comparación con el poliuretano y el nailon).Para mejorar la resistencia al impacto de las resinas epoxi, se pueden agregar a las materias primas prepolímeros de polietilenglicol con grupos isocianato y una masa molecular relativa de 4000.

Además, para mejorar aún más las propiedades mecánicas, se pueden agregar varios materiales de refuerzo, como varias fibras, polvo de bigotes, polvo de escamas, microesferas y fibras largas, para convertirlos en productos RRIM.Son extremadamente útiles en la industria automotriz.Competitivo.

4. LLANTA de nailon 6

Las materias primas utilizadas en el nylon 6 RIM incluyen poliéter poliol y prepolímero (componente A) hecho de catalizador y caprolactama (componente B).Durante el procesamiento, primero agregue caprolactama al tanque de materia prima, controle la temperatura a 74 ~ 85 ℃, luego agregue el catalizador, cierre el recipiente, revuelva vigorosamente para disolver el catalizador en la caprolactama y desgasifique la mezcla durante 15 minutos bajo N2.

Luego mezcle la caprolactama y el prepolímero a una temperatura de mezcla de 74-85°C, revuelva bien y desgasifique.Luego, bajo la acción de la presión, los dos componentes líquidos ingresan al molde a través del mezclador y se solidifican y dan forma.Debido a que el prepolímero y la caprolactama experimentan una reacción de copolimerización en bloque, el producto resultante tiene buena flexibilidad y alta resistencia al impacto.

Los productos Nylon 6 RRIM con materiales reforzados tienen mayor rigidez y menor coeficiente de expansión lineal.Los productos Nylon 6 RIM y RRIM se utilizan ampliamente, principalmente en la industria automotriz, como guardabarros, paneles de puertas, capós de motores y cubiertas de choque.

5. RIM de diciclopentadieno (DCPD)

Las materias primas de DCPD RIM incluyen principalmente DCPD, catalizadores, activadores, estabilizadores, reguladores, rellenos, antioxidantes, elastómeros, agentes espumantes, retardantes de llama y agentes nucleantes.

En el sistema DCPD RIM, varias materias primas generalmente se dividen en dos componentes, A y B, de acuerdo con los requisitos de la fórmula.El componente A incluye DCPD, catalizadores, estabilizadores y otros aditivos.El componente B incluye DCPD, activador, regulador y otros agentes auxiliares.

Durante el procesamiento, los componentes A y B dosificados con precisión se mezclan uniformemente en el cabezal mezclador y luego se inyectan en el molde sellado.Se produce una rápida reacción de polimerización en el molde, seguida de solidificación y moldeado.Es importante señalar que antes de que el molde esté lleno, el regulador del tiempo de reacción de polimerización controla la reacción química.Una vez que se llena el molde, la polimerización se completa y el moldeo se completa en aproximadamente 10 segundos.Por lo general, los productos no necesitan pasar por un proceso de poscurado.

6. RIM de poliurea

Polyurea RIM utiliza un sistema de material de auto liberación que contiene un agente de liberación interno, que se fabrica mediante la reacción de poliéter terminado en amino, extensor de cadena de amina y prepolímero terminado en isocianato (MDI) durante el moldeo.Poliurea.

El proceso tiene muchas características excelentes: debido a la alta reactividad de los grupos amino y los grupos isocianato, no se requiere catalizador;cuando el material de reacción se inyecta en la cavidad del molde, la viscosidad es grande y la corriente de Foucault se reduce cuando se llena el molde, por lo que se introduce menos aire y el producto se desperdicia.La tasa es baja;el material gelifica dentro de 1~2 segundos después de ingresar al molde, y solo necesita permanecer en el molde durante 20 segundos;el material no se adhiere a la cavidad durante el desmoldeo, y la selección del sistema de agente de desmoldeo interno está menos restringida;adición de fibra de vidrio reforzada para preparar poli En el caso de los productos RRIM de urea, no tiene ningún efecto sobre la reacción entre la amina y el isocianato.

Todo el proceso de reacción de formación de poliurea no requiere un catalizador, por lo que no hay catalizador residual en el producto, por lo que el producto RIM de poliurea no se degrada a alta temperatura y el producto tiene buena estabilidad.

7. Moldeo por inyección de reacción de fibra variable (VFRIM)

La tecnología MM/RIM consiste en colocar primero la fibra en la cavidad del molde y luego inyectar la resina líquida.La desventaja de este proceso es que requiere mallas de fibra prefabricadas, lo que complica el proceso y aumenta el costo.Además, debido a que el fieltro de fibra debe colocarse manualmente, la intensidad del trabajo aumenta considerablemente.Basado en esto, nació el moldeo por inyección de reacción de fibra variable (VFRIM).

Esta tecnología fue desarrollada por la empresa alemana KraussMaffei y la empresa italiana Cannon-Technos en la década de 1990.Su característica importante es que la mecha de fibra se envía primero a la trituradora para cortarla en fibras cortas dispersas, y luego las fibras cortas se envían al cabezal mezclador en forma de L para mezclarlas con la resina y, finalmente, la mezcla se inyecta en el molde. para curar y formar.

En la actualidad, los productos que se han producido utilizando la tecnología VFRIM incluyen paneles de puertas de automóviles, bandejas de cojines, parachoques, parasoles, bandejas de equipaje y paneles de cajas de camiones ligeros.El rendimiento de los productos de baja densidad producidos con tecnología VFRIM es equivalente al de los productos RIM tradicionales.En comparación con los productos RIM, los productos de alta densidad fabricados con tecnología VFRIM muestran un mejor rendimiento.