Qu'est-ce que RIM ?

Service de moulage par injection de réaction proviennent de plastiques polyuréthanes.Avec l'avancement de la technologie des procédés, le procédé a également été étendu au traitement d'une variété de matériaux.Dans le même temps, afin d'élargir les domaines d'application de la technologie RIM, en particulier dans l'industrie automobile, le procédé introduit également une technologie renforcée de fibres.

Introduction au moulage par injection-réaction (RIM)

Le moulage par injection de réaction ('RIM' pour faire court) fait référence au mélange de matériaux à deux composants avec une activité chimique élevée et un faible poids moléculaire relatif, puis à les injecter dans un moule fermé à température ambiante et à basse pression pour compléter la polymérisation, la réticulation et guérir.Le processus de réaction et de formation d'un produit.Ce nouveau procédé combinant réaction de polymérisation et moulage par injection présente les caractéristiques d'une grande efficacité de mélange des matériaux, d'une bonne fluidité, d'une préparation flexible des matières premières, d'un cycle de production court et d'un faible coût.Il convient à la production de grands produits à parois épaisses, il est donc bien accueilli par le monde.L'attention de tous les pays.

RIM n'était à l'origine utilisé que pour les matériaux en polyuréthane.Avec l'avancement de la technologie des procédés, RIM peut également être appliqué au traitement d'une variété de matériaux (tels que l'époxy, le nylon, la polyurée, le polycyclopentadiène, etc.).Le procédé RIM pour le moulage du caoutchouc et du métal est un point chaud de la recherche actuelle.

Afin d'élargir les domaines d'application de RIM, d'améliorer la rigidité et la résistance des produits RIM et d'en faire des produits structuraux, la technologie RIM a été développée plus avant et il y a eu un moulage par injection à réaction améliorée (RRIM) spécialement utilisé pour le moulage de produits renforcés et technologie spécialisée de moulage par injection à réaction structurelle (SRIM) pour le moulage de pièces structurelles.

Les principes des processus de moulage RRIM et SRIM sont les mêmes que ceux de RIM, la différence réside principalement dans la préparation de produits composites renforcés de fibres.À l'heure actuelle, les produits typiques de RIM comprennent des produits volumineux tels que des pare-chocs de voiture, des ailes, des panneaux de carrosserie, des caisses de camion, des portes centrales de camion et des composants de porte arrière.La qualité de leurs produits est meilleure que celle des produits SMC, la vitesse de production est plus rapide et la quantité de traitement secondaire requise est plus petite.

Processus de moulage RIM

1. Processus

Le procédé RIM est le suivant : le monomère ou le prépolymère entre dans la tête de mélange dans une certaine proportion par une pompe doseuse à l'état liquide pour le mélange.Une fois le mélange injecté dans le moule, il réagit rapidement dans le moule, se réticule et se solidifie, et devient un produit RIM après démoulage.Ce processus peut être simplifié comme suit : stockage → dosage → mélange → remplissage → durcissement → éjection → post-traitement.

2. Contrôle de processus

(1) Stockage.La solution mère à deux composants utilisée dans le procédé RIM est généralement stockée dans deux réservoirs à une certaine température, et les réservoirs sont généralement des récipients sous pression.Lorsqu'elle ne se forme pas, la solution mère circule généralement en continu dans le réservoir, l'échangeur de chaleur et la tête de mélange sous une basse pression de 0,2 ~ 0,3 MPa.Pour le polyuréthane, la température de la solution mère est généralement de 20 à 40 °C et la précision du contrôle de la température est de ± 1 °C.

(2) Mesure.Le dosage du liquide brut à deux composants est généralement complété par le système hydraulique, composé de pompes, de vannes et d'accessoires (le système de tuyauterie qui contrôle la matière liquide et le système de circuit d'huile qui contrôle le travail du cylindre de distribution).Lors de l'injection, la pression est convertie en la pression nécessaire à l'injection par l'intermédiaire d'un dispositif de conversion haute-basse pression.Le liquide d'origine est mesuré et produit par une pompe quantitative hydraulique, et la précision de mesure doit être d'au moins ± 1,5 %, et il est préférable de la contrôler à ± 1 %.

(3) Mélange.Dans le moulage des produits RIM, la qualité du produit dépend en grande partie de la qualité de mélange de la tête de mélange, et la capacité de production dépend entièrement de la qualité de mélange de la tête de mélange.La pression généralement utilisée est de 10,34 ~ 20,68 MPa, et un meilleur effet de mélange peut être obtenu dans cette plage de pression.

(4) Remplissage du moule.La caractéristique du remplissage de matériau d'injection de réaction est que la vitesse d'écoulement du matériau est très élevée.Pour cette raison, il est nécessaire que la viscosité de la solution mère ne soit pas trop élevée, par exemple, la viscosité du mélange de polyuréthane lors du remplissage du moule est d'environ 0,1 Pa.s.

Lorsque le système de matériaux et le moule sont déterminés.Il n'y a que deux paramètres de processus importants, à savoir le temps de remplissage et la température de la matière première.La température initiale du matériau en polyuréthane ne doit pas dépasser 90℃ et la vitesse d'écoulement moyenne dans la cavité ne doit généralement pas dépasser 0,5 m/s.

(5) Durcissement.Le mélange à deux composants de polyuréthane a une réactivité élevée après avoir été injecté dans la cavité du moule et peut être durci et durci en peu de temps.Cependant, en raison de la mauvaise conductivité thermique du plastique, une grande quantité de chaleur de réaction ne peut pas être dissipée dans le temps, de sorte que la température interne de l'objet moulé est beaucoup plus élevée que la température de surface, provoquant le durcissement de l'objet moulé à partir de l'intérieur vers l'extérieur.Afin d'éviter que la température dans la cavité ne soit trop élevée (pas plus élevée que la température de décomposition thermique de la résine), la fonction d'échange de chaleur du moule doit être pleinement utilisée pour dissiper la chaleur.

Le temps de durcissement dans le moule d'injection à réaction est principalement déterminé par la formule du matériau de moulage et la taille du produit.De plus, le produit d'injection de réaction doit être traité thermiquement après avoir été éjecté du moule.Le traitement thermique a deux fonctions : l'une est de compléter le durcissement et l'autre est de cuire après la peinture pour former un film protecteur solide ou un film décoratif sur la surface du produit.

Diverses technologies RIM

1. Jante en polyuréthane

Les matières premières utilisées dans le polyuréthane RIM sont différentes des matières premières en polyuréthane à usage général : les matières premières liquides doivent avoir une faible viscosité, une bonne fluidité et une réactivité élevée, et les matières premières doivent être formulées en deux composants, A (polyol) et B (diisocyanate).

Le processus comprend : placer les composants A et B des matières premières dans le réservoir de matières premières de la machine d'injection et les maintenir dans une atmosphère N2 à une certaine température à une viscosité (inférieure à 1 Pa.s) et une réactivité appropriées ;La pompe quantitative presse les matières premières à deux composants dans le mélangeur selon un certain rapport et les injecte dans le moule scellé ;le mélange est rapidement polymérisé dans le moule, et solidifié.Dans ce processus, il ne faut que 1 à 4 s de la matière première pour remplir la cavité, et le cycle de production complet est de 30 à 120 s.

2. Polyuréthane RRIM

Les deux composants utilisés dans le procédé RRIM polyuréthane sont le polyol et l'isocyanate.Le polyol est de type polyéther, avec une masse moléculaire relative de 1 800 à 2 400 et une fonctionnalité de 2 à 3 ;l'isocyanate est généralement le diisocyanate de diphénylméthane (MDI) ou un mélange de polyisocyanate et de ses isomères.Le degré est 2 ~ 7.Il existe deux principaux types de matériaux de renforcement RRIM, à savoir les fibres de renforcement coupées et les fibres de renforcement broyées.La longueur de la fibre est généralement de 1,5 ~ 3,0 mm, cette longueur peut non seulement assurer l'effet de renforcement, mais également faciliter le passage à travers le système d'injection.Plus la dispersion de la longueur des fibres est grande, plus l'effet de renforcement est mauvais.La teneur en fibres de renfort (fraction massique) des produits RRIM est généralement inférieure à 20 %.Pour les produits à haute résistance avec des exigences particulières, la teneur en fibres de renfort peut atteindre 50 %.

3. Jante époxy

Les produits époxy RIM ont une résistance à la traction et un module de flexion élevés, un faible coefficient de dilatation linéaire et une excellente résistance chimique et une résistance élevée à la chaleur (par rapport au polyuréthane et au nylon).Afin d'améliorer la résistance aux chocs des résines époxy, des prépolymères de polyéthylène glycol avec des groupes isocyanates et une masse moléculaire relative de 4 000 peuvent être ajoutés aux matières premières.

De plus, afin d'améliorer encore les propriétés mécaniques, divers matériaux de renforcement, tels que diverses fibres, poudre de whisker, poudre de flocons, microbilles et fibres longues, peuvent être ajoutés pour en faire des produits RRIM.Ils sont extrêmement utiles dans l'industrie automobile.Compétitif.

4. Jante en nylon 6

Les matières premières utilisées dans le nylon 6 RIM comprennent le polyéther polyol et le prépolymère (composant A) constitué de catalyseur et de caprolactame (composant B).Pendant le traitement, ajoutez d'abord du caprolactame au réservoir de matière première, contrôlez la température à 74 ~ 85 ℃, puis ajoutez le catalyseur, fermez le récipient, remuez vigoureusement pour dissoudre le catalyseur dans le caprolactame et dégazez le mélange pendant 15 minutes sous N2.

Mélanger ensuite le caprolactame et le prépolymère à une température de mélange de 74-85°C, bien agiter et dégazer.Puis sous l'action de la pression, les deux composants liquides pénètrent dans le moule à travers le mélangeur et se solidifient et se façonnent.Etant donné que le prépolymère et le caprolactame subissent une réaction de copolymérisation séquencée, le produit résultant a une bonne flexibilité et une résistance élevée aux chocs.

Les produits en nylon 6 RRIM avec des matériaux renforcés ont une rigidité plus élevée et un coefficient de dilatation linéaire plus faible.Les produits Nylon 6 RIM et RRIM sont largement utilisés, principalement dans l'industrie automobile, tels que les ailes, les panneaux de porte, les capots de moteur et les couvertures de protection.

5. Dicyclopentadiène (DCPD) RIM

Les matières premières du DCPD RIM comprennent principalement le DCPD, les catalyseurs, les activateurs, les stabilisants, les régulateurs, les charges, les antioxydants, les élastomères, les agents moussants, les retardateurs de flamme et les agents de nucléation.

Dans le système DCPD RIM, diverses matières premières sont généralement divisées en deux composants, A et B, selon les exigences de la formule.Le composant A comprend le DCPD, les catalyseurs, les stabilisants et d'autres additifs.Le composant B comprend le DCPD, l'activateur, le régulateur et d'autres agents auxiliaires.

Pendant le traitement, les composants A et B dosés avec précision sont mélangés uniformément dans la tête de mélange, puis injectés dans le moule scellé.Une réaction de polymérisation rapide se produit dans le moule, suivie d'une solidification et d'un moulage.Il est important de noter qu'avant que le moule ne soit plein, le régulateur de temps de réaction de polymérisation contrôle la réaction chimique.Une fois le moule rempli, la polymérisation est terminée et le moulage est terminé en environ 10 secondes.Les produits n'ont généralement pas besoin de passer par un processus de post-durcissement.

6. Polyurée RIM

Polyurea RIM utilise un système de matériau auto-libérant contenant un agent de démoulage interne, qui est fabriqué par la réaction d'un polyéther à terminaison amino, d'un allongeur de chaîne amine et d'un prépolymère à terminaison isocyanate (MDI) pendant le moulage.Polyurée.

Le procédé présente de nombreuses caractéristiques excellentes : en raison de la réactivité élevée des groupes amine et des groupes isocyanate, aucun catalyseur n'est nécessaire ;lorsque le matériau de réaction est injecté dans la cavité du moule, la viscosité est importante et le courant de Foucault est réduit lorsque le moule est rempli, donc moins d'air est introduit et le produit est un déchet.Le taux est bas ;le matériau se gélifie en 1 à 2 secondes après son entrée dans le moule et n'a besoin de rester dans le moule que pendant 20 secondes ;le matériau n'adhère pas à la cavité pendant le démoulage et la sélection du système d'agent de démoulage interne est moins restreinte ;ajout de fibre de verre renforcée pour préparer le poly Dans le cas des produits RRIM à base d'urée, cela n'a aucun effet sur la réaction entre l'amine et l'isocyanate.

L'ensemble du processus de réaction de formation de polyurée ne nécessite pas de catalyseur, de sorte qu'il n'y a pas de catalyseur résiduel dans le produit, de sorte que le produit RIM de polyurée ne se dégrade pas à haute température et que le produit a une bonne stabilité.

7. Moulage par injection à réaction variable de fibres (VFRIM)

La technologie MM/RIM consiste à déposer d'abord la fibre dans la cavité du moule, puis à injecter la résine liquide.L'inconvénient de ce procédé est qu'il nécessite des mats de fibres préfabriqués, ce qui complique le procédé et en augmente le coût.De plus, comme le feutre de fibres doit être posé manuellement, l'intensité du travail est considérablement augmentée.Sur cette base, le moulage par injection à réaction de fibre variable (Variable fiber ※※※※ction reaction ※※※※cction moulding, VFRIM) est né.

Cette technologie a été développée par la société allemande KraussMaffei et la société italienne Cannon-Technos dans les années 1990.Sa caractéristique importante est que la mèche de fibres est d'abord envoyée au broyeur pour couper en fibres courtes dispersées, puis les fibres courtes sont envoyées à la tête de mélange en forme de L pour se mélanger à la résine, et enfin le mélange est injecté dans le moule pour le durcissement et le formage.

À l'heure actuelle, les produits fabriqués à l'aide de la technologie VFRIM comprennent des panneaux de porte de voiture, des plateaux de coussin, des pare-chocs, des pare-soleil, des plateaux à bagages et des panneaux de caisse de camionnette.Les performances des produits à faible densité fabriqués avec la technologie VFRIM sont équivalentes à celles des produits RIM traditionnels.Par rapport aux produits RIM, les produits haute densité fabriqués à l'aide de la technologie VFRIM affichent de meilleures performances.