MC系列 金屬色調(diào)外觀

1. 前言

POM（聚氧化亞甲基（polyoxymethylene）的簡稱，一般也稱為聚甲醛，甲醛樹脂）是高結(jié)晶性的熱塑性樹脂，由于它具有非常協(xié)調(diào)的力學(xué)性能、滑動性能、耐蠕變性能、成型加工性能等，被廣泛的應(yīng)用于汽車、電氣、電子領(lǐng)域的機(jī)械零件。奪鋼® 是POM的代表性產(chǎn)品。為了滿足一直以來的各種市場需求，開發(fā)出了齊全的具有不同性能特點(diǎn)的各種產(chǎn)品系列。 一直以來，在汽車領(lǐng)域里，為了降低油耗，車輛的輕量化越來越受到重視。在這種發(fā)展趨勢下，作為其材料，塑料被使用得越來越多，從美觀角度考慮，對金屬色調(diào)的需求也是需要的。以前解決這個問題的主流技術(shù)是對塑料進(jìn)行電鍍或涂裝，然而這在節(jié)省工時和降低環(huán)境負(fù)擔(dān)方面還有改善的余地。 現(xiàn)在，奪鋼已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于汽車室內(nèi)的各種各樣的外觀部件（例如：內(nèi)部手柄、旋鈕、把手等），由于它具有良好的耐化學(xué)藥品性及力學(xué)性能，許多部件并沒有進(jìn)行涂裝，而是直接把顏料混進(jìn)樹脂進(jìn)行著色的。另一方面，由于POM具有優(yōu)異的耐化學(xué)藥品性，因此也帶來了不易電鍍和涂裝的缺點(diǎn)，一直以來要想對它通過電鍍或涂裝使其具有金屬色調(diào)是一件非常困難的事。為了克服這些問題，今天寶理塑料公司開發(fā)出了不用電鍍和涂裝的POM，只需要通過成型加工就可以容易的獲得金屬色調(diào)外觀的奪鋼「MC系列」。

2. 關(guān)于奪鋼「MC 系列」

奪鋼「MC 系列」（MC-01A、MC-01B、MC-01C）是通過添加鋁顏料賦予POM制品金屬色調(diào)的外觀。采用這類材料可以只通過成型加工，能夠獲得和以前需要在成型加工后進(jìn)一步進(jìn)行電鍍或涂裝得到的具有相同的金屬色調(diào)的外觀的成型部件。由于省去電鍍或涂裝等工序，可望進(jìn)一步降低成本并減輕對環(huán)境的負(fù)擔(dān)。此外，由于添加了鋁顏料，成型品內(nèi)部具有和表面一樣的著色，因此即使制品被碰傷或擦傷也無需擔(dān)心會像電鍍或涂裝制品發(fā)生表面色層脫落的現(xiàn)象，損壞制品的外觀色彩。 對于POM 以外的塑料，比如，ABS以及ABS/PC合金材料，通過添加鋁顏料，也可以賦予其金屬色調(diào)的外觀。不過，和電鍍或涂裝的相比，有降低其耐化學(xué)藥品性的風(fēng)險。然而，與這些材料相比較， POM具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性，即使沒有電鍍或涂裝，其發(fā)生耐化學(xué)藥品性問題的可能性也非常小。實(shí)際上，對于POM，它已經(jīng)具有不用電鍍或涂裝，利用顏料著色的制品在汽車車室內(nèi)等長年使用已經(jīng)有應(yīng)用實(shí)例。此外，與ABS以及ABS/PC合金材料等相比較，POM在力學(xué)性能、滑動性、抗蠕變性等方面都更具有優(yōu)越性。 這次開發(fā)的奪鋼「MC系列」，根據(jù)鋁顏料添加量的不同，有「MC-01A、MC-01B、MC-01C」這么一個系列，可以滿足市場上的各種各樣的著色要求。按MC-01A、MC-01B、MC-01C的順序，排在越后面的，其鋁顏料的添加量就越多。一般來講，鋁顏料的添加量越多，金屬感（光澤）就越強(qiáng)。除添加鋁顏料之外，通過改變鋁顏料的粒徑也可以調(diào)節(jié)其色感。此外，也可以適當(dāng)添加普通顏料來滿足各種各樣的著色要求。

3. 奪鋼「MC 系列」的各種性質(zhì)

表1 所示是MC-01A、MC-01B、MC-01C 的各種性質(zhì)參數(shù)。如上所述，對于奪鋼「MC系列」，雖然通過添加鋁顏料和調(diào)節(jié)其粒徑，以及適當(dāng)添加普通顏料，可以滿足各種各樣的著色需求，但是材料的各種性質(zhì)也受到鋁顏料添加量的影響。 <力學(xué)性質(zhì)> 按MC-01A、MC-01B、MC-01C 的順序，其因鋁顏料的添加量不同而有一定的差別，不過不管是哪一個品級，都具有可以和普通的POM 完全一樣應(yīng)用性質(zhì)。 <甲醛釋放量> 考慮到「MC系列」主要是在汽車的車室內(nèi)使用以及成型加工時的環(huán)境負(fù)擔(dān)等因素，這里采用了耐候性優(yōu)良和低VOC品級（甲醛釋放量低）的奪鋼M90-45LV作為著色的基礎(chǔ)材料。表1所示是甲醛釋放量的測試結(jié)果。只要仔細(xì)斟酌使用的鋁顏料和著色工序，就可以保持與基材的奪鋼M90-45LV相同水平的低VOC 性能（甲醛釋放量）。 <成型性> 流動性（流動長度）、成型收縮率的表征結(jié)果如圖1.2所示。雖然由于受鋁顏料的影響，與其基材奪鋼M90-45LV相比較，流動性、收縮率都發(fā)生了變化，但還是基本上保持了與傳統(tǒng)的POM 相同的性質(zhì)。

表1　MC系列的各種性質(zhì)

鋁顏料添加量

少

中

多

科目	實(shí)驗(yàn)方法	單位	MC-01A	MC-01B	MC-01C	M90-45LV
密度	ISO1183	－	1.41	1.42	1.43	1.41
熔融指數(shù)	ISO1133	g/10min	14	16	17	9
拉伸強(qiáng)度	ISO527-1,2	MPa	56	55	52	60
拉伸破壞公稱應(yīng)變		%	24	28	29	35
彎曲強(qiáng)度	ISO178	MPa	77	76	74	83
彎曲模量		MPa	2,430	2,500	2,600	2,300
簡支梁抗沖擊強(qiáng)度（帶槽）	ISO179/1eA	kJ/m2	5.6	5.5	3.8	6.0
甲醛釋放量	VDA275	μg/g	1.1	1.3	1.3	0.9
有熔痕拉伸強(qiáng)度	本公司測試法	MPa	47(82%)	40(71%)	33(61%)	57(95%)
有熔痕拉伸破壞公稱應(yīng)變		%	3.1(15%)	2.5(14%)	1.8(9%)	11.1(50%)

＊有熔痕拉伸強(qiáng)度和破壞公稱應(yīng)變的（　）內(nèi)代表與無熔痕的情形時的值的比較得到的保持率。

※以上值為測試結(jié)果的代表值，并非性能保證值

4. 奪鋼「MC 系列」的注意事項(xiàng)

如表1所示，對于奪鋼「MC 系列」，受到鋁顏料的影響，其成型部件的熔合部位強(qiáng)度有降低的趨勢，因此，為了使其在使用時應(yīng)力集中部位不正好處于熔合部位，需要對模具的澆口位置等進(jìn)行調(diào)整，同時需要在部件的設(shè)計時考慮到熔合部的強(qiáng)度問題。其次，與傳統(tǒng)的電鍍或涂裝或者添加普通著色材料的成型品，樹脂的匯流部位，特別是孔部及環(huán)形部位，具有更明顯的熔合痕的趨勢，因此，在設(shè)計時需要注意調(diào)整澆口的位置，使得熔合線不出現(xiàn)在美工面部位。 圖4是汽車的內(nèi)部手柄成型品，采用流動解析手法，使得熔合線不出現(xiàn)在美工面部位的實(shí)際應(yīng)用例。對于在美工面出現(xiàn)熔合線的情形，可以改變不影響成型品的形狀和功能的芯部厚度，進(jìn)而改變樹脂的填充模式，使得熔合線不產(chǎn)生在美工部位，從而有效地解決問題。這個實(shí)例說明，在產(chǎn)品設(shè)計時利用流動解析手法，調(diào)控熔合線的產(chǎn)生部位，避免影響美觀。寶理塑料公司可以幫助提供這樣的解決方案。

圖4　通過流動解析消除美工面的熔合痕的實(shí)例

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