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TPE包胶的概念、机理和工艺

嘉峪检测网        2021-01-07 09:16

TPE包胶应用在弹性体领域占有重要地位,生活中形形色色的包胶产品,从日常牙刷、家用工具手柄到运动器材等,TPE材质包胶产品已经应用到生活的方方面面。加之手感舒适,安全环保,外观高档等特性,推动了TPE包胶的快速发展。

 

包胶概念

 

TPE包胶也称重叠模塑,指的是通过注塑的加工方式,将弹性体TPE胶料粘结包覆到另一种材料(基本上指的是热塑性的塑料)表面,以满足材料一定的性能要求。一般采用的加工方法有双色注塑机一次成型,或者用普通注塑机,采用包胶模具,分二次注塑成型。

 

包胶目的

 

 对塑料半成品件进行包胶,引入TPE材料,可带给制品柔触感、止滑、耐磨、减震、弹性、密封、防水等功能特性,同时提升了产品的美观度和档次。

 

包胶机理

 

利用化学上相似相溶的原理,一般认为,溶解度参数(SP)差在0.5范围内,两种流体具有良好的相溶(容)性。

 

TPE的SP在7.2左右,PP的在7.5,PE的在8.0,PS的在8.5~9.0,ABS的在10.5,PA的在13.6,一般SP越大,材料极性越强。

 

TPE的极性较弱,在与极性较强的ABS,PA包胶时,需要对TPE进行极性改性,提升其SP,以使得两种材料具有良好的相容性。极性接近的TPE和硬塑,在高温时在包覆界面熔融,形成烧蚀层,并且两种材料发生相互渗透,冷却后形成牢固的包胶粘结层,常称为“真包”。

 

TPE与硬塑料的粘结性

 

不同的TPE以及不同的硬塑料,都具有不同的极性。只有极性接近的材料搭配,才能实现良好的包覆。下表为各种TPE与部分硬塑料包覆粘结效果。

TPE包胶的概念、机理和工艺

包胶工艺

 

1.烘料

 TPE的包装一般都没采用真空铝膜纸袋。是否烘料,就要看该配混料TPE是否容易吸水,来决定是否对样料烘烤。若TPE有吸水性,应在60~80℃的温度下,烘2小时左右。料中的水分会影响粘结效果,或者导致包胶表面麻面或出现水纹。

 

2.硬塑件处理

硬塑件在放入包胶模具前,应保证表面的清洁,不含水分,垃圾及油污。对于尼龙件,若注塑后在空气中放置时间超过两小时,我们都建议对尼龙件进行预热烘烤(双色注塑机可忽略)。烘烤温度100~140℃,烘烤时间,2~4小时。烘烤的意义:除去尼龙件中的水分,提升尼龙件的表面温度。因尼龙的熔点较高,极性较强,包胶前的预热,有利于提升包胶成型的粘结强度。

 

3.设定合适的注塑压力、温度、速度

注塑压力和速度,应根据产品结构,模具流道结构以及料的流动性,由注塑师傅凭经验调整。注塑温度,可以向TPE供应商咨询,提供参考加工温度。

 

4.模温设定

一般设定在30~50℃,特殊物料模温可适当提高至60~70℃。

 

5.冷却出模

包胶完成后,应适当冷却,再开模取出,胶件未冷却强行开模取出,可能导致软胶包覆位置发生强拉变形。对于冷却定形慢的TPE,适当延长冷却时间,可提升包胶粘结性能。

 

TPE包胶难点

 

包胶金属

根据包胶的机理,TPE与金属不存在真包胶。即便采用假包胶,也仅限于特定的金属结构(如较大转角以及整体包覆)以及仅适用于较高的TPE硬度。至于对金属做表面处理,再涂粘结剂,最好注塑包胶的方法,一方面比较繁琐。另一方面操作可行性尚未得到有效论证。

 

包胶POM

POM(聚甲醛,也称赛钢料)是常用的塑料中最难包胶的材料之一。POM之所以难包胶,一是因为其具有很好的自润滑性,表面张力大,使得TPE很难快速在POM材料表面铺展开。二是因为POM材料具有较高的内聚能密度,使得高温TPE熔体难以在包覆界面形成熔融的烧蚀层。

TPE包胶的概念、机理和工艺
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来源:UTPE弹性体门户