TPE成型條件(tpe材料成型工藝)

在嵌件成型中，硬質(zhì)的結(jié)構(gòu)件首先成型，之后再進(jìn)行二次成型。在二次成型時(shí)，TPE被注射到已經(jīng)成型完成的結(jié)構(gòu)件上，這一工藝過(guò)程采用標(biāo)準(zhǔn)的注射機(jī)和相對(duì)簡(jiǎn)單的低成本模具。嵌件成型適合于生產(chǎn)相對(duì)產(chǎn)量較小的制品，同時(shí)生產(chǎn)地勞動(dòng)力成本較低使嵌件成型具有一定優(yōu)勢(shì)。

多組分注射成型要求使用帶有多個(gè)料筒的專門的注射機(jī)以將幾種材料注射到同一模具中，多數(shù)情況下為雙組分注射成型。多組分成型的優(yōu)勢(shì)是降低制品生產(chǎn)時(shí)間、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動(dòng)力的數(shù)量，該方法的年產(chǎn)量達(dá)到250000個(gè)甚至更多，適合于勞動(dòng)力成本較高的地區(qū)。

在所有的加工工藝中，強(qiáng)度和耐久性是衡量TPE與結(jié)構(gòu)件之間粘接的重要參數(shù)。包覆成型的方法通常會(huì)影響粘接的性能，同樣粘接的性能也會(huì)受一些外部因素的影響。

在制品設(shè)計(jì)過(guò)程中，TPE與結(jié)構(gòu)件之間的面積是粘接的關(guān)鍵。在制品設(shè)計(jì)中，TPE與結(jié)構(gòu)件的接觸面積不應(yīng)該過(guò)小，也要避免TPE逐漸變薄的設(shè)計(jì)，因?yàn)門PE薄層容易引起粘接不充分，從而導(dǎo)致TPE層脫落。理想的情況是TPE層的厚度均為0.04in.左右。

為解決TPE卷邊的問(wèn)題，可以在TPE與結(jié)構(gòu)件之間設(shè)計(jì)一個(gè)截止槽。另外，結(jié)構(gòu)件可能有凹槽，TPE的截止處可以設(shè)在凹槽上。采用這些設(shè)計(jì)均可以減小TPE卷邊或者剝離的可能。

在一些極端的例子中，例如融體的流動(dòng)路徑很長(zhǎng)或者制品受磨損的面積很大，可以將TPE注射到結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部行程互鎖結(jié)構(gòu)中。

在進(jìn)行包膠成型時(shí)，型腔內(nèi)的空氣對(duì)界面間的粘合性能具有很大的影響，其解決的方法就是在模具設(shè)計(jì)中充分地排氣。如果排氣不良就會(huì)發(fā)生TPE粘接不良的現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)缺料的現(xiàn)象。一般排氣口深度在0.0005～0.001in.之間。

嵌件的合理預(yù)處理也是提高粘接性能的關(guān)鍵。例如清潔嵌件有助于提高粘接性能。最優(yōu)化的生產(chǎn)方法是在嵌件生產(chǎn)出來(lái)以后直接進(jìn)行包膠成型，這樣可以最大限度地減少嵌件被污染的可能性。如果做不到這一點(diǎn)，那么嵌件應(yīng)該被小心存放在無(wú)灰塵的地方。處理嵌件時(shí)必須帶上手套以避免手上的油脂污染嵌件。另外要盡量避免使用脫模劑。

在包膠成型之前對(duì)嵌件進(jìn)行預(yù)熱有助于提高粘接強(qiáng)度，因?yàn)轭A(yù)熱過(guò)程能夠改善嵌件材料與TPE的相容性。至于嵌件的合理溫度需要與物料供應(yīng)商進(jìn)行討論確定。

本文將一種邵式硬度A 65的TPE與PC結(jié)構(gòu)件進(jìn)行包覆成型以反映TPE融體溫度與粘接強(qiáng)度的關(guān)系。當(dāng)融體溫度從188℃升高到205℃時(shí)，粘接強(qiáng)度達(dá)到明顯的改善。不過(guò)當(dāng)融體溫度增加到220℃以后粘接強(qiáng)度開始下降。在這個(gè)例子中，最佳的融體溫度是205℃。加工商必須將融體強(qiáng)度與熱降解或注射困難聯(lián)合起來(lái)考慮以選擇一個(gè)合適的融體溫度。

在加工過(guò)程中升溫需緩慢，不需要增加料筒溫度而是應(yīng)該通過(guò)提高螺桿轉(zhuǎn)速和注射速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。在確定融體溫度時(shí)，不必使注射噴嘴的溫度與融體溫度保持一致。TPE融體溫度的測(cè)量必須采用靈敏的溫度計(jì)進(jìn)行。

融體溫度的確定與結(jié)構(gòu)件和粘接要求有關(guān)。大多數(shù)TPE供應(yīng)商會(huì)列出與其TPE適當(dāng)?shù)娜廴跍囟龋话阍谶x擇TPE熔融溫度時(shí)需考慮供應(yīng)商推薦的參數(shù)。

包膠成型制品的觸感與TPE的硬度、摩擦系數(shù)、質(zhì)地以及厚度有關(guān)。

如果TPE層的厚度低于0.060 in.，那么彈性體所特有的柔軟觸感就會(huì)被硬質(zhì)的結(jié)構(gòu)件所抵消，TPE的緩沖程度與底部結(jié)構(gòu)件的硬度有關(guān)。

此外，TPE層的厚度也影響粘接強(qiáng)度。薄TPE層在冷模腔內(nèi)放熱迅速，溫度的下降會(huì)導(dǎo)致粘接強(qiáng)度下降。對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，制品硬度與TPE厚度之間的平衡是一個(gè)設(shè)計(jì)難題。

一些種類的TPE，如TPU、TPV、共聚酯等具有一定的吸濕性，如果在成型前不預(yù)先經(jīng)過(guò)合適的干燥，材料內(nèi)的水分將蒸發(fā)出來(lái)破壞兩種材料之間的粘接性能。濕氣還能使一些種類的樹脂水解，破壞材料表面性能，而且使注射變得困難。在注射成型時(shí)，濕氣應(yīng)控制在0.05%以內(nèi)。通常TPE采用**為–40℃的除濕干燥機(jī)干燥。

在TPE的包膠成型中會(huì)使用色母粒。如果色母粒的載體樹脂與TPE的相容性不好，那么就將會(huì)影響到粘接強(qiáng)度。TPE中通常含有PP，但是結(jié)構(gòu)件通常是尼龍、PC/ABS或其他一些工程塑料。

在使用過(guò)程中，制品會(huì)受到很大的摩擦，因此會(huì)發(fā)生分層現(xiàn)象。澆口應(yīng)該安裝在TPE最大的面積處，這是因?yàn)門PE在澆口處的溫度比在融體流的末端溫度更高。當(dāng)制品的外觀需要優(yōu)先考慮時(shí)，如化妝品的包裝，澆口應(yīng)安置在結(jié)構(gòu)件的背后以免得影響制品外觀。

為保證TPE融體充分填充到模腔中，融體流的長(zhǎng)度和制品厚度的比例是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，最小的比例應(yīng)該在150:1左右。另外，還可以將澆口安裝在制品最厚處，同時(shí)保證融體流長(zhǎng)度盡可能短。

在選擇澆口設(shè)計(jì)的方法中，首先應(yīng)將澆口的尺寸設(shè)計(jì)的較小，然后再逐漸增大尺寸直至符合要求。有些TPE（如SEB）需要小澆口以提高剪切力從而確保完全充模，而另一些TPE（如TPV和TPU）需要大一點(diǎn)的澆口以應(yīng)對(duì)其高融體粘度。

關(guān)于模具設(shè)計(jì)的要素

設(shè)計(jì)者有時(shí)候試圖強(qiáng)調(diào)制品的質(zhì)地和觸感，因此對(duì)模具進(jìn)行拋光，然而光滑的模具有時(shí)候會(huì)產(chǎn)生瑕疵。相反，制品的表面紋理通常會(huì)掩飾這些瑕疵并使制品產(chǎn)生一種類似羽毛的觸感。一定的表面紋理會(huì)對(duì)制品表面觸感的軟硬程度產(chǎn)生一定的影響，設(shè)計(jì)者的目標(biāo)就是平衡制品表面紋理和TPE的硬度，使產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期的要求。

制品的拔模斜度應(yīng)以0.5°～1°為宜，對(duì)于一些難于注射的材料，如TPU需要設(shè)計(jì)5° ～6°的拔模斜度。模具表面的紋理通常能夠改善注射情況。

尼龍的粘接性能

尼龍?jiān)诎z成型的結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用日漸增多，如電動(dòng)工具的手柄等。但是尼龍與TPE的粘合性能不好，而TPE與添加了玻纖的尼龍粘合性相對(duì)好一些，但是需要添加其他的添加劑。

尼龍有很多種類，如尼龍11、尼龍66、尼龍12、增強(qiáng)型尼龍等。在TPE與抗沖擊改性尼龍與熱穩(wěn)定性尼龍6進(jìn)行包膠成型時(shí)，粘接強(qiáng)度較低。但是經(jīng)過(guò)改進(jìn)的TPE與尼龍的粘接性會(huì)有很大的提高。

另外，尼龍具有吸濕性，因此在加工前需進(jìn)行干燥。尼龍的熔融溫度比較高，所以TPE的熔融溫度需相應(yīng)的提高以確保兩種材料界面之間粘接得更好。通常尼龍嵌件需要經(jīng)過(guò)預(yù)熱。另外，色母粒的載體樹脂也要經(jīng)過(guò)仔細(xì)選擇，通常，LDPE和EVA與尼龍的相容性較好。