TPE包膠材料具有與人體皮膚相接近柔軟舒適的觸感,這正是TPE應用于包膠的要義所在。通過(guò)調整優(yōu)化包膠過(guò)程中的工藝條件參數,相信會(huì )有越來(lái)越多的TPE材質(zhì)的功能性產(chǎn)品來(lái)提升和妝點(diǎn)我們的生活。
TPE二次注塑成型需注意哪些問(wèn)題?
一、影響二次注塑TPE材料與基體之間粘接力的可能性因素:
1.基體類(lèi)型 - 添加劑(加玻纖、礦物質(zhì)填充、經(jīng)過(guò)熱穩定處理、經(jīng)添加潤滑油)
2.色母料載體類(lèi)型
3.二次注塑層和基體中的水分含量
4.回收料的質(zhì)量和添加比例
5.基體的清潔程度、制備和預熱
6.加工條件(熔體溫度、壓力、注塑速度、冷卻時(shí)間)
7.工件和模具的設計
二、TPE成型加工注意事項:
1.機器選擇(注塑成型),鎖模能力以每平方英寸投射成型面積計應為1.5-3 噸,可采用壓縮比為2:1-3:1的通用螺桿,注射量應為機膛容量的25%-75%,通常在加工溫度下最長(cháng)的停留時(shí)間應為8-10 分鐘。在注塑時(shí)注射噴嘴應使用一較小的銳孔,以有助于產(chǎn)生剪切加熱。建議的注射噴嘴直徑為1/16 (0.0625" 或1.59 mm)至3/16 (0.1875" 或4.76 mm)
2.主流道。一般可采用帶 3C 出模角的標準主流道設計,軟性SBS及SEBS材料不可用“Z”型拉針,倒扣指、反向錐形冷井和狹槽棒拉針皆是典型設計。
3.收縮率。TPE材料的收縮率依配方而別,在(0.5–2%) 范圍內,熔膠流進(jìn)模具反向的收縮率會(huì )較高一般而言,SBS的收縮率要小一些,而SEBS 的收縮率則會(huì )略大,密度較高的材料收縮率較密度低的材料收縮率要小一,此外,加工條件如模溫,熔膠溫度,注速與產(chǎn)品厚度會(huì )影響產(chǎn)品收縮率。
4.干燥。TPE一般不具備吸濕性,是無(wú)需干燥的,但對于二次注塑材料或基體中過(guò)多的水分會(huì )對粘接力產(chǎn)生不利的影響,香港恒塑?chē)H控股有限公司E3系列和E4系列的二次注塑產(chǎn)品需要進(jìn)行干燥。對于需要進(jìn)行干燥的品種,要求其水分含量為0.1%以下。為了盡可能地提高干燥效率和產(chǎn)生高質(zhì)量的工件,強烈推薦采用去濕式干燥機或真空式干燥機。典型的干燥條件是在溫度為70-80攝氏度的條件下干燥2~3小時(shí)。
5.著(zhù)色。色母料載體應與所選擇的TPE材料相容,對于SBS基材TPE來(lái)說(shuō)以PS 或 EVA為底的色種較適當;而SEBS基材的TPE則以PE 或 PP為底的色種較適當,EVA為底的色種熱穩定性較差,TPE不可采用以PVC為底的色種,為了使分散過(guò)程較易進(jìn)行,色母料應該具有比基礎TPE復合材料較低的粘度(較高的熔融流動(dòng)指數)。對于很多種二次注塑材料,如果使用聚乙烯(PE)載體,則可能會(huì )對粘接力產(chǎn)生不利的影響,如果色母料中蠟含量高,也可能會(huì )降低粘接力。
6.回收料。對于很多采用兩種材料的應用,添加回收料的方式不可取??梢岳脻崈舻腡PE回收料,其比例最高可達20%。黑色材料可容納較高比例的回收料。天然產(chǎn)品、淺色或透明的復合材料可能呈現出污染或變色,除非妥善地加以控制。停留時(shí)間過(guò)長(cháng)或回收料摻混比例較高時(shí),黃色、紅色、藍色和綠色的有機顏料較有可能被燒掉或褪色。若有可能,回收料比例應始終保持一致。
7.清機。SBS具有良好的熱穩定性,沒(méi)有必要在每次原料中斷后都要清理炮筒,可以PS來(lái)清理炮筒, SEBS彈體的熱穩定性非常好,加工溫度下即使停放兩小時(shí),在炮筒里的材料都不會(huì )降解,熔融流動(dòng)指數較低的PP或HDPE來(lái)清理炮筒。如果生產(chǎn)過(guò)程中,更改不同顏色時(shí)建議使用熔融流動(dòng)指數較低的PP來(lái)清理炮筒。
8.壓力和射速。通常,所需或所達的注塑壓力是200-600 psi。為了利用剪切稀化所產(chǎn)生的好處,應將注塑速度調整為可在1-3 秒種內充滿(mǎn)模具。注射SBS材料通常使用中等的注射速度, 但注射SEBS材料就必須使用較高的注射速度, 以避免熔膠在填模時(shí)半途由于冷卻影響外觀(guān),對于二次注塑材料來(lái)說(shuō),較高的壓力和射速可獲得更佳的粘接力。
9.溫度。SBS基材TPE軟段分子段有不飽和鍵,容易被氧化,高溫或高剪切率加工產(chǎn)生材料降解可能性高,為避免材料降解,加工溫度須保持150–200攝氏度,熔膠不宜停留在炮筒內太久,若加工溫度超過(guò)200C,熔膠粘度會(huì )上升(SBS 分子可能有架橋現象),因而降低生產(chǎn)率。SEBS彈體軟質(zhì)段分子飽和, 不會(huì )被氧化, 高溫或高剪切率加工不影響穩定性,一般加工溫度在190–230攝氏度間,可用高剪切率加工,如果材料因高溫或高剪切率加工而降解,熔膠粘度會(huì )因分子鏈斷裂而降低,而對于一些特殊規格的TPE的能會(huì )使用到250甚至更高的溫度來(lái)生產(chǎn)。對二次注塑來(lái)說(shuō),為了達到最佳的粘接強度,經(jīng)常要求采用高于正常值的熔體溫度。在某些關(guān)鍵的應用中,此溫度可接近于該TPE加工溫度的上限。為了縮短在高溫下的停留時(shí)間,應盡可能地降低注塑單元后段的溫度,而只將最后一段和注射噴嘴保持在較高的加工溫度條件下。具體牌號的加工溫度,請參照香港恒塑?chē)H控股有限公司的物性表。對于二次注塑,可在將基體嵌入模具前先進(jìn)行預熱而達到這一點(diǎn)。預熱也可以減少基體表面的任何水分,從而改善粘接力。對于兩次注射模塑,第一次和第二次注塑之間的時(shí)間間隔應盡可能地縮短,以達到最佳的粘接力。但是,此時(shí)間間隔又必須長(cháng)到足以使基體能產(chǎn)生抵抗注塑壓力的能力,而且不至于因第二次注塑而再次熔化或變形??偟难h(huán)周期取決于壁厚最厚部分之冷卻以及轉動(dòng)該模具和裝載嵌件所需的時(shí)間。
10.模具溫度。為了防止水分在模具內冷凝和將水中雜質(zhì)帶入模腔,應將模塑區域的模具溫度設定在露點(diǎn)溫度以上。如果工件具有很長(cháng)或很薄的部分,而且不可能以改變其它模塑參數的方式來(lái)實(shí)現充填,那么也許就不得不提高模具溫度。SBS基材的模具溫度一般為10~40攝氏度,SEBS基材模具溫度為35~65S攝氏度,較高模溫可促進(jìn)溶膠在模內的流動(dòng),低壓注射亦能填模,適當的模具溫度可獲得更佳的表面效果。
11.冷卻時(shí)間。所需的冷卻時(shí)間取決于熔體溫度、工件的壁厚和材料的熔融指數。較硬的品種比較軟的品種凝固得較快,也較容易脫模。由于塑料基體的導熱性很差,TPE只能從一側得到冷卻,故二次注塑的工件需要較長(cháng)的時(shí)間進(jìn)行冷卻。相對于每0.100" 二次注塑層的厚度,二次注塑的工件所需的冷卻時(shí)間一般為20-40秒。
TPE包膠二次注塑加工需注意以下一些參數條件:
1、TPE與硬膠結構件的相容性需匹配,分子溶解度相接近,分子的相容性才比較好;
2、在設計中需盡量避免尖銳的轉角,以保證TPE與硬膠件接觸優(yōu)良,提升粘接效果;
3、通過(guò)合適的排氣以避免模具型腔內留有氣體;
4、使TPE的厚度與預期的觸感達到平衡;
5、保持TPE融體的溫度以保證粘接效果;
6、TPE材料包覆成型需烘料再加工,以減少制品表面水紋,獲得表面色澤均勻的效果;
7、選擇的色母粒其載體樹(shù)脂與TPE和結構件材料都相容;
8、對于光滑的表面要特別處理,目的是增加軟膠與硬膠粘合接觸面,加強粘接效果;
9、TPE應具有較好的流動(dòng)性,因TPE包膠層厚度與尺寸比很小,TPE通常需要流經(jīng)較長(cháng)的路徑和薄壁區來(lái)充入模具。
10、TPE的流動(dòng)長(cháng)度/制品厚度比低于150:1;
11、采用好的黏合劑。