TPE包胶料浅谈

随着近年来热可塑性高分子弹性体(TPE)行业的快速发展,TPE二次注塑成型(包胶料)的应用也是越来越广。从最初的单体注塑(一次成型)到PP包胶料、ABS包胶、PC包胶、包胶ABS/PC合金、尼龙包胶、PBT包胶、POM包胶…,很多硬塑件制品通过引入热塑性弹性体TPE材料后,增强了制件的软触感、握持性、美观度以及人体工程学设计。

对于设计者和生产者来说,包胶成型最大的问题是TPE与结构件之间的粘接,如果粘接不好,在两种材料的接合处会出现剥离、收缩、脱落或者分层现象。最初人们采用一种简单的方法解决这个问题,即采用苯乙烯类TPE和与之相容性较好的聚丙烯PP进行包胶成型。

然而,随着近些年来包胶成型所使用材料的日益多样化,比如硬的结构件可以使用PS、ABS、PC以及尼龙、PBT、POM等,材料的多样化使包胶成型的设计花样翻新,传统的苯乙烯类弹性体TPE-S已不能满足现有工艺的需求,这主要是不相容材料之间的粘合问题,给包胶成型工艺带来全新的挑战,使得包胶成型更加复杂。

TPE的包胶成型(二次注塑),关键的一点是使得TPE与被包覆基材(硬塑料)PP,ABS,PC,PA等能良好的包覆粘合. 根据有机高分子化学的相似相容原理:要使TPE与硬塑料良好的粘合,TPE与硬塑料必须要有相近的极性和溶解度参数,让TPE与硬塑料能发生分子链层级的熔合。故而,硬塑料的不同类型决定了TPE包胶料配方的复杂和多样性,而二次注塑工艺直接影响TPE与硬塑料粘合性的好坏. 下文笔者来浅谈下几点,仅做抛砖引玉之用。

不同的硬塑料决定不同的TPE配方,通常用于包胶成型的硬塑料主要有PS、PE、PP、PC、ABS、PA、PA6、PA66、POM、PBT、PET等。

1、 PP包胶

聚丙烯PP是一种非极性或极性很弱的塑料,与SEBS基材的TPE极性非常接近。因此包胶PP料采用最常规的TPE配方即可,同时加以合理的注塑温度来保证TPE的流动性,让熔融的TPE料能快速的铺展开(迅速的在PP塑料表面形成一层熔合层),从而起到很好地PP表面包覆。通常来说,PP二次注塑包胶的温度在160~230之间,既有利于TPE与PP的粘合,PP塑料件也不会发生热变形。

2、ABS、PC包胶

ABS、PC为弱到中极性塑料,与TPE存在一定的极性差。通过在配方中加入聚氨酯弹性体TPU改性剂来增强TPE的极性,从而改善TPE与ABS、PC的粘合性。另外,二次注塑温度建议在180~230℃。具体应当根据实际加工情况来调整。

3、PBT、PET包胶

PBT、PET是一种半结晶塑料,极性方面与ABS、PC类似。PBT熔点220℃,PET熔点更是高达260℃,需要TPE具有更高的熔体温度。因此,TPE包胶PBT和PET,所需的包胶二次注塑温度比包胶ABS、PC要高,粘合难度要大。

4、PA6、PA66包胶

PA6、PA66为半结晶强极性塑料,需要较高的能量和温度才能在硬塑件表面形成熔接层。PA6熔点240℃,PA66熔点260℃。要形成牢固粘合,需要TPE具有更高的熔体温度。一般TPE包胶PA6,包胶二次注塑温度230~250℃,TPE包胶PA66,需要240~270℃的包胶温度。另外 PA6,PA66易吸水,这些对包覆粘合都是不利因素。

5、POM包胶

POM的熔点虽然不高,只有180℃,但由于其结晶度高,要在包覆面形成熔接层,需要较高的能量,同时由于POM本身的自润滑性,不利于TPE材质在POM硬塑件表面的快速包覆。因此,POM的包覆是难度比较大的。

PS小结:TPE与PP,ABS,PC,PA等塑料的包胶二次注塑,粘合性的优劣,取决于TPE配方及合适的包胶工艺。另外对于PA6、PA66、PBT等高熔点塑料,在二次注塑前将硬塑件做预热处理,有利于TPE与硬塑料的粘合.在二次注塑时采用高注塑温度、高射速,让TPE有尽量多的能量和时间与PA6、PA66、PBT等硬塑件实现包覆熔接,从而形成良好的粘合。

干冰工作室-TPE Solution(www.poly-young.tech):高分子材料工程专业背景,持续专注于环保高分子弹性体实业的传播与推广13年(+),帮助行业、客户更好地选择各类弹性体(TPR、TPE、TPU、TPV、TPEE…)

干冰工作室-TPE Solution:持续专注于热可塑性高分子弹性体应用技术的开发与推广服务13年(+)。代表作品有TPR高耐磨脚轮、TPE苹果线(耳机线、USB数据线)、TPE无卤阻燃电线(OPPO/vivo/小米...)、密封条、耐刮白TPR手柄、防毒面罩、PA包胶料...
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