TPU(Thermoplastic polyurethanes)名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。主要分為有聚酯型和聚醚型之分,它硬度范圍寬(60HA-85HD)、耐磨、耐油,透明,彈性好,在日用品、體育用品、玩具、裝飾材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,無鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來越多領(lǐng)域的環(huán)保要求。 所謂彈性體是指玻璃化溫度低于室溫度,斷裂伸長率>50%,外力撤除后復(fù)原性比較好的高分子材料。聚氨酯彈性體是彈性體中比較特殊的一大類,聚氨酯彈性體的硬度范圍很寬,性能范圍很寬,所以聚氨酯彈性體是介于橡膠和塑料的一類高分子材料。 可加熱塑化,化學(xué)結(jié)構(gòu)上沒有或很少交聯(lián),其分子基本是線性的,然而卻存在一定的物理交聯(lián)。這類聚氨酯稱為TPU 。
TPU實(shí)現(xiàn)包覆成型的手段主要有兩種
1. 一種為雙組份成型或者叫做雙色注塑的,即在雙色注塑機(jī)上實(shí)現(xiàn),將一種材質(zhì)注塑成制品,然后在雙色機(jī)上靠模具翻轉(zhuǎn)跳轉(zhuǎn)到另外一個注塑料筒對應(yīng)的模具型腔中,該部件做作為鑲件,在上面注射上另一材質(zhì)形成一體化雙材質(zhì)的制品。注塑機(jī)是雙料筒、雙模具型腔,注塑過程是兩種材質(zhì)的制品同時(shí)生產(chǎn),只是一個型腔的制品會作為鑲件進(jìn)入下一個型腔而已。
2. 另外一種是兩步注塑,在一臺注塑機(jī)上將一種材質(zhì)的部件成型,該部件作為鑲件放到另外一部模具里,再注射上第二種材質(zhì)。實(shí)現(xiàn)包覆成型(包括包膠)的方法可以有物理卡扣的方法和化學(xué)方法。前者比如靠卡扣設(shè)計(jì)、表面輥花、表面攻螺紋,然后包覆上第二種材質(zhì)實(shí)現(xiàn)包覆成型(包膠)。純靠這種方法實(shí)現(xiàn)材質(zhì)貼合的特點(diǎn)是, 物理連接部位有較強(qiáng)的附著力,而物理連接部位之外的部位則幾乎沒有多少附著力?;瘜W(xué)方法則是靠兩種材質(zhì)間的分子親和力、化學(xué)鍵的鍵合力,將兩種材質(zhì)鍵合在一起,形成單一部件、兩種乃至多種。 雖然在實(shí)際應(yīng)用中物理卡扣和化學(xué)鍵合的方法常常一起使用,但很明顯,實(shí)現(xiàn)雙材質(zhì)間的化學(xué)鍵合是更為牢靠、設(shè)計(jì)自由度更大的優(yōu)先方法。這種強(qiáng)力的化學(xué)鍵合,包括分子或分子鏈段的互溶、滲透、穿透、分子纏繞。
實(shí)現(xiàn)TPU/硬塑的分子鏈段層面的鍵合,關(guān)鍵也就是要做到以下三點(diǎn):
1. TPU材質(zhì)與硬塑的極性相近(否則在熔體狀態(tài)下無法互溶、滲透、穿透);
2. TPU材質(zhì)的表面張力小于硬塑的表面張力(否則TPU熔體在硬塑鑲件表面會無法鋪敷開);
關(guān)于表面張力,想想水銀在玻璃表面自行縮成一團(tuán),而水珠在玻璃表面能鋪展開,就很容易理解;
3. TPU熔體在模具型腔內(nèi)沿硬塑表面流動時(shí),冷卻過程釋放熱量,能快速、有效融化硬塑表層形成可互穿的一個薄層。
包覆不住的原因肯定原因就是TPU材料配方不行,這個也是客戶的反應(yīng),然后換一家廠家找試料,浪費(fèi)大量的時(shí)間與精力,但是如果是一個有經(jīng)驗(yàn)的銷售人員和改性廠家,接到客戶需求時(shí)候一定會深入了解客戶的情況再做推薦,所以一般來講除非是真的因?yàn)榧夹g(shù)不成熟,材料的包覆是應(yīng)該不會出現(xiàn)什么問題的,因?yàn)榘膊蛔。敲蠢速M(fèi)的不僅僅是客戶的時(shí)間也浪費(fèi)銷售人員的時(shí)間與樣品費(fèi)用。所以很多時(shí)候我們要從注塑的工藝來深入分析包覆不住的原因。
從工藝上來講,有以下幾點(diǎn)值得大家參考。
一:雙色注塑(2K molding)優(yōu)于兩步注塑(2-step molding)的效果。
理由:簡單來說就是,硬塑步被注塑出來時(shí)還是熱的,馬上進(jìn)入2K注塑機(jī)的第二型腔,中間轉(zhuǎn)移過程也沒吸潮,既容易被高溫TPU熔體在表面燒蝕出超薄層,也沒有水汽在表面被吸附的影響;
二:在TPU材質(zhì)的加工允許范圍內(nèi),盡可能選用更高的料筒(熔體)溫度,否則TPU容易怎么有足夠的熱量燒蝕硬塑材質(zhì)表面。
三:包膠第二步時(shí),硬塑作為鑲件的模腔盡可能采用高模溫。硬塑溫度高,TPU高溫熔體冷卻的就慢,有足夠熱量、足夠時(shí)間燒蝕硬塑形成互溶超薄層。
四:包膠第二步時(shí),在不產(chǎn)生TPU飛邊的前提下,盡可能采用高射速將TPU熔體射出。
1)射速高,TPU在硬塑表面鋪展時(shí)間短,在成型周期內(nèi)有更長時(shí)間燒蝕硬塑表面;
2)射速高, TPU與硬塑表面的摩擦導(dǎo)致摩擦生熱,TPU熔體溫度冷卻也減慢,更長時(shí)間用于接觸和燒蝕硬塑表面;
3)射速高,大多數(shù)TPU(TPU除外,TPU熔體粘度對溫度的敏感性更強(qiáng))熔體粘度發(fā)生剪切變稀,表面張力下降,利于在硬塑表面鋪展。
五:要避免硬塑表面的吸濕或玷污,特別是在兩步注塑時(shí),硬塑中間經(jīng)過停發(fā)、轉(zhuǎn)移過程,這一點(diǎn)更容易發(fā)生。極性硬塑如PC, PBT, PET, POM特別是強(qiáng)極性硬塑如尼龍6、尼龍66,表面吸濕導(dǎo)致形成與吸附的水分子行程氫鍵,TPU無法有效與硬塑表層分子間形成分子間鍵合,自然包膠的鍵合力降低;硬塑部件表面玷污,比如車間工人手套不潔凈或手套棉纖維粘附到極性硬塑部件表面,自然影響TPU熔體的包膠;包覆極性硬塑的TPU,肯定也是極性的配方,不注意防潮,同樣影響包膠的接合(cohesion)效果。
六:試機(jī)前期要注意洗料筒的問題
1、之前有用PVC包膠的
2、之前是生產(chǎn)硬膠的機(jī)臺
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