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[TPE] TPE包胶基础知识(纯键盘制作干货)

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[LV.9]元老会员II

发表于 2018-5-15 15:31:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
手机套TPE原_副本.jpg

包胶概念
       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。

二 包胶意义
       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。

三 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.SP越大,一般的材料极性越强。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。

四 包胶设备
普通注塑机
       普通注塑机+两套模具(含基础件注塑模具及TPE包胶模具)。
双色注塑机
       设备含有两个或以上料斗及螺杆及射胶口,硬塑和TPE注塑用两套模具分别装入到两个模头里面,注塑时,先注塑硬塑,再通过旋转模头,用另一个螺杆将软胶注射到软胶模具上,而无须将硬塑件取出,从而快速完成包胶。

五 包胶大致成型工艺
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,烘烤2小时左右。未烘烤,则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。

六 包胶8大要素
1 TPE与硬胶结构件的相容性需匹配,分子溶解度相接近,分子的相容性才比较好;
2 在设计中需尽量避免尖锐的转角,以保证TPE与硬胶件接触优良,提升粘接效果;
3 使TPE的厚度与预期的触感达到平衡;
4 保持TPE融体的温度以保证粘接效果。
5 TPE材料包覆成型需烘料再加工,以减少制品表面水纹,获得表面色泽均匀的效果;
6 若需配色,则选择的色母粒其载体树脂与TPE和结构件材料都相容;
7 TPE应具有较好的流动性,因TPE包胶层厚度与尺寸比很小,TPE通常需要流经较长的路径和薄壁区来充入模具。
8 TPE的流动长度/制品厚度比低于150:1 。

七 主要TPE类型及与部分硬塑料的包粘结性
       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示意图。

TPE包覆.jpg

八 真假包胶
       根据包胶机理,只有极性接近,才能进行较牢固的包胶。真包胶,指的是极性相近的TPE与硬塑之间的牢固的包胶粘结。目前TPE与很多塑料都能进行真包胶。假包胶,指的是TPE与硬塑之间极性差别大,没法形成烧蚀及互熔层,不具有任何粘结力。但采用特殊的硬塑件结构,如嵌入设计,借助物理机械结构,改善TPE与硬塑的包覆牢固性。

九 常见包胶缺陷浅析
硬胶件变形
这是因为硬胶件尺寸较薄,二次注塑的高温容易导致其变形,另外软胶包覆层较厚,包胶的位置较为狭长,包覆成型后软胶的收缩力也会导致硬胶件拱起变形。
改善办法:改浇口位置;硬胶件做模具加强筋。
局部包胶不牢
一般发生在熔体在模腔内流动路径较长,距浇口较远的位置。
改善建议:适当提升注塑温度;改善料的流动性;优化进浇口设计。
包胶制品析出吐霜
这是TPE料配混料质量问题所致,建议改善优化配混体系。
浇口起皮分层
一般发生在水口及流道较小,产品流长比较大的制品结构中。
一般是因为料的相容性不够好,而产品结构容易在浇口位置形成强的剪切作用,从而导致浇口位置发生分层和起皮。

十 目前弹性体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。目前,据说只有某进口的TPE牌号可以良好的包POM.国外某些厂商的TPE料,据说勉强可以包胶,但包胶的具体机理有些不同。

作者  李晓东   东莞捷佳塑胶科技有限公司

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