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一、序言:
先說一下包覆成型。這個技術或者說工藝不是什么新鮮事物,簡單的說就是將一種材料通過注塑的工藝,包覆在另外一種材質制品的表面或內部。兩種材質通過物理的(卡扣、表面輥花、螺紋)或化學(共粘、互溶)的接合作用,形成一種表觀為單一部件但材質為雙材質的工藝方法。
實現包覆成型的手段主要有兩種:
1.1. 一種為2K injection molding,即雙組份成型或者也有叫雙色注塑的,在雙色注塑機上實現,將一種材質注塑成制品,然后在雙色機上靠模具翻轉跳轉到另外一個注塑料筒對應的模具型腔中,該部件做作為鑲件,在上面注射上另一材質形成一體化雙材質的制品。注塑機是雙料筒、雙模具型腔,注塑過程呢是同時兩種材質的制品都在生產的,只是一個型腔的制品會作為鑲件進入下一個型腔而已。
1.2. 另外一種叫2 step molding,翻譯過來就是兩步注塑,在一臺注塑機上將一種材質的部件成型,
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。
上述2種工藝,綜合的來說統稱為over molding即包覆成型工藝。
在工程塑料上這種工藝應用其實已經有較長歷史了,比如說PA66 GF的做鑲件,表面包覆PA66 URF的齒輪,比如說電子充電器線圈骨架的封裝(PET GF FR + PBT GF FR),比如說微型電機的封裝(內部PA66 or PET骨架,包覆PBT GF)。
二、包覆成型與包膠的基本定義及原理
講那么多包覆成型ABC,其實很多人都明白的,有神馬意義?其實說白了,在熱塑性彈性體應用領域細分市場的包膠,是一種特殊的包覆成型而已。其特殊在于是以軟性的TPE材料作為第二種材質組分,包覆到各種硬質的普通塑料、工程塑料的表面或者局部或內部,實現單一部件多種材質效果而已。
簡單的說,包覆成型可以是塑包塑,也可以軟膠包硬塑,也可以軟膠包軟膠,而包膠是個習慣性稱呼,再說的仔細點,就是射粘包膠,也即通過注射工藝來實現的包膠,基本上就是軟膠包硬塑的一種特定的包覆成型工藝而已。
2.1. 雙材質部件,物理卡扣與化學鍵合
前面講過了,實現包覆成型(包括包膠)的方法可以有物理卡扣的方法和化學方法。前者比如靠卡扣設計、表面輥花、表面攻螺紋,然后包覆上第二種材質實現包覆成型(包膠)。純靠這種方法實現材質貼合的特點是,物理連接部位有較強的附著力,而物理連接部位之外的部位則幾乎沒有多少附著力。
化學方法則是靠兩種材質間的分子親和力、化學鍵的鍵合力,將兩種材質鍵合在一起,形成單一部件、兩種乃至多種組分、材質所以接觸界面間有較強附著力的一種工藝。雖然在實際應用中物理卡扣和化學鍵合的方法常常一起使用,但很明顯,實現雙材質間的化學鍵合是更為牢靠、設計自由度更大的優先方法。
2.2. 關于包膠中的粘合(adhesion)與接合(cohesion)的概念
既然明確 在TPE彈性體/硬質塑料的包膠應用中,實現TPE與硬塑的化學鍵合是優選的雙材質間鍵合方式,就不能不了解兩個單詞:
粘合(adhesion)與接合(cohesion)。
很遺憾目前漢語還沒有形成統一的翻譯術語或定義,也有分別翻譯叫“粘附”和“共粘”的,本人沿襲的是某德資TPE-S廠商的內部定義。
物理卡扣型的連接不再在本文討論范圍內,上述兩種雙材質鍵合方式都屬于化學鍵合方式。
不同的是,粘合(adhesion)依靠的是雙材質間的分子極性引力或氫鍵力,實現第二材質TPE與硬塑間的鍵合;接合(cohesion)依靠的是雙材質間的互溶、極性引力、氫鍵中一種或數種,實現兩種材質間在接觸界面上的至少為分子鏈段層面的鍵合。
理論層面講起來很復雜,但從實際應用中來說,有一個很簡單的判別方法:
粘合(adhesion)效果在雙材質界面上有較強的附著力,但只要有足夠撕扯力將TPE強行從硬塑表面撕下的話,硬塑表面是光滑、平整的,沒有TPE材質的殘留;
接合(cohesion)效果的鍵合,強力將TPE從硬塑表面撕扯下來的話,硬塑表面有很多的TPE殘留,
意味者TPE/硬塑其實在界面上已經互溶,如同兩種金屬焊接到一起了一樣,即便TPE本身被撕扯破了,
界面上的鍵合也很緊密導致TPE有在硬塑表面殘留。
簡單的總括一下,粘合(adhesion)是靠TPE/硬塑間的強力吸附力,接合(cohesion)是TPE/硬塑間的分子鏈段層面的互溶與化學鍵合。無疑,接合(cohesion)是TPE/硬塑包膠設計中,最理想的化學鍵合方式。
2.3. 包膠工藝中接合(cohesion)的界面化學反應原理
前面已經論述過,實現包膠這一特殊包覆成型效果,最理想的就是要形成TPE軟膠/硬塑兩種材質間的分子鏈段層面的鍵合。這種強力的化學鍵合,包括分子或分子鏈段的互溶、滲透、穿透、分子纏繞。
聽上去很像是兩種金屬的焊接是不是?沒錯,包膠(cohesion)工藝的原始idea就來自于金屬的焊接工藝!將一種金屬為底材,另一種金屬以高溫熔體形式鋪敷在其表面,通過高溫在兩種金屬接觸界面上形成一個數個分子層厚度的超薄層,兩種金屬分子在高溫超薄接觸界面層都處于液體或熔融狀態,互相滲透并通過液體分子的自由擴散運動穿透到對方界面,冷卻后,形成一個薄層的互溶、穿透、滲透界面。
根據上述類金屬焊接機理的包膠(cohesion)理論模型,實現TPE/硬塑的分子鏈段層面的鍵合,關鍵也就是要做到以下三點:
2.3.1. TPE材質與硬塑的極性相近(否則在熔體狀態下無法互溶、滲透、穿透);
2.3.2. TPE材質的表面張力小于硬塑的表面張力(否則TPE熔體在硬塑鑲件表面會無法鋪敷開);
->關于表面張力,想想水銀在玻璃表面自行縮成一團,而水珠在玻璃表面能鋪展開,就很容易理解;
2.3.3. TPE熔體在模具型腔內沿硬塑表面流動時,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;
包膠級TPE的配方設計、包膠的成型工藝,乃至包膠中一些貌似沒有規律的難以包覆的問題,在知道上述基本理論模型三要點后,也就都不難把握、不難理解了。
2.4. 實現真正化學鍵合性質TPE/硬塑接合效果的技術要點與難點
既然TPE/硬塑包覆成型是比較成熟的包覆成型工藝的一個分子,而從TPE/硬塑包膠的機理來看也貌似不是很復雜,可為神馬各大TPE生產廠商還是將TPE包膠特別是尼龍TPE包膠,可以作為較大的技術賣點(如果掌握了此技術),或者作為一個技術挑戰(對于還沒有掌握該技術者)?難道是僅僅人品問題?
要實現真正化學鍵合性質的TPE/硬塑接合效果,技術要點也是難點,在于:
2.4.1. 首先必須保證TPE有足夠的耐溫性能,在高溫射出時不會在注塑機料筒內降解,而且要確保TPE射出熔體的溫度遠遠高于硬塑的融化/軟化溫度,讓硬塑表面薄層被熔解。。。
->兩個要求綜合到一起,其實要求TPE耐溫足夠高;
->而硬塑的熔點/軟化點溫度越高,技術難度越大;
2.4.2. 高溫TPE熔體在模具型腔內沿硬塑部件表面高速流動時,冷卻過程中釋放的熱量能足夠融化硬塑基材的表面;
->TPE注塑時的熔體溫度越高越好;
->硬塑的融化/軟化溫度越高,或結晶度越高、結晶融化焓越大,接合越難;
2.4.3. 即便TPE有足夠的耐溫性能,射出的熔體也有足夠高的溫度和冷卻焓,足以融化硬塑表面薄層,也要求TPE極性和工程塑料極性相近,達到熔體分子鏈段層級的熱力學互溶,在短暫的TPE/硬塑底材的熔體接觸時間內,因為分子鏈段運動而擴散、穿透到對方界面內,否則一旦TPE熔體冷卻,形成的只能是分子間的極性吸附力,TPE/硬塑的鍵合力就是粘合(adhesion)類型的;
2.4.4. TPE熔體的表面張力必須盡可能遠遠小于硬塑底材的表面張力,否則TPE熔體無法盡快鋪展開并進行對硬塑表面薄層的熔解、兩種組分的熔體互溶,然后TPE在模具型腔內冷卻的話,也就只能形成粘合(adhesion)類型的鍵合力;
這一節說的有些重復累贅,勉強算是基于TPE/硬塑包膠原理的鋪衍詳述。
三、各種通用塑料/工程塑料/耐高溫特種塑料與TPE包膠難點易點淺析
TPE/硬塑的包膠原理都知道了,技術要點或可能難點也明確了,OK,用這一套觀點或理論模型,
來看看通用塑料或者工程塑料,情況如何??
3.1. 通用塑料如PP, PE, ABS
-> 呵呵,熔點/軟化點溫度不高,材質極性不強,
-> SEBS/TPV/TPO/POE類型的TPE都是非極性的,
->用上述非極性的TPE注塑溫度拉高點,熔體會在這些塑料表面融化出一個薄層,然后雙方互溶、穿透、滲透。包膠,沒問題,是地球人做配方的都能做到!!!
->相反,如果用極性的TPE,比如TPU, TPEE, TPE-A等,TPE熔體溫度足夠融化上述硬塑材質表層,但兩種材質的表面薄層相容性不好,無法實現強力的接合,因為違背了“極性相近”的要求!
3.2. 無定形工程塑料PC, PC/ABS; PPO
-> 軟化點溫度比通用塑料高,要求TPE有高的熔體溫度;
->材料弱到中等極性;
->硬塑是無定形的,包膠中TPE不需很多熱量彌補結晶區融化焓的要求;
->所以,包膠不難,SEBS/TPV/TPO類型的TPE,適度調整配方的極性很容易達到要求,而TPU/TPEE更是木有問題,不考慮TPE的硬度要求的話。
3.3. 半結晶性工程塑料, 聚酯(PBT, PET)
-> 材質極性方面,類似于上面的PC, PC/ABS;
-> 材料是半結晶的,TPE熔體在聚酯硬塑表面融化出一個超薄表層,需要更多的熱焓,所以TPE溫度相應要拉高一些,所以包膠難度略高于PC, PC/ABS;
-> PBT的熔點220°C, PET熔點260°C,TPE熔體溫度要求還是較高的,SBS基的TPE可能不太適合, PET包膠比PBT難;
-> TPE-S/TPV配方調整滿足極性要求、耐溫要求還是可以容易實現的;TPU/TPEE實現包膠自然不在話下。
3.4. 半結晶性工程塑料聚甲醛POM
-> 不管是共聚POM還是均聚POM,熔點都不高(170°C~180°C),硬塑熔點對TPE熔體的溫度要求不會太高,對TPE的耐溫挑戰不大;
->結晶度很高,TPE熔體融化POM表層需要的熱焓較大,這一點對TPE的耐溫要求又較高;
-> 分子極性不是很強,TPE-S/TPV類在極性互溶上較容易調整配方實現這一要求;
-> POM是自潤滑材料,表面張力很低,意味者即便TPE極性相近、熔體溫度足夠高可以熔融POM表層,但實際包覆工藝中,TPE熔體很難在POM硬塑表層快速有效鋪展開!!!
-> 所以,TPE-S/TPV想包覆POM,挺難的!!!目前市場上我只見過膠寶的TF6MAA系列可以包覆住POM (100P, M90)。
3.5. 半結晶性工程塑料尼龍(PA6, PA66)
-> PA6熔點220°C, PA66熔點260°C,需要TPE熔體溫度更高,對TPE耐溫性要求較高;
-> 極性高于上述所有通用塑料、PC及PPO, PBT, PET, POM, 所以對TPE-S/TPV類軟膠的配方調整,有更高難度; TPU/TPEE類極性是足夠的但加工中的耐溫、流動性、硬度范圍卻將出現不足,后面再論;
-> PA6, PA66都是半結晶性的且融化焓較高,也要求TPE熔體溫度更高以便更有效融化硬塑表層,也提高了對TPE的耐溫要求;
-> PA6, PA66的強極性導致易吸水吸濕,對注塑工藝的控制能力有更高要求;
-> 所以,TPE-S / TPV包覆尼龍,是目前包膠配方和工藝中最難的一個領域!!!
3.6. 特種耐高溫塑料
-> 硬塑都是高溫塑料,如PPS, LCP, PPA, PA46等,極性和上述的工程塑料中的PBT, PET, PA6, PA66等分別相近;
-> 超高的熔點(270°C ~ 310°C)對無論TPE-S, TPV, TPU, TPEE都是個挑戰,后面這些TPE熔體至少要高于前面這些耐高溫硬塑熔點30°C以上才可能實現接觸界面的熔化、混合,這對這些TPE來說難度很大;
-> 通過調整配方的極性和對應的耐高溫塑料極性相近, 實現粘合(adhesion)效果的包膠,比較容易;
-> 真正國外包覆PPA, LCP等達到接合(cohesion)的包膠級TPE,都是耐高溫TPE比如基于有機硅/TPE-A級的,且有專利!
上述,是基于通用塑料、五大工程塑料、特種高溫塑料的基本特性,進行的包膠難點、易點的分析,
還沒有考慮到每種塑料的不同配方類型、添加劑使用情況、工藝情況,基本上也只能算上是一個寬泛性的總體分析。
四、包膠級TPE所用基材性能特點與配方難點要點淺析
上面是基于各種通用塑料、工程塑料、耐高溫特種塑料特性的分析,很明顯, 要實現TPE/硬塑的理想包膠效果,各種TPE基材的特性也必須考慮在內,也就必然涉及相應各種TPE基材特性的配方調整要求。
4.1. 非極性基材的TPE-S, TPV:
-> 包非極性或者弱極性的硬塑材質自然不在話下,不再贅述;
-> 難點是包極性材料、耐高溫塑料都賊忒么難;
-> 硬度范圍極寬, 不是TPU, TPEE, TPE-A乃至其它大多數TPE基材可比擬的;
-> 手感良好,不發粘、不打滑, 所以人民群眾很喜歡!
所以 TPE-S/ TPV與極性硬塑材料包膠,調整配方的重點在于:
-> TPE-S, 提高耐溫性能,多用SEBS少用SBS(耐溫差);
-> TPE-S, 基材用高極性的基材(這個,供應商如Kraton, Kuraray都有各自獨門秘籍),或者用MAH接枝型的基材,用極性基材如TPU+增溶劑進行共混而改變極性的方法,只能作為輔助手段,否則包膠未必好,但卻容易發生添加的極性基材及增溶劑出現遷移或析出現象!
-> TPV與極性硬塑材料包膠, TPV其實是動態交聯的EPDM橡膠微細粒子分布在PP基體中,在TPV包覆硬塑材質實現熔融混合過程中,已經交聯的EPDM橡膠微細粒子無法與極性硬塑材料發生穿透、滲透等行為,所以配方設計的要點在于盡可能增加PP基體相的極性(比如用MAH接枝PP例如Chemtura公司Polybond系列接枝PP), 而且要盡可能提高配方中接枝改性PP的含量, 并降低配方中填料、增塑劑(如石蠟油)含量。 簡單來說,就是配方中樹脂要多,樹脂中分散相的接枝改性PP要多!
4.2. 中等極性基材的TPEE, ETPV
-> TPEE是聚酯彈性體,ETPV是ACM(AEM)/TPEE通過動態硫化技術生產的橡/塑共混型彈性體(技術類似于EPDM/PP基材的TPV);
-> 由于TPEE主要基材或ETPV的連續相,都是TPEE聚酯彈性體,包極性相近、同樣帶聚酯官能團的PC, PBT, PET, 自然難度不大;
-> 包尼龍6、尼龍66,極性還是有一定差異, 導致相容性不理想, 除非對基材進行極性改進;
-> TPEE, ETPV的耐溫很好,注塑時允許很高的熔體溫度,以便高溫熔體在硬塑表面熔融出一個超薄層進而實現接合(cohesion);
問題和不足在于:
-> TPEE的硬度由于化學結構原因都很高,至少從Shore A 90 / Shore D 35起跳,對應追求柔軟手感的包膠應用,無法達到預期效果;
-> ETPV其實是用動態硫化工藝將ACM(AEM)類橡膠粒子分散到TPEE連續相基材中,以達到降低硬度目的,并保持原有TPEE的耐高溫、耐疲勞、耐化學等一系列優勢,硬度也只能可以實現最低Shore A 60,無法和TPE-S, TPV的低硬度、超柔軟相比;
-> 最關鍵一點,TPEE或ETPV材料都單價不菲!!!
4.3. 強極性基材的TPE-U(TPU), TPE-A(尼龍彈性體), PEBA(長碳鏈共聚尼龍彈性體)
-> 毫無疑問,這些強極性的TPE與強極性硬塑如PA6, PA66極性很相近,利于包膠中的互溶;
-> 這幾種TPE的短時耐溫都很高,便于注塑中使用高的熔體溫度,射出到強極性尼龍硬塑的表面形成熔融薄層,進而兩種材料通過分子鏈段間的穿透、滲透形成接合(cohesion)級包膠效果;
問題和不足在于:
-> TPU的硬度從Shore A 50左右開始不容易實現柔軟手感,且因為是極性材質手感發粘;
-> TPU的熔體粘度對溫度很敏感,敏感溫度區間在180°C~200°C左右,高于這個溫度區間,TPU熔體會流動性突然太高,導致注塑到硬塑表面后出現飛邊現象;
-> TPE-A和PEBA理論上說與強極性PA6, PA66的互溶性是非常理想的,且注塑中耐溫也足夠高,但硬度都普遍偏高從Shore A90開始起步,另外材料單價不菲也是一個制約因素;
上述種種,導致以TPE-S/TPV實現理想包膠中的接合(cohesion)效果,成為最有柔軟且干澀手感、經濟最節約方向,所以也就是為神馬TPE-S/TPV包膠尼龍那么難,但TPE廠商一直都堅持不懈去努力開發這種技術的背景原因。
當然,這些探討中仍然只是基于各種TPE基材的特性來探討配方的難點或要求,沒有考慮各種基材的分子結構設計差異、TPE配方組分中的添加劑等因素,即便如此也是很寬的一個話題。還沒有包括硬塑配方因素、加工中的工藝因素。
五、包膠實現理想接合(cohesion)效果的原理和工藝要點
5.1.?實現理想包膠三大要點原理:
再次總結回顧下,從包膠工藝的理論模型來分析,實現接合(cohesion)包膠效果,基本要點其實只有三句話:
5.1.1. 極性匹配,兩種材料在熔體狀態下能分子鏈段互溶加穿透;
5.1.2. TPE熔體溫度足夠高, 能燒蝕硬塑表面;
5.1.3. TPE表面張力低于硬塑表面張力,以便快速鋪展在硬塑表面,進而實現燒蝕、材質相互穿透;
上述三個基本要點其實已經決定了:TPE和硬塑的配方相互匹配、相互滿足要求,是實現理想接合(cohesion)效果的基礎。
從商業化運作的角度來看,最好的辦法當然是TPE、硬塑都是同一個廠商生產的,他們對自己的TPE、硬塑的配方都很清楚,嚴格按照上述包膠要求的理論模型三大要點來設計配方,避免配方設計中不利于接合(cohesion)的因素或材料出現。
然而因為TPE、硬塑的配方設計存在專業分工,TPE、硬塑的材料生產廠商各自有市場主營業務方向,
大多數情況下無法保證同一廠商同時又能力提供相互匹配的TPE加硬塑牌號(配方)。所以退而求其次的方法,是TPE生產廠商根據自己開發的TPE配方的應用方向,分別測試與市場主流的硬塑的接合(cohesion)效果,進行硬塑牌號的篩選,并將篩選出的硬塑牌號與自己的TPE牌號,一起作為包膠解決方案推薦給客戶。
但說這么多,其實是為了解決TPE與硬塑牌號(配方)匹配的問題。在這一基礎上,才好進一步談及如何從工藝上進行TPE與硬塑的包膠優化問題。
5.2. 包膠實現理想接合(cohesion)效果的工藝要點
不管怎么樣做到的,總之假如我們已經篩選出合適的、相互匹配的TPE與硬塑的牌號(配方),足夠能滿足上面提到的理論模型三大要點的要求,那么是否就能保證實現理想的接合(cohesion)包膠效果呢?
答案是:Of course NOT yet !!!
因為即便在TPE與硬塑牌號匹配的前提下,工藝仍然有很大的影響!
總體來說,優化包膠實現接合(cohesion)效果,工藝要點概括起來,主要有下面一些,并附上基于包膠原理三大要點的簡單解釋:
5.2.1. 雙色注塑(2K molding)優于兩步注塑(2-step molding)的效果,
-> 理由?實在不想解釋,否則又是一大堆的文字;
-> 簡單來說就是,硬塑第一步被注塑出來時還是熱的,馬上進入2K注塑機的第二型腔,中間轉移過程也沒吸潮,既容易被高溫TPE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;
5.2.2. 在TPE材質的加工允許范圍內,盡可能選用更高的料筒(熔體)溫度;
-> 否則TPE容易怎么又足夠的熱量燒蝕硬塑材質表面?
5.2.3. 包膠第二步時,硬塑作為鑲件的模腔盡可能采用高模溫;
-> 硬塑溫度高,TPE高溫熔體冷卻的就慢,有足夠熱量、足夠時間燒蝕硬塑形成互溶超薄層;
5.2.4. 包膠第二步時,在不產生TPE飛邊的前提下,盡可能采用高射速將TPE熔體射出;
-> 射速高,TPE在硬塑表面鋪展時間短,在成型周期內有更長時間燒蝕硬塑表面;
-> 射速高, TPE與硬塑表面的摩擦導致摩擦生熱,TPE熔體溫度冷卻也減慢,更長時間用于接觸和燒蝕硬塑表面;
-> 射速高,大多數TPE(TPU除外,TPU熔體粘度對溫度的敏感性更強)熔體粘度發生剪切變稀,表面張力下降,利于在硬塑表面鋪展;
5.2.5. 要避免硬塑表面的吸濕或玷污,特別是在兩步注塑時,硬塑中間經過停發、轉移過程,這一點更容易發生;
-> 極性硬塑如PC, PBT, PET, POM特別是強極性硬塑如尼龍6、尼龍66,表面吸濕導致形成與吸附的水分子行程氫鍵,TPE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TPE熔體的包膠;
-> 包覆極性硬塑的TPE,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;
總體來說,在理解了包膠原理模型的基礎上,容易設計出合理的TPE與硬塑相互匹配的牌號(配方),在工藝上選擇合適的工藝參數并避免一些不應有的操作錯誤,實現TPE與硬塑的優化接合(cohesion)效果。
六、TPE與硬塑包膠之Q&A篇?
本文話題的發起,來自于韌性哥在韌客知道社區提出的問題,下稱《原文》,具體問題內容見末尾,本節分析了TPE與硬塑包膠實際生產中遇到的一些現象,這些現象大多來自于《原文》中回復帖的韌友的實際經驗。采用Q&A問與答這一比較閑散、比較自由的方式,嘗試按照包膠理論模型進行分析、解釋。
Q1: 原文板凳帖子,“膠寶包尼龍規格的TPE,成型溫度是260-280°C,現場試模我有遇到過很多,拿了我們的料打,成型溫度190°C一點都粘不住,我一看就叫操作員把溫度直接加到275°C(PA+30GF阻燃)”,為神馬這樣,給個理由先??
A: -> 先你個大頭鬼哦,明擺這PA6熔點220°C,按照接合(cohesion)包膠模型,當然TPE高熔體溫度有利;
->為神馬這樣,只能問膠寶,人家的TPE用的是高耐熱的SEBS基材,然后合理配方設計有了充足的基礎;
Q2:原文板凳帖子,“溫度升高結果打了10幾模后,粘得越來越緊。”,為神馬這樣?
A: ->高模溫加打了10幾模,模具溫度上來了,熱的TPE熔體與在硬塑表面冷卻失去的熱量少,有更多熱量用于融化PA6硬塑表面;
->另外模溫高了后,PA6硬塑表層的分子鏈段運動性上升,容易被熱的TPE熔體的鏈段滲透形成接合(cohesion);
Q3: 原文板凳帖子,“因為尼龍材料本身的特性不確定因素太多,如:PA6,PA66,加玻纖(15,30,45,50)長纖,短纖,各類阻燃劑等等,膠寶,GLS等也不能保證所有規格的尼龍都能包得緊。”,why why ?
A: -> 歪歪(why why)你個大頭!明擺者嘛,PA6配方不同,至少影響其產品的極性、表面張力,按照包膠的理論模型,極性、匹配、TPE熔體表面張力低于PA6硬塑,兩點是必須的,不同的PA6牌號(配方)自然無法保證個個都能和TPE包膠好;
> 玻纖含量與玻纖的表面處理其實有很大影響,比如PA URF的話硬塑表面無玻纖,PA6 GF30的硬塑件做底材則表面的尼龍含量最多只有大約70%,玻纖是與TPE無親和力的自然影響。 另外采用偶聯劑處理過的玻纖與尼龍基材吸附好,注塑的部件表面不易浮纖,也有利于硬塑表面有更多的尼龍與TPE接觸,自然接合(cohesion)更好;
-> 配方中有時候為了改善表觀或加工流動性,加入了外脫模劑、外潤滑劑,這些助劑會遷移的硬塑表面,導致尼龍表面層的極性、表面張力都發生改變,大幅影響TPE包膠效果;
-> 所以無論哪家TPE廠商都無法保證說自己的TPE能包覆所以尼龍,
Q4: 原文板凳帖子,“還有一個案子,因為膠寶不只一種包PA的規格,用了3種試,只有一種能包得緊,溫度只要265即可。”,奇哉怪也 ???
A: -> 不稀奇,其實就是按照接合(cohesion)的基本原理模型三大要點,開發了幾個配方,便于能和市面上大多數主流廠商的PA6能包膠;
-> 曾經膠寶的TC*YCZ能包覆市面上大多數PA6 GF30牌號如DSM, LANXESS, BASF, 南京聚隆的,唯獨碰到金發的PA6 GF30就搞不掂了,知道后來推出TC*PAZ才算是找到了匹配的配方,當然TC*PAZ后面出現泛白的助劑遷移問題又是后話了(文中*代表某一阿拉伯樹脂,為該TPE的硬度范圍);
Q5: 原文地板帖子,“有個案例 客戶也是用PA6 30% 本來一直粘結效果好 購了料 回頭又找我說粘得不好 現場一看果然 換了粘結的產品 雖然也是PA6 30%但是感覺成份跟以前的差距很大 只好提高操作溫度 粘上了 但是因為我們的材料流動性太好 有些飛邊 又降低了一點溫度 達到客戶要求。。。”,怎么解釋啊??
A: -> 換了PA6硬塑的牌號,自然接合(cohesion)效果不同,呵呵,不解釋!!!
Q6:原文17樓帖子,“現在發展包尼龍的配方常看到有兩種系統:
1. SEBS:可高溫注塑(膠寶.吉力士) 較多 每家的效果參差不齊;
2. TPU:低溫注塑(科悅.奔流) 較少 看案子有的就真的粘的還不錯.也不知道為什么"
A: -> SEBS高溫注塑,走的是接合(cohesion)的包膠路線;
-> TPU低溫也能包,是粘附(adhesion)的包膠機理,所以,呵呵,你該知道為什么了!
Q7: 原文19樓帖子,“大家有用到TPV基料嗎?對目前使用的TPV基料有什么要求嗎?是否需要定做呢?目前有的配方是使用santoprene RC8001來做基料的。"????
A: -> 請問你說的TPV基料是什么意思,是說目前客戶在用的是TPV基材的TPE,還是說目前的配方用的是RC8001做基材,重新生產的你自己的TPV配方(牌號)來包膠;
-> 總的來說TPV的主要成分是硫化且呈分散相的EPDM橡膠粒子,而連續相是PP成分但在配方中是含量較少的組分;主要還是靠改變PP基料的極性生產出對應的TPV,當然分散相中可以摻入其它極性樹脂如TPU并相容劑,依靠接合(coesion)與粘附(adhesion)的共同作用來實現較好的包膠效果;
Q8: 我想開發一種TPE能包覆所有普通塑料和工程塑料,和市場各家廠商的所有牌號接合(cohesion)完美,請問如何實現?
A: -> 這個問題聽得我臉都綠了。。。。。你去跳河吧,我啥都沒聽見、沒看見!
目前國內的包尼龍TPE,感覺不是真的共粘接,而是粘附,英文包膠料分2個等級,1是adheseive,2是cohesive,通常我們希望的是第2種,具有強粘合力的,也就是粘合強度大于TPE的強度。而目前的配方體系通過引入pp-g-mah,EPDM-g-MAH,sebs-g-mah,poe-g-mah以及在助劑上加入增粘樹脂等等,都只能到達第1種效果,也就是粘附的效果。
曾經有個專利降到用sebs-g-mah和尼龍先共混做成相容劑,然后TPV+TPU+相容劑,結果粘結的效果也不是很好,并且硬度很高,要做軟不容易!
不知道大伙在做TPE包尼龍方面,還有哪些想法呢?大家共同來談談,互相出主意,一起為提高粘結強度而努力!!!
- TPV/TPE業務助理
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2018年9月10日 下午4:57 沙發
這篇文章我看了至少10遍,感謝獅子王的貢獻,終于對射粘包膠有一定的理解!