熱塑性彈性體TPV 的加工和應用
EPDM TPV可以進行注塑,擠出,吹塑,壓延,成型,而且由于環保,節能,可重復利用,應用范圍不斷擴大。主要應用于汽車用防塵罩,密封條。軟管,電線,家用電氣以及工具運動器材和日用制品。
A.防塵罩
汽車防塵罩以往使用CR(由CR320→耐熱耐寒專用CR),由平板硫化轉向注射硫化。CR生產工序繁多,硫化耗時長,廢次品率高。
80年代初Santoprene問世以來,TPV與硫化橡膠爭奪市場的第一個主打產品便是汽車防塵罩。經過20多年的競爭,TPV防塵罩已確立在汽車工業的地位,逐漸有取代CR防塵罩的趨勢。我國生產EPDM TPV防塵罩已有10多年歷史,生產防塵罩是87A和40D,單用或并用。采用吹塑成型工藝。
吹塑成型分為擠出吹塑(擠一吹)和注射吹(注一吹)兩種。
防塵罩擠一吹成型是先用擠出機將TPV擠出型坯,然后合模,吹塑,最后脫模。此工藝不易控制,因為防塵罩形狀,壁厚并不均一,而且擠出的熱型坯是自上而下垂落的,也會發生形變。采用型坯壁厚控制裝置,可以提高制品質。
注一吹成型比擠一吹成型先進,國外基本上采用此工藝生產防塵罩,國內也有廠家引進國外成套設備生產,生產效率高(幾十秒生產一個產品)。質量良好穩定,廢品率低。注一吹成型裝置有兩副模具,第一副模具通過注射機將TPV注入形成型坯,然后旋轉到吹塑位置進行吹塑(此時第二副模具轉到注射位置)然后脫模。兩副模具旋轉交替,效率很高。
l 吹塑工藝條件
干燥:新材料(70~80)℃X3h,回料時間要長些。
擠出吹塑各段溫度:進料段195~205℃,過渡段200~205℃,計量段208~210℃,機頭210~215℃,口型215~220℃。
吹脹比(=制品最大外徑/型坯外徑):4/1
B.密封條
1998年,德國戴姆勒一奔馳汽車首次制定新型的A級系列汽車的后側窗密封條使用Santoprene,2000年DSM公司開始一些汽車上使用改公司的TPV“Salink”。目前,世界上許多汽車公司都設計和使用EPDM TPV,例如奔馳,克萊斯勒,梅德塞斯,大眾,奧迪,通用,富特,雷諾,本田,豐田等。包括三角窗,玻璃導槽,車窗,車門外側。發動機蓋。行李箱等密封條,有些還采用發泡TPV和復合密封條。
近來,汽車密封條采用EPDM TPV有迅速增加的趨勢,其首要原因是環保的要求。傳統的EPDM密封因其硫化體系中使用產生致癌亞硝酸的促進劑(BZ,TRA,TT,DTDM等),雖然已采用環保的替代品(DBZ,ZDTP,DTDC等),但仍有憂慮。炭黑和加工油以及某些助劑存在致癌PAHs(多環芳烴)。傳統的PVC或TPVC密封材料,因含鹵素和鄰苯二甲酸酯也在環保禁/限之列。而EPDM TPV不存在上述環保問題。其次,從環保的角度,要求汽車橡塑制品提高重新利用率(30%→70%),傳統EPDM硫化膠敵不過EPDM TPV。此外,TPV無需混煉和硫化。可以與硬質塑料(PE,PP)共擠出可生產彩色封條,耐UV性優良,可生產高硬度制品(比EPDM簡便),而且按角可以熱熔接。
l 擠出機:長徑比(L/D)24/1,壓縮比 2.5/1。
l 擠出溫度(℃),由55A→50D;
進料段175~195,過渡段180~195,計量段180~200,
機頭 195~210,口型 200~215,熔體 200~215
l 擠出前粒料要干燥(70~80℃X3h),否則擠出物有氣孔。
l 擠出濾網:有擠出機→過濾機 60/40/20目。
C.軟管
以PP為內管,聚酯為增強層,外層膠包覆的PP/TPV復合軟管(圖11),是通過TPV和熱熔膠(例如 Day chem. International,Inc 的Numel熱熔膠)共擠出,使外層膠TPV與聚酯線牢固粘合(剝離強度達4KN·m-1)。通過適當的其他粘合劑與TPV共擠出,TPV與尼龍,芳綸和鍍銅鋼絲都能良好粘合。
D,電線電纜
EPDM TPV 代替EPDM硫化膠作為耐熱電纜護套已在國外生產多年,國內由于價格問題,并未廣泛使用。TPV在國內已用生產汽車點火線護套,替代以前使用的硅橡膠和EPDM。
E,注塑制品
許多家電和生活用品以及其他工業制品,現在已越來越多選用EPDM TPV。大多數采用注塑成型生產。
注塑用的粒料先要干燥:新料80℃×3h,回料80℃×4h,阻燃劑80℃×3.5h,特殊用途牌號要較長的干燥時間。
推薦的注塑條件:
機筒:后部 180-195℃,前部190~210℃
注嘴:200~220℃
熔體:200~220℃
模具:25~40℃
注塑總周期:100~200S
螺桿轉速:100~200RPm
模壓收縮率:1.5~2.5%