熱塑性彈性體TPV 的加工和應(yīng)用
EPDM TPV可以進(jìn)行注塑,擠出、吹塑、壓延、成型,而且由于環(huán)保、節(jié)能、可重復(fù)利用,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。主要應(yīng)用于汽車用防塵罩、密封條。軟管、電線、家用電氣以及工具運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)向注射硫化。CR生產(chǎn)工序繁多,硫化耗時(shí)長(zhǎng),廢次品率高。
80年代初Santoprene問世以來(lái),TPV與硫化橡膠爭(zhēng)奪市場(chǎng)的第一個(gè)主打產(chǎn)品便是汽車防塵罩。經(jīng)過20多年的競(jìng)爭(zhēng),TPV防塵罩已確立在汽車工業(yè)的地位,逐漸有取代CR防塵罩的趨勢(shì)。我國(guó)生產(chǎn)EPDM TPV防塵罩已有10多年歷史,生產(chǎn)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?jǐn)D一吹成型是先用擠出機(jī)將TPV擠出型坯,然后合模、吹塑,最后脫模。此工藝不易控制,因?yàn)榉缐m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(huì)發(fā)生形變。采用型坯壁厚控制裝置,可以提高制品質(zhì)。
注一吹成型比擠一吹成型先進(jìn),國(guó)外基本上采用此工藝生產(chǎn)防塵罩,國(guó)內(nèi)也有廠家引進(jìn)國(guó)外成套設(shè)備生產(chǎn),生產(chǎn)效率高(幾十秒生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品)。質(zhì)量良好穩(wěn)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(jī)將TPV注入形成型坯,然后旋轉(zhuǎn)到吹塑位置進(jìn)行吹塑(此時(shí)第二副模具轉(zhuǎn)到注射位置)然后脫模。兩副模具旋轉(zhuǎn)交替,效率很高。
l 吹塑工藝條件
干燥:新材料(70~80)℃X3h,回料時(shí)間要長(zhǎng)些。
擠出吹塑各段溫度:進(jìn)料段195~205℃,過渡段200~205℃,計(jì)量段208~210℃,機(jī)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(guó)戴姆勒一奔馳汽車首次制定新型的A級(jí)系列汽車的后側(cè)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(shè)計(jì)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(dǎo)槽、車窗、車門外側(cè)。發(fā)動(dòng)機(jī)蓋。行李箱等密封條,有些還采用發(fā)泡TPV和復(fù)合密封條。
近來(lái),汽車密封條采用EPDM TPV有迅速增加的趨勢(shì),其首要原因是環(huán)保的要求。傳統(tǒng)的EPDM密封因其硫化體系中使用產(chǎn)生致癌亞硝酸的促進(jìn)劑(BZ、TRA、TT、DTDM等),雖然已采用環(huán)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(huán)芳烴)。傳統(tǒng)的PVC或TPVC密封材料,因含鹵素和鄰苯二甲酸酯也在環(huán)保禁/限之列。而EPDM TPV不存在上述環(huán)保問題。其次,從環(huán)保的角度,要求汽車橡塑制品提高重新利用率(30%→70%),傳統(tǒng)EPDM硫化膠敵不過EPDM TPV。此外,TPV無(wú)需混煉和硫化。可以與硬質(zhì)塑料(PE、PP)共擠出可生產(chǎn)彩色封條,耐UV性優(yōu)良,可生產(chǎn)高硬度制品(比EPDM簡(jiǎn)便),而且按角可以熱熔接。
l 擠出機(jī):長(zhǎng)徑比(L/D)24/1,壓縮比 2.5/1。
l 擠出溫度(℃),由55A→50D;
進(jìn)料段175~195,過渡段180~195,計(jì)量段180~200,
機(jī)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(wǎng):有擠出機(jī)→過濾機(jī) 60/40/20目。
C.軟管
以PP為內(nèi)管,聚酯為增強(qiáng)層,外層膠包覆的PP/TPV復(fù)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(qiáng)度達(dá)4KN·m-1)。通過適當(dāng)?shù)钠渌澈蟿┡cTPV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(hù)套已在國(guó)外生產(chǎn)多年,國(guó)內(nèi)由于價(jià)格問題,并未廣泛使用。TPV在國(guó)內(nèi)已用生產(chǎn)汽車點(diǎn)火線護(hù)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(yè)制品,現(xiàn)在已越來(lái)越多選用EPDM TPV。大多數(shù)采用注塑成型生產(chǎn)。
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(hào)要較長(zhǎng)的干燥時(shí)間。
推薦的注塑條件:
機(jī)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(zhuǎn)速:100~200RPm
模壓收縮率:1.5~2.5%