TPE(热塑性弹性体)的生产工艺涵盖原料准备、混炼、成型及后处理等环节,具体工艺根据产品需求和材料特性可分为以下核心步骤:
一、原料准备与配方设计
基体材料选择
苯乙烯类(SBS/SEBS):提供弹性基础,SEBS因氢化处理耐老化性更优,常用于鞋材。
聚烯烃类(TPU/TPO):增强耐磨性与耐油性,适用于工业鞋或特殊环境。
辅助成分:
软化剂/增塑剂(如白油):降低硬度,提升流动性,用量需平衡弹性与力学性能。
填充剂(如碳酸钙):增加硬度、降低成本,过量可能导致脆化。
功能助剂:抗老化剂(延长寿命)、交联剂(提升强度)、发泡剂(实现轻量化)。
配方设计原则
根据产品用途调整硬度(0-100A)、弹性及耐候性。例如,运动鞋中底需高回弹,配方中SEBS比例较高;工作靴则需高硬度填充剂增强耐磨性。
二、混炼工艺
密炼机混炼
将基体材料、软化剂、填充剂等按比例投入密炼机,在高温(150-200℃)和剪切力作用下混合均匀。
关键控制点:温度过高导致材料降解,过低则混合不均;需控制混炼时间(通常5-15分钟)。
双螺杆挤出机混炼
通过螺杆旋转实现强制混合,同时完成塑化与初步造粒。
优势:混合效率高,适合大规模生产;可添加液态助剂(如抗老化剂)实现控制。
三、成型工艺
注塑成型
适用场景:复杂结构鞋底(如运动鞋)、包胶部件(如鞋跟加固件)。
工艺参数:
注射温度:160-220℃(根据材料类型调整)。
注射压力:50-150 MPa,确保材料填充模具。
冷却时间:10-60秒,防止脱模变形。
优势:精度高、生产效率高,适合大批量生产。
挤出成型
适用场景:管材、片材、异型材(如鞋底边缘条)。
工艺参数:
挤出温度:180-250℃,需根据材料流动性调整。
口模设计:控制熔体膨胀率(约5%-20%),确保尺寸精度。
优势:连续生产,适合长尺寸产品。
吹塑成型
适用场景:中空制品(如鞋内气囊、缓冲垫)。
工艺步骤:
挤出或注塑形成管状型坯。
通过压缩空气吹胀贴合模具。
冷却脱模后得到中空制品。
关键点:需高熔体强度材料防止吹破,模具成本较高。
压延成型
适用场景:薄膜、片材(如鞋面复合材料)。
工艺参数:
辊筒温度:±2℃控制,防止材料粘辊或断裂。
压力调整:确保片材厚度均匀(通常0.1-5mm)。
优势:可复合其他材料(如织物、金属箔),提升功能性。
其他工艺
滴塑成型:用于服装标牌、瓶盖垫片等小型制品,需控制滴塑速度与量。
搪胶成型:适用于软质玩具或鞋材配件,需特殊调制低硬度(0-50A)TPE材料。
四、后处理与质量控制
冷却与定型
水冷/风冷:根据产品要求选择,确保尺寸稳定性。
牵引装置:用于连续制品(如管材)的定长切割。
表面修饰
喷涂/印刷:提升视觉效果,如LOGO或图案。
植绒:增加触感,常用于鞋内衬。
质量检测
物理性能测试:耐磨性(≥5000次)、弯折寿命(≥10万次)、低温耐折性(-20℃不脆裂)。
环保检测:符合ROHS、REACH标准,无重金属或有害物质释放。
五、工艺选型建议
复杂结构:优先注塑成型,如运动鞋中底与外底一体设计。
长尺寸产品:选择挤出成型,如鞋底边缘条或密封条。
中空制品:采用吹塑成型,如鞋内气囊或缓冲垫。
薄型材料:适用压延成型,如鞋面复合薄膜。
环保需求:探索生物基TPE或可降解配方,减少对石油资源的依赖。
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