TPE材料的耐磨性可通过配方优化、助剂添加、工艺改进、复合材料制备及结构设计等多维度措施综合保障,具体如下:
一、配方优化:选择耐磨性能优异的TPE体系
基体材料选择:
SEBS基TPE:优先选择分子量更高或星型结构的SEBS(如岳化602T、604T),其软段与硬段相分离更明显,苯乙烯相强度更高,耐磨性更优。
TPU/TPV基TPE:直接采用TPU或TPV作为基体,其耐磨性较传统SEBS基TPE有质的提升,适用于耐磨场景(如工业滚轮、脚轮)。
填料替代:
用白炭黑(二氧化硅)替代部分碳酸钙填料,白炭黑可显著提升材料耐磨性,同时对其他性能影响较小。
二、助剂添加:增强表面硬度与润滑性
耐磨填料:
碳纤维/玻璃纤维:显著提升材料硬度、强度和耐磨性,但需注意可能降低材料柔韧性。
硬质颗粒:如氧化铝、二氧化硅,通过“以硬磨硬”机制提高耐磨性。
固体润滑剂:PTFE(聚四氟乙烯)微粉、MoS?(二硫化钼)可在摩擦表面形成润滑膜,大幅降低摩擦系数。
外润滑剂:
硅酮:常见TPE耐磨剂,通过降低表面摩擦系数提升耐磨性,但需平衡耐滑性能(避免鞋底打滑等问题)。
低摩擦系数树脂:如高分子量聚乙烯(UHMWPE)、PA6、共聚POM,可替代部分TPE基体以降低磨耗。
三、工艺改进:确保材料均匀性与稳定性
加工参数控制:
挤出/注塑温度:适当提高模温和料温,确保材料充分塑化,流动均匀,减少内部应力。
压力与速度:提高注射压力和保压时间,保证TPE与芯体(如金属、塑料)紧密贴合,避免因粘接不牢导致额外磨损。
避免过充模:过度填充会导致TPE内应力过大,反而降低耐磨和抗疲劳性能。
后处理工艺:
回火处理:消除材料内部应力,提高尺寸稳定性,间接提升耐磨性。
表面处理:如喷涂、镀膜,可形成保护层,减少直接摩擦损伤。
四、复合材料制备:结合不同材料优势
与非*性材料复合:
与PP、PE等非*性材料混合,可改善TPE的耐磨性,同时降低成本。
与弹性材料复合:
与TPU、TPV等弹性材料复合,形成兼具高弹性与高耐磨性的复合材料,适用于需要长期摩擦的场景(如鞋底、工业胶辊)。
五、结构设计:减少磨损风险
脚轮设计优化:
加大直径:减少单位时间内轮子转数,降低磨损。
优化接触面积:设计微弧形或特定tread花纹,减少实际摩擦面积,分散压力,并利于排出异物。
增加包胶厚度:为磨损提供更多余量,延长使用寿命。
确保牢固粘接:避免TPE与芯体发生相对滑动,减少额外磨损和热量产生。
产品整体设计:
圆润边角:减少摩擦接触面的应力集中,降低磨损风险。
合理壁厚:避免过薄设计导致材料易破损,影响耐磨性。
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