硫化聚烯烃弹性体TPV注塑件的一般设计原则

硫化聚烯烃弹性体 TPV是以动态硫化的PP及EPDM为基材的共混物。 在-60℃到130℃的温度范围均可保持均一性质，不易龟裂和发粘，有极佳的耐热老化性及抗油脂性。跟PP有极佳的接着效果，适合用于各类手柄。

在有些情况下, 要求一个部件具有多种特点 ,所以可能需要使用多种材料。这些部件可以采用双色注塑、双料注塑或共注塑技术来生产。另外还可采用嵌件注塑或二次成型 ,即两步注塑工艺来生产。注塑工艺被广泛采用的原因正是能生产多功能、多材料复杂部件。

1、壁厚

将部件设计成整体上具有均匀壁厚的产品 ,这样可使整个部件有均匀的收缩率,从而减少翅曲和凹痕。

在某些情况下有可能需要产品的壁厚有变化 ,这种情况下推荐采取壁厚逐步渐增的设计方法, 从而减少部件的翅曲和凹痕。最大壁厚变化约为25%。

2、脱模斜角

设置脱模斜角有利于产品脱模。脱模斜角的大小取决于部件的脱模深度,并应当考虑最终的使用条件。一般在模具模腔侧和中心销处设置脱模斜度 ,以便于在注塑周期的开模阶段进行产品脱模。

3、凹槽

凹槽是产品上的凹入部分, 会使产品难以或无法简单地从刚性两半模中取出。由于TPV的模量较低, 所以不需要特殊的芯和滑道也可能脱出带凹槽的产品。当然这还要取决于TPV的硬度以及凹槽的形状或尺寸。

4、加强筋

加强筋的作用是在不增加壁厚的情况下提高部件的刚度和强度。厚断面处应设计成空心 ,采用加强筋来达到相同的刚度,在节省材料的同时缩短加工周期。加强筋、法兰和增强件的厚度应当为其所支撑断面厚度的50%。较高的加强筋可能需要设置约0.5°的脱模斜度,以便于脱模。图3示出了典型的加强筋设计。

5、倒圆和倒角

尖锐的角部处会产生应力集中, 会使产品在使用过程中被破坏。合适的倒圆和倒角有助于降低应力集中, 还可为聚合物熔体提供流畅的流道 ,使部件易于脱膜。对于TPV,推荐的倒圆和倒角最小半径为0.5mm。而且内圆和外圆之间的壁厚应均匀。

6、活铰接

采用活铰接可以使单个模塑件灵活地打开或闭合。它是一种动态结构,要求材料有较好的耐屈挠性能。采用恰当的设计,活铰接就可以方便地弯曲,并可以屈挠数百万次。
 
7、表面网纹和外观
    TPV的表面网纹一般较粗糙, 但随着硬度的增加 ,光泽度会提高。为了使 TPV表面具有一定的光泽度,可能需要进行一些处理,如涂覆增滑涂料或喷漆 ,但这样做会改变TPV的表面性能。总之 ,最好是将表面设计成粗糙的外观。

可在TPV注塑件上增加一些表面网纹, 如采用化学蚀刻、电火花加工、喷砂或一般的机加工方法, 对模具表面进行处理。深度太大的网纹可能会干扰聚合物在模腔内的流动。而深度太浅的话, 由于TPV熔体的黏度较高, 网纹可能显露不出来。所以深度最好介于0.075～0.125 mm。注意 ,较软的品级需要采用较深的网纹 ,以获得最佳的效果;较硬的TPV可采用较小的脱模斜度 ,要视所用表面网纹的深度而定。而且在垂直的芯或模腔表面上增加花纹结构还可以防止模。

在大多数情况下, 注塑 TPV的模腔表面为SPE-SPI#B3,对应的表面粗糙度为0.0001 ～0.0002 mm。

8、二次成型工艺中的粘接

经常会采用嵌件注塑或二次成型方法将弹性体部件模塑到其他材料上。最好的情况是基材和二次注塑材料之间形成化学结合 ,使两者之间形成内聚键。