如何避免TPE原料缩水？

在TPE(热塑性弹性体)材料的应用领域，缩水问题犹如一颗“绊脚石”，常常让生产厂家和工程师们头疼不已。缩水不仅破坏产品的外观美感，还可能使尺寸精度大打折扣，进而影响产品的装配效果和使用寿命。作为在TPE材料行业深耕多年的资深专家，我深知缩水问题给生产带来的诸多困扰。今天，我就结合自身经验，和大家好好聊聊如何避免TPE原料缩水。

一、TPE原料缩水的原因剖析

（一）材料本身特性

TPE材料是一种由热塑性塑料与橡胶混合而成的复合材料，其分子结构具备一定收缩性。在成型过程中，温度和压力的变化会使TPE分子链重新排列，进而导致材料体积收缩。不同类型和配方的TPE材料，收缩率存在差异。一般而言，硬度较低的TPE材料收缩率相对较大，这是因为其橡胶相含量较高，分子链柔韧性好，成型时更易收缩。以下是一个不同硬度TPE材料收缩率的大致对比表格：

TPE硬度（Shore A）	收缩率范围
30 – 50	2.0% – 3.0%
60 – 80	1.5% – 2.5%
90及以上	1.0% – 2.0%

（二）模具设计因素

模具设计不合理是TPE原料缩水的重要诱因。浇口位置和尺寸不当会影响熔体填充和流动，造成局部压力不均，引发缩水。例如，浇口设在产品较厚部位，熔体优先流向该处，其他部位填充不足，冷却后就易出现缩水。冷却系统设计不佳同样会影响产品收缩。若冷却水道分布不合理，产品各部位冷却速度不一致，内部应力不均，也会产生缩水。

（三）成型工艺参数

成型工艺参数对TPE原料缩水影响重大。注射压力和速度不合适，会导致熔体填充不充分或过度。注射压力过低，熔体无法填满模具型腔，产品表面易凹陷、缩水；注射压力过高，产品内部应力过大，冷却后也会缩水。保压时间和压力是关键因素，保压时间过短或压力不足，熔体冷却时得不到足够补充，产品会缩水。模具温度也会影响产品收缩，温度过高，熔体冷却慢，收缩率增大；温度过低，熔体流动性差，易填充不足和缩水。以下是一个不同模具温度下TPE产品收缩率变化的大致示例表格：

模具温度（℃）	收缩率变化趋势
30	收缩率相对较小
50	收缩率适中
70	收缩率相对较大

二、从材料选择入手避免缩水

（一）了解材料收缩率

选择TPE原料时，要了解其收缩率。不同厂家、不同牌号的TPE材料收缩率可能有别。一般材料收缩率会在产品说明书或技术资料中给出。我们可以根据产品尺寸精度要求，选择收缩率小的TPE材料。比如，对尺寸精度要求高的电子产品外壳，应选收缩率在1.5% – 2.0%之间的TPE材料。

（二）考虑材料配方

TPE材料配方会影响其收缩性能。橡胶相和塑料相的比例对收缩率影响较大，增加塑料相比例可降低收缩率，但可能影响材料弹性和柔软性。添加填料也是有效方法，如添加碳酸钙、滑石粉等无机填料，可降低收缩率，还能提高材料硬度和强度。不过，填料添加量不宜过多，否则会影响材料加工性能和物理性能。以下是一个添加不同填料对TPE材料收缩率影响的对比表格：

填料类型	添加量（%）	收缩率降低幅度
碳酸钙	10	约0.5%
滑石粉	15	约0.7%

（三）进行材料测试

正式生产前，建议对所选TPE材料进行小批量测试。通过实际成型产品，测量尺寸变化，评估材料收缩情况。若发现材料收缩率不符合要求，可及时调整材料配方或更换其他牌号材料。

三、优化模具设计以减少缩水

（一）合理设计浇口

浇口设计影响熔体填充和流动。浇口位置应选在产品较薄且对称部位，使熔体均匀填充模具型腔，减少局部压力不均导致的缩水。浇口尺寸要根据产品尺寸和壁厚确定，一般浇口直径为产品壁厚的0.5 – 1.0倍。对于大型产品，可适当增大浇口尺寸，保证熔体顺利填充。以下是一个不同产品壁厚下浇口直径建议值的表格：

产品壁厚（mm）	浇口直径建议值（mm）
1.0	0.5 – 1.0
2.0	1.0 – 2.0
3.0	1.5 – 3.0

（二）优化冷却系统

冷却系统设计对控制产品收缩至关重要。冷却水道应均匀分布在模具中，确保产品各部位冷却速度一致。可采用多圈水道或随形水道设计，提高冷却效率。冷却水的温度和流量也要合理控制，冷却水温度一般控制在20 – 30℃之间，流量根据模具大小和产品产量确定。

（三）考虑模具排气

模具排气不良会使熔体填充过程中产生气穴，影响产品填充和收缩。模具设计时，要合理设置排气槽。排气槽宽度一般为0.03 – 0.05mm，深度为0.02 – 0.03mm。排气槽位置应设在熔体填充末端和易产生气穴的部位。

四、精准调控成型工艺参数

（一）注射压力和速度的调整

注射压力和速度要根据产品尺寸、壁厚和材料特性确定。对于薄壁产品，应采用较高注射压力和速度，保证熔体快速填充模具型腔，避免填充不足导致的缩水。对于厚壁产品，注射压力和速度可适当降低，但要确保熔体充分填充。调整时，可通过试模观察产品填充情况和表面质量，逐步找到最佳参数组合。以下是一个不同产品壁厚下注射压力和速度建议范围的表格：

产品壁厚（mm）	注射压力（MPa）	注射速度（cm³/s）
1.0	80 – 100	10 – 15
2.0	60 – 80	8 – 12
3.0	50 – 70	6 – 10

（二）保压时间和压力的控制

保压时间和压力是防止产品缩水的关键参数。保压时间应根据产品厚度和材料收缩率确定，一般为产品冷却时间的30% – 50%。保压压力应略高于注射压力，保证熔体在冷却过程中得到足够补充。确定时，可通过测量产品尺寸变化调整，若产品缩水，可适当延长保压时间或增加保压压力。

（三）模具温度的设定

模具温度对产品收缩和表面质量影响大。对于TPE材料，模具温度一般控制在40 – 60℃之间。温度过高，产品收缩率增大，表面光泽度下降;温度过低，熔体流动性差，易填充不足和缩水。生产中，可用红外测温仪实时监测模具温度，根据产品质量情况调整。

五、生产过程中的注意事项

（一）原料干燥

TPE材料易吸湿，若原料含水分，成型时会产生气泡，影响产品质量和收缩性能。生产前必须对TPE原料充分干燥。干燥温度一般控制在80 – 100℃之间，干燥时间根据原料包装和吸湿情况定，一般为2 – 4小时。可用除湿干燥机干燥，确保原料含水率低于0.1%。

（二）设备维护

成型设备性能和状态影响产品质量。要定期对注塑机维护保养，检查温度控制系统、压力控制系统和注射系统等是否正常工作。确保螺杆和料筒磨损在允许范围内，避免因设备问题导致熔体填充不均匀和缩水。

（三）操作规范

操作人员技能和操作规范影响产品质量。操作人员要严格按工艺要求操作，控制好各项工艺参数。生产中及时清理模具表面残留物，避免影响产品外观和尺寸精度。同时注意观察产品质量，发现缩水等缺陷及时调整工艺参数或采取措施。

六、案例分析

（一）案例背景

某电子产品生产厂家生产一款TPE材质的手机保护套，生产时发现产品严重缩水，外观不平整，尺寸精度不符要求，影响销售。

（二）问题分析

全面检查生产过程后，发现主要问题有：

1. 材料选择不当：所选TPE材料收缩率大，不符产品尺寸精度要求。
2. 模具设计不合理：浇口位置在产品较厚部位，局部压力不均；冷却水道分布不均，产品各部位冷却速度不一致。
3. 成型工艺参数不合适：注射压力和速度低，保压时间和压力不足，模具温度高。

（三）解决方案

1. 更换材料：选收缩率小的TPE材料，测试后新材料收缩率符合要求。
2. 优化模具设计：将浇口位置调到产品较薄且对称部位，重新设计冷却水道，使其均匀分布。
3. 调整成型工艺参数：适当提高注射压力和速度，延长保压时间，增加保压压力，降低模具温度。

（四）实施效果

采取上述措施后，产品缩水问题有效解决，外观平整，尺寸精度符合要求，产品质量显著提高，生产效率也提升。

七、总结与展望

避免TPE原料缩水需从材料选择、模具设计、成型工艺参数调控和生产过程管理等多方面入手。实际生产中，要根据产品具体要求和实际情况，综合考虑各种因素，不断优化生产工艺。同时，随着科技进步，TPE材料性能不断提高，新成型技术和设备不断涌现。我们要关注行业发展动态，积极引进和应用新技术、新设备，提高产品质量和生产效率。

作为一名TPE材料领域的资深专家，我希望通过今天分享，能帮大家更好解决TPE原料缩水问题。未来工作中，我会继续致力于TPE材料研究和应用，为行业发展贡献力量。

相关问答

问：TPE材料收缩率与成型周期有什么关系？

答：一般来说，成型周期越短，TPE材料在模具中的冷却时间就越短，收缩可能不完全，导致产品收缩率相对较大。而成型周期适当延长，材料有更充分时间冷却和收缩，收缩率可能会更稳定且相对较小。但成型周期过长，不仅会影响生产效率，还可能因材料在模具中停留时间过长，导致其他质量问题。所以需要找到一个合适的成型周期，平衡产品质量和生产效率。

问：如何通过调整模具结构来进一步减少TPE产品缩水？

答：除了前面提到的合理设计浇口、优化冷却系统和考虑模具排气外，还可以采用一些特殊模具结构。比如，使用热流道模具可以减少熔体在流道中的冷却和收缩，使更多熔体进入型腔，减少产品缩水。另外，设计一些辅助的顶出结构，在产品脱模时给予一定压力，也有助于减少产品脱模后的收缩。

问：TPE材料与其他材料共混时，对缩水有什么影响？

答：TPE材料与其他材料共混时，缩水情况会受到共混材料种类、比例和相容性等因素影响。如果共混材料的收缩率与TPE材料差异较大，可能会导致产品整体收缩不均匀，出现局部缩水或变形。而且，不同材料之间的相容性不好，可能会在共混过程中产生界面缺陷，影响产品的物理性能和收缩性能。所以，在共混时，要充分考虑各种材料的特性，进行合理的配方设计和工艺调整。