透明包胶TPU的加工成型

透明包胶 TPU 的加工成型需结合其材料特性（如高弹性、黏附性）与被包覆基材的兼容性，常见工艺涵盖注塑、挤出、涂覆等，以下从工艺原理、设备要求、关键参数及应用场景展开说明：

一、注塑成型：高精度包胶与复杂结构制造

工艺原理

将熔融的透明 TPU 通过螺杆注射到模具中，与预处理的基材（如 PC、金属件）贴合固化，形成复合结构。

设备与模具要求

• 注塑机：需配备精密温度控制（料筒温度 180~220℃）和高压注射系统（注射压力 80~150MPa），避免材料降解。

• 模具设计：

• 浇口类型：点浇口（适用于透明件，减少熔接痕）或潜伏式浇口（隐藏进胶点）。

• 排气槽：深度≤0.03mm，防止包胶层气泡（尤其厚壁件）。

• 表面处理：模具型腔镜面抛光（Ra≤0.2μm），保证 TPU 透明面光洁度。

关键参数

• 温度控制：

• 料筒：前段 190~210℃，中段 200~220℃，后段 180~190℃（根据 TPU 硬度调整，硬度越高温度越高）。

• 模具：40~70℃（低温加快冷却，减少结晶度，提升透明度）。

• 注射速度：中高速（50~100mm/s），避免熔胶滞留导致黄变。

• 保压压力：注射压力的 60%~80%，保压时间 10~20s，防止包胶层缩水。

应用场景

• 手机保护套包胶（TPU+PC 复合壳）、智能手表表带（TPU + 金属表壳）、医疗器材手柄（TPU+ABS 基材）。

二、挤出包胶：连续化生产与线材包覆

工艺原理

通过挤出机将 TPU 熔融后，经模头包覆在连续移动的基材（如线缆、管材）表面，冷却定型。

设备组成

• 挤出机：单螺杆（长径比 L/D=24~30），带熔体泵精确控制出料量。

• 包覆模头：直角模头（基材与熔体垂直进入）或衣架式模头（适用于宽幅片材包胶）。

• 冷却系统：水冷槽（温度 15~25℃）或风冷，控制冷却速度避免内应力。

关键参数

• 挤出温度：190~230℃（硬度 90A 的 TPU 料筒温度约 210℃）。

• 牵引速度：5~30m/min（根据包胶层厚度调整，厚度越薄速度越快）。

• 熔体压力：8~15MPa，保证包覆均匀性。

应用场景

• 数据线接头包胶（如 USB-C 插头）、耳机线防弯折包胶、水管 / 气管的透明耐磨外层。

三、热压成型：柔性基材与大面积包胶

工艺原理

将 TPU 片材加热至软化点（约 80~120℃），通过模具压力贴合在基材表面，冷却后固化。

设备特点

• 热压设备：平板硫化机（温度控制 ±5℃），压力 5~15MPa，保压时间 30~120s。

• 模具类型：凸模 + 凹模组合，适用于平面或浅拉伸结构。

关键参数

• 加热温度：根据 TPU 硬度调整，如 85A TPU 加热至 100~110℃。

• 保压压力：基材为织物时压力 5~8MPa，基材为塑料时 8~15MPa。

• 冷却方式：模具内置水冷管道（水温 20~30℃），冷却时间 10~20s。

应用场景

• 运动器材握把包胶（TPU+EVA 基材）、家具边角防护条（TPU+PVC 板材）、防滑垫（TPU + 橡胶底材）。

四、涂覆包胶：薄层包覆与表面改性

工艺原理

通过刮涂、喷涂或滚涂方式，将 TPU 溶液（溶于 DMF、MEK 等溶剂）涂覆在基材表面，干燥后形成透明包胶层。

设备与工艺类型

• 刮涂：适用于薄膜 / 片材连续涂覆（如流延机 + 刮刀），涂层厚度 5~50μm。

• 喷涂：空气喷涂或静电喷涂，用于不规则表面（如 3D 打印件包胶），需配套废气处理设备。

• 滚涂：辊筒涂布，适用于大面积平面基材（如板材、织物）。

关键参数

• 溶液浓度：15%~30%（浓度越高涂层越厚，需兼顾流动性）。

• 干燥温度：80~120℃（两段式干燥：前段低温挥发溶剂，后段高温固化）。

• 涂层厚度：根据需求调整，如手机屏幕边缘包胶层厚 50~100μm。

应用场景

• 显示屏边缘防水包胶、织物表面透明防滑涂层、3D 打印模型透明保护壳。

五、吹塑包胶：中空制品与复合结构

工艺原理

先将基材（如塑料瓶）放入模具，再将熔融 TPU 通过吹针注入模具，吹胀后包覆在基材外部。

设备要求

• 吹塑机：往复式螺杆 + 储料缸，适合大规格制品（如直径＞100mm）。

• 模具设计：需预留基材定位槽，吹针位置避免影响透明包胶层外观。

关键参数

• 熔体温度：200~230℃，吹塑压力 0.6~1.2MPa。

• 冷却时间：15~30s，保证包胶层定型。

应用场景

• 运动水壶防滑包胶（TPU+PC 壶身）、中空手柄工具（TPU + 金属管基材）。

六、加工难点与解决方案

七、环保与效率优化方向

1. 无溶剂加工：采用热熔型 TPU 替代溶剂型，减少 VOC 排放（如挤出包胶比涂覆更环保）。

2. 循环利用：边角料粉碎后按≤30% 比例回用料筒（需避免不同硬度 TPU 混料）。

3. 高效成型：多工位注塑机（如转盘式）实现基材上料与包胶同步，提升产能（节拍时间≤20s）。

透明包胶 TPU 的加工成型需根据基材材质（塑料 / 金属 / 织物）、产品结构（复杂件 / 线材 / 薄膜）及功能需求（耐磨 / 防水 / 光学透明）选择适配工艺，通过精准控制温度、压力与冷却参数，实现包胶层与基材的高强度结合及透明外观的一致性。未来随着生物基 TPU 和智能成型设备的发展，其加工工艺将向更低能耗、更高精度方向升级。