无卤阻燃 TPU 加工工艺要点
无卤阻燃 TPU 本质还是热塑性聚氨酯,因为添加大量磷氮 / 无机阻燃填料,流动性、吸湿性、热稳定性比普通 TPU 差,干燥、温度、剪切、停机管控要求更高;分挤出(线缆 / 管材)、注塑两大主流工艺。
一、原料预处理(重中之重,很多不良源于此)
TPU 极易吸水,无卤阻燃牌号填料更容易吸附水汽
干燥条件
热风干燥箱:80~85℃,3~4h;料斗干燥机建议 80℃,最少 2.5h
目标含水率:≤0.02%
水分超标后果:制品气泡、气孔、银丝、表面麻点、力学强度下降
注意事项
不要>90℃长时间烘干,磷氮阻燃体系易受热变色、析出;
开封原料尽快用完,回料密封保存,使用必须重新干燥;
尽量避免和 PVC、含卤料共用料筒,交叉污染会影响阻燃性能。
二、挤出工艺(线缆外被、软管为主)
1. 料筒温度参考(按从料斗到模头递增)
聚醚型无卤阻燃 TPU:165 → 172 → 178 → 182 → 180~185℃聚酯型无卤阻燃 TPU:170 → 178 → 183 → 188 → 185~190℃
原则:温度不宜过高,超过 195℃易出现:阻燃剂分解、发黄、析出、熔体黏度骤变。
2. 螺杆参数
螺杆转速:中低速,避免高剪切高剪切摩擦升温会造成局部过热、炭化、喷霜、黑点;
背压:8~15bar,比普通 TPU 略高一点,促进熔体均一;不要过高,防止过热降解。
滤网组合:40/80/120 目搭配,拦截炭粒、杂质。
3. 模头与牵引
模头温度略低于末段料筒,减少熔体滞留;
冷却水槽:温水预冷 + 冷水定型,不要骤冷,防止内应力;
牵引速度平稳,无卤阻燃 TPU 伸长率低于纯 TPU,牵引拉伸过大容易变薄、开裂。
4. 线缆生产常见问题
表面哑光、橘皮:干燥不足 / 剪切过高 / 模头温度偏低
线缆外被起泡:含水率超标
黑点焦粒:长期停机熔体滞留、温度偏高
三、注塑工艺(护套、缓冲垫片、二次包胶)
1. 料筒温度
聚醚牌号:165~180℃聚酯牌号:170~185℃喷嘴温度建议比前段低 3~5℃,防止流延、积料。
2. 模具温度
40~60℃模温过低:熔接痕明显、应力大、制品容易发白、韧性变差;模温过高:周期变长,存在表面析出风险。
3. 射胶与保压
射速:中低速;薄壁产品可适当提速,但严禁高速强剪切;
注射压力:70~110MPa;
保压:中等保压,过高易产生内应力,后期喷霜风险上升;
缓冲量:5~10mm,不要留过多熔胶长期受热。
4. 二次包胶(包 PC/ABS/PA)要点
硬胶基材预热 40~60℃;
硬胶表面保持洁净,避免脱模剂污染;
不建议过高模温长时间生产,容易界面脱粘 + 阻燃剂迁移;
优先选用厂商适配包胶级无卤阻燃 TPU。
四、停机与换料规范(无卤阻燃 TPU 关键)
短停机(<30min)温度下调 10~15℃,螺杆低速间歇运转,防止熔料滞留炭化。
长时间停机 / 换料先用干净普通 TPU清空料筒,不要让无卤阻燃料高温滞留超过 60 分钟;禁止料筒内长期保温停放无卤阻燃 TPU,极易分解产生黑点。
五、回料使用规范
干净边角回料添加比例建议≤20%;
多次回收后,阻燃体系会逐步受损,多次回料不建议用于要求 UL94 V-0 成品;
回料必须重新充分干燥,筛选去除焦粒。
六、典型缺陷与成因汇总
| 不良现象 | 主要原因 |
|---|---|
| 气泡、银丝 | 干燥不足、原料吸水 |
| 表面白点、喷霜 | 温度过高、阻燃剂析出、保压过大 |
| 黑点、炭粒 | 熔体滞留、剪切过高、温度超标 |
| 制品偏脆、易撕裂 | 模温太低、回料过多、热降解 |
| 熔接痕明显 | 流动性不足、模温偏低 |
| 线缆外被开裂 | 牵引拉伸过大、内应力集中 |
七、和普通非阻燃 TPU 加工最大区别
允许加工温度窗口更窄,不耐长期高温;
剪切不能太大,防止阻燃体系破坏;
干燥管控标准更严格;
熔体稳定性差,尽量减少料筒滞留时间;
回料添加受限,多次回收阻燃等级易下降。
