配方优化:增强材料抗磨损本质
通过调整 TPE 基础配方可从分子层面提升耐磨性。选用高硬度基材与优化软硬度平衡是基础,在保证轻量化的前提下,选用邵氏硬度 70A-90A 的基材(如高结晶度 PP 硬段的 TPV、高硬度 SEBS 基 TPE),分子链刚性增强可减少摩擦时的塑性形变,例如将座椅滑块用 TPE 硬度从 60A 提高至 80A,磨损量可降低 30%~40%。但需避免硬度过度提升导致脆性增加,可通过调整软段 / 硬段比例(如硬段占比提高至 40%~50%)实现 “硬而不脆”。添加耐磨助剂形成润滑保护层能有效减少摩擦损耗,引入 PTFE(聚四氟乙烯)微粉(添加量 3%~5%)可在材料表面形成低摩擦系数的润滑膜,使动摩擦系数从 0.5 降至 0.3 以下,尤其适合雨刮器刮水条等高频摩擦部件;添加超细二硫化钼(MoS₂)或石墨粉(2%~4%),利用层状结构的滑移特性分散摩擦应力,经 10 万次往复摩擦测试后,磨损量可控制在 0.05mm 以内。
优化抗氧与交联体系提升结构稳定性,在 TPE 配方中引入受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯辅助抗氧剂复配体系(总添加量 0.8%~1.2%),减少摩擦生热导致的分子链断裂;对 SEBS、TPV 等材料进行适度化学交联(交联度控制在 20%~30%),形成三维网络结构限制分子链滑移,高温摩擦环境下(60℃~80℃)的耐磨寿命可延长 50% 以上。
增强改性:通过复合填充强化耐磨性能
引入增强填料是提升 TPE 耐磨性的高效手段,需兼顾轻量化与分散性。纳米无机填料增强利用小尺寸效应提升表面硬度,添加 5%~10% 纳米二氧化硅(粒径 50~100nm)或纳米氧化铝,通过偶联剂(如硅烷偶联剂 KH550)处理改善与 TPE 基体的界面结合力,材料表面硬度可提高 20%~30%,Taber 耐磨测试(CS-10 砂轮,1kg 载荷)的质量损失从 15mg/1000 转降至 8mg/1000 转以下。纳米填料需均匀分散,避免团聚形成应力集中点加速磨损。纤维增强提升整体抗磨损能力,短切玻璃纤维(长度 0.5~1mm,添加量 10%~15%)或碳纤维可显著增强 TPE 的抗撕裂和抗疲劳磨损性能,尤其适合承受冲击摩擦的部件(如底盘缓冲块),但需控制纤维取向以避免 anisotropy 导致的局部磨损不均;芳纶纤维(添加量 5%~8%)兼具高强度与耐温性,在发动机周边高温摩擦部件中应用,可在 120℃环境下保持耐磨性能稳定。
弹性体共混改善摩擦韧性,将 TPE 与少量高耐磨弹性体(如丁腈橡胶 NBR、氯丁橡胶 CR,添加量 10%~15%)共混,利用弹性体的高弹性吸收摩擦能量,减少磨粒磨损和粘着磨损,适合密封件等与金属表面接触的部件,可降低因表面粗糙导致的刮擦损耗。
结构设计与表面改性:减少摩擦接触损耗
通过部件结构优化和表面处理可降低实际使用中的磨损速率。优化摩擦接触面设计减少应力集中,将动态部件的摩擦接触面设计为弧形或圆角过渡,避免尖锐边缘导致的局部高压磨损;在座椅滑块、导轨等部件表面开设微凹槽储油结构,配合 TPE 材料的自润滑性形成油膜润滑,摩擦系数可降低 40%~50%,同时减少轻量化部件的装配精度要求。表面涂层强化耐磨表层,对 TPE 部件进行等离子体处理或涂覆耐磨涂层(如聚脲涂层、陶瓷涂层),形成厚度 5~20μm 的高硬度表层(硬度≥HRC 30),表层与基体结合强度≥5MPa,可显著提升表面抗刮擦和抗磨粒磨损能力,尤其适合仪表板、方向盘等装饰性部件,耐刮擦等级可从 2H 提升至 4H 以上。
仿生结构设计模拟减磨特性,借鉴自然界耐磨生物结构(如鲨鱼皮纹理),在 TPE 部件表面加工微米级凸凹纹理(尺寸 50~100μm),减少实际接触面积的同时利用空气膜降低摩擦阻力,雨刮器刮水条采用此类设计后,磨损均匀性提升,使用寿命延长至传统结构的 1.5 倍以上。
加工工艺优化:保障耐磨性能一致性
加工过程的精准控制是实现稳定耐磨性能的关键。控制成型温度与压力减少内部缺陷,注塑成型时将熔体温度控制在 200℃~230℃(根据 TPE 类型调整),保压压力提高 10%~15%,减少部件内部气泡和缩孔,避免摩擦时因缺陷导致的局部快速磨损;挤出成型时优化螺杆转速(30~50rpm)和牵引速度匹配,确保材料密度均匀,截面尺寸偏差≤0.1mm,保证摩擦接触的稳定性。后处理工艺提升表面质量,对 TPE 部件进行退火处理(60℃~80℃,2~4 小时)消除内应力,减少摩擦过程中的应力松弛导致的尺寸变化;通过表面抛光降低粗糙度(Ra≤0.8μm),减少与接触表面的磨粒磨损,尤其对雨刮器、密封件等要求高的部件,可显著降低初始磨损速率。
废料回收控制确保性能稳定,回收料掺入比例需≤20%,且需经过筛选去除杂质和过度降解的材料,通过双螺杆挤出机充分熔融共混保证分散均匀,避免回收料中的异物成为磨粒磨损的源头。
通过以上多维度措施协同作用,可使汽车轻量化 TPE 部件的耐磨寿命提升 50%~100%,满足雨刮器、座椅调节系统、密封件等关键部件的长期使用需求,同时保持 TPE 材料的轻量化优势和加工经济性。
PS:
深圳久烁塑胶科技有限公司,(中国TPE/TPR材料制造商)成立于2002年,是一家率先研发生产超软胶TPE、仿硅胶TPE、虚拟肌肤TPE、仿生TPE材料的TPE企业,以成人用品市场类用原材料为主行业,产品从1个0到10个0硬度的亲肤TPE材料研发生产,截至目前已有着20多年的超软TPE材料生产研发经验。
旗下生产基地(广东炫丽新材料科技有限公司)坐落于江门恩平,占地45亩30000平,自建花园式工业园厂房,年产能30000吨,拥有12条现代化双螺杆挤出机生产线。我们致力于研究和开发新型高分子材料,是一家专门从事研究、开发、生产和销售以客户为导向的橡塑材料创新型企业。
我们的核心技术来自德国,我们已经建立了超过40名工程师的技术服务团队。我们通过了IS09001:201认证,已经注册了自己的品牌,按国内和国外市场销售的划分,分别命名为久烁科技和Gainshine。在2023年,我们申请并获得了93项国家专利;4项发明专利,通过了知识产权管理体系认证,成为一家名副其实的创新型企业。
业务覆盖全球范围,尤其是东南亚和美洲的销售渠道成熟。为全球市场提供高质量、优异的性价比和住价值的TPE材料。如有对此材料有兴趣的请咨询:13798223311,谢小姐