TPU 挤出成型加工工艺指南

科研报告
TPU挤出成型加工工艺指南
一、挤出成型管材
1、挤出成型机
螺杆设计：TPU挤出成型加工用的螺杆结构与PVC用螺杆相似，参考数据如表1。

表1 TPU挤出成型推荐螺杆结构
①
备注：L/D=24~28
②
CR=3~4
③适用于PVC使用的等距不等深渐变型螺杆。

成型机主机：螺杆驱动电机功率比通用树脂一般要高1.5倍左右。

筒体形式：筒体形式可采用通用塑料使用的筒体，机筒温度控制最好使用较多的区段（如4~5区段）温度控制，温度调整要精密。

尤其口模加热器要尽可能用微细的温度调节，控温自如。

筒体的冷却可以使用风冷或水冷方式。

2、口模设计
根据成型品的形状分为管材口模、片材口模、棒材口模、异型材口模等。

比较典型的是管材口模，有直头式口模、横头式口模、偏心口模等。

TPU成型最好采用直头式口模。

一般在TPU用口模设计时，要考虑到TPU的粘弹性、较高的熔融粘度及高粘度材料的流动性。

3、冷却及牵引
与其他热塑性树脂比较，TPU结晶度较小，因此从挤出机出来的挤出物，经长时间仍有粘附性，易变
形，所以有时可能得不到符合要求的成型制品。

因此，TPU 挤出成型时要求的冷却方法较高，需要注意以下几点：①.冷却时水温要尽量低，必要时使用冷冻机；②.冷却水槽应尽可能长；③.在冷却水中加入防粘剂。

在上述的冷却行程面上，只要管材成型品充分防粘、无变形，挤出物与牵引机的线速度相同就可以满足成型要求。

4、其他注意事项
● 充分进行树脂的预先干燥。

● 在每次挤出成型之后，必须将挤出成型机口模充分清洗干净，以免对下次生产造成污染，导致表面
粗糙、缩孔等不良现象。

5、挤出成型加工举例
表2以WHT-1190PC 为例，说明两种机械挤出成型管材的工艺条件异同。

表2 WHT-1190PC 挤出管材实例
口 模D1()℃ 口 模D2()℃ 口 模D3()℃
205 200 190
200 190 185
过滤网（目数¡层数） 100~120¡2~100
100~120¡2~100
螺杆转速 rpm 电流值 A 30 17 30 35 树脂温度()℃ C2部 AD 部
-- 204 175 205 树脂压力（㎏/c ㎡） C2部 AD 部 D2部
-- 65 76 80~90 -- 120 吐出量 （㎏/ hr ）
6.5
22
备注：（1）、使用挤出机主要参数
● Ф40㎜单螺杆，长径比L/D = 25，压缩比CR = 3.5 ● Ф50㎜单螺杆，长径比L/D = 28，压缩比CR = 4
（2）、口模
● Ф40㎜用直头式口模，Ф12/Ф8㎜ ● Ф50㎜用直头式口模，Ф13/Ф10㎜
由表2可知，成型条件不是一成不变，随着挤出机种不同、TPU 材料硬度不同、成型制品具体要求等，成型条件都应在仔细调整的基础上确定。

6、典型的成型不良现象原因分析和解决方法
表3所述原因分析和解决方法适合于大部分情况，且有些现象在实际成型加工管材中会经常碰到，但因机械大小及口模形状、尺寸等不同，产生现象可能稍有差异。

表3 典型的成型不良现象原因分析和解决方法
不良现象
原因及对策
鱼眼
（未熔融点）
成型温度低；提高全部机体温度
降低口模温度，同时提高螺杆转速增加混练效果
使用更细的过滤网增加混练效果 气泡
预先干燥不足；充分进行干燥
机体温度过高；降低温度的同时提高螺杆转速增加混练效果 口模设计、尺寸方面不佳；改善口模设计，增加口模面长度 表面粗糙
提高机头及口模温度
提高全部机体温度，略微提高螺杆转速
口模设计、尺寸方面不佳；改善口模设计，增加口模面长度
蛛网状痕迹
提高机头、螺杆前部温度
略微提高螺杆转速以提高机头树脂压力
口模设计、尺寸方面不佳；改善口模设计，增加口模面长度 螺杆负荷大
略微提高料斗下部的供料段温度（约20℃）
提高前部机体温度
采用料斗干燥器以保持颗粒供给时的温度
二、挤出成型薄膜
1、制造过程
挤出机内熔融树脂被送入机头安装的T型口模中，形成所规定的厚度和宽幅，通过冷却辊边冷却边拉伸，然后通过张力调节辊调节松弛部分并通过扩幅辊来保持一定的张力，以防止产生褶皱，再用卷取机卷取。

见图1。

图1 TPU薄膜的制造过程
一般来说，制造薄膜的厚度为0.05㎜以下。

当制造拉伸粘附性大的薄膜时，需要加入离型纸（玻璃纸或聚乙烯薄膜复合牛皮纸）作为衬里。

下面以WHT-2180PC/WHTT-1190PC为例来说明薄膜的生产条件。

表4 TPU 薄膜生产条件
生产条件 单位 WHT-2180PC WHT-1190PC 机筒温度C1 机筒温度C2 机筒温度C3 机筒温度C4 机筒温度C5 机头 T 型口膜D1 T 型口膜D2 T 型口膜D3 螺杆转速 负荷电流 机头部树脂压力 机头部树脂温度 挤出量
℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ rpm Amp ㎏/c ㎡ ℃ ㎏/H
170~180 170~180 180~190 180~190 180~195 180~195 180~195 180~195 180~195 30~40 20~25 250 197 10~15
170~180 180~190 190~200 190~200 195~205 195~205 185~190 195~200 185~190 30~40 20~25 150 205 10~15
备注：.①挤出机:40㎜单螺杆，长径比L/D = 25，压缩比CR = 3.5；
.T ②型口模：衣架型，有效宽幅200㎜； .③料的预先干燥，80~100¡2~3hr ℃ .④过滤网层，80~100~120~100~80目共5层
2、薄膜生产时的注意事项
①. 树脂成型前必须预先干燥。

干燥条件：80~90¡2~3hr
℃。

②. 在挤出成型初期把温度调整到比上述条件高约10~15℃，螺杆转速用最低的，逐渐连续的加粒料。

③. 从口模挤出薄膜坯片时，大量加入颗粒料，注意观察薄膜坯片的流动状态，并进行最佳成型温度的
调整。

④. 从T型模头出来的薄膜马上用水冷辊进行冷却（最好使用5~10℃的冷却水）。

⑤. 当得到符合要求的薄膜时，一边将挤出机条件调整到标准条件，一边加大挤出量。

⑥. 拉伸装置中使用的辊，一般除冷却辊外，还使用胶辊以防止粘附。

3、薄膜生产时的不良现象及对策
①. 薄膜中有气泡→温度过高或干燥不足、树脂压力不够。

②. 在薄膜流动的同方向上有波纹→干燥不足、树脂压力不够。

③. 沿流动方向有直角线进入→膜头及挤出机震动。

④. 沿流向的横向进入曲线→混练不足、温度过低。

⑤. 薄膜的厚度有变动→模头温度不协调及凸缘部分调整不当。