用于软触式防静电部件的导电 TPR:硬度和电阻控制

触感柔软的防静电部件需要弹性体的触感和 ESD 材料的电气稳定性。本指南解释了如何控制手柄、手柄、仪器外壳和耐磨接触部件的导电 TPR 硬度、填充网络、包覆成型条件和验证数据。

用于软触式防静电部件的导电 TPR:硬度和电阻控制

导电 TPR FAQ

用于软触式防静电部件的导电 TPR:硬度和电阻控制

为什么较软的导电TPR经常表现出较高的电阻?

较软的TPR通常含有较多的油或软链段和较少的增强结构。除非仔细控制填料分散,否则这会扩大导电颗粒之间的间隙,削弱渗滤网络并提高表面电阻。

买家什么时候应该选择55A而不是70A导电TPR?

当优先考虑触觉舒适度、耐磨接触或柔软抓握感并且可以接受耗散 10^7-10^9 ohm 范围时,请使用 55A。当包覆成型外壳或工具手柄需要更低的阻力、更好的附着力和更严格的尺寸稳定性时,请选择 70A。

为什么使用炭黑和 CNT 混合物而不是仅使用炭黑?

炭黑提供主要导电网络,而 CNT 有助于桥接弹性体基质中的间隙。与纯炭黑配方相比,混合路线可以减少部件之间的电阻变化,并保持改性材料的过载程度较低。

应发送哪些信息进行传导性 TPR 筛查?

发送目标硬度、电阻范围和测试方法、零件图纸、基材树脂、包覆成型工艺、清洁化学品、预期抓握周期、颜色和表面光洁度要求、当前缺陷照片和每月数量。

应用背景:柔软手感加ESD安全

TPR 广泛用于需要比刚性工程塑料更温暖、更柔软的触感的部件。在消费电子产品、工业工具、医疗设备和汽车内饰中,柔软的表面可能还需要安全地释放静电,而不是像绝缘体一样。

困难在于触感和电气性能是耦合的。 A 非常柔软,手感良好,但会失去导电连续性。 A 高填充等级可以达到低电阻,但会变得僵硬、粗糙或难以粘合到基材上。因此,导电 TPR 的选择必须同时围绕硬度和电阻进行。

导电 TPR 软触部件需要在真实的握把、手柄和包覆成型外壳上进行生产验证。
导电 TPR 软触部件需要在真实的握把、手柄和包覆成型外壳上进行生产验证。

硬度和阻力通过渗滤网络联系在一起

当炭黑、CNT 或其他导电填料在弹性体内部形成连续的渗滤网络时,导电 TPR 就会发挥作用。如果网络因过度软化油、分散不良、剪切损伤或局部流动取向而中断,表面电阻率可能会上升几个数量级。

这就是为什么必须在模制部件上检查相同的改性材料,而不仅仅是在饰板上。浇口位置、壁厚、肋几何形状、熔体温度和注射速度都会改变局部填料分布。目标应该是实际软触摸区域上的真实阻力窗口。

电阻率范围分类典型应用
10^5-10^6 ohm导电/低静电耗散快速电荷耗散,ESD 关键组件
10^6-10^9 ohm静电耗散标准 ESD 安全手柄,包覆成型外壳
10^9-10^12 ohm防静电电荷抑制,非关键 ESD 应用
>10^12 ohm绝缘性标准非 ESD 应用
硬度范围(肖氏 A)典型应用可实现的电阻率
50A-60A可穿戴设备触点、软握把10^7-10^9 ohm
60A-75A电动工具手柄、包覆成型外壳10^6-10^8 ohm
75A-90A工业手柄,ESD 垫子10^5-10^7 ohm
90A-110A耐用的 ESD 组件、脚轮10^3-10^6 ohm
TPR 基体中导电填料分散、肖氏硬度和电阻控制的科学说明。
TPR 基体中导电填料分散、肖氏硬度和电阻控制的科学说明。

DEYU 材质方向和最相关的产品链接

对于此应用,最相关的现有 DEYU 产品页面是 DGK-TPR DD6-9A 导电 TPR。它被用作导电 TPR 软触部件的公共产品参考,而确切的硬度和电阻窗口仍然可以通过项目进行调整。

对于要求苛刻的软质 ESD 组件,DEYU 的推荐路线是基于 SEBS 的 TPR,并通过炭黑和 CNT 混合系统进行修改。与常见的基于 SBS 的 TPR 相比,SEBS 具有更好的老化和清洁稳定性,而混合导电路线有助于减少电阻漂移,而无需仅依赖高填料负载。

性能项目单位测试方法DEYU 导电 TPR 软级DEYU 导电 TPR 中等等级DEYU 导电 TPR 坚固级
基础树脂--SEBSSEBSSEBS
改装路线--CB + CNT 混合动力CB + CNT 混合动力CB + CNT 混合动力
加工方法--注塑成型注塑成型注塑成型
肖氏硬度-ASTM D224055A +/- 570A +/- 585A +/- 5
表面电阻率ohmANSI/ESD STM11.1110^7-10^910^6-10^810^5-10^7
密度g/cm3ASTM D7921.08-1.141.10-1.161.12-1.18
MFR (190 C/5 kg)g/10 分钟ASTM D123810-208-156-12
拉伸强度MPaASTM D4126-1010-1414-18
断裂伸长率%ASTM D412500-800400-600300-500
撕裂强度千牛/米ASTM D62425-3535-5045-60
压缩永久变形 (22 hr/70 C)%ASTM D39550-6545-5540-50
使用温度C--30 至 +60-30 至 +70-30 至 +75
对 PP/PE/ABS/PC 的附着力--良好-优秀出色的出色的
典型应用--可穿戴设备、软质握把工具手柄、包覆成型工业手柄,ESD 垫子
现有 DEYU 导电 TPR 产品图像用作该解决方案的站点产品/应用插图。
现有 DEYU 导电 TPR 产品图像用作该解决方案的站点产品/应用插图。

客户案例:用于手持式仪器的软质包覆成型手柄

专业手持式电子测试仪器制造商需要在 ABS 外壳上使用柔软的黑色包覆成型手柄。这些零件必须保持 ESD 安全,能够承受超过 10,000 握持周期,能够耐受 IPA 清洁,并在组装后保持干净的哑光黑色外观。

之前基于 SBS 的导电 TPR 的表面电阻率从 10^7 到 10^11 ohm 不稳定,硬度从 60A 漂移到 72A,并且 ABS 外壳偶尔出现分层。 DEYU将该问题视为材料和工艺问题,而不仅仅是改变标称硬度。

范围原始材料DEYU 试用级软DEYU 试用级 中等
基础树脂基于SBS的TPR基于SEBS的TPR基于SEBS的TPR
导电填料仅限 CBCB + CNT 混合动力CB + CNT 混合动力
目标硬度65A55A70A
目标电阻率10^8-10^9 ohm10^7-10^9 ohm10^6-10^8 ohm
试用数量100零件100零件100零件
月产量目标10,000单位10,000单位10,000单位
基材ABSABSABS
基材温度25 C50 C50 C
熔融温度190-210 C200-220 C200-220 C
模具温度30 C40 C40 C
范围原始材料DEYU 软 55ADEYU 中型 70A
平均硬度66A56A71A
零件间硬度范围60A-72A54A-58A69A-73A
零件内硬度变化+/-4A+/-1A+/-1A
表面电阻率平均值2×10^9 ohm5×10^8 ohm8×10^6 ohm
零件间电阻率范围10^7-10^11 ohm10^7-10^9 ohm10^6-10^8 ohm
零件内电阻率变化+/-1.5 订单+/-0.4 订单+/-0.3 订单
粘合剥离强度0.6 N/mm1.4 N/mm1.8 N/mm
热循环后分层8/20 零件 (40%)0/20 零件 (0%)0/20 零件 (0%)
100 IPA 循环后的电阻率5×10^10 ohm8×10^8 ohm2×10^7 ohm
清洗后电阻率增加+1.4 订单+0.2 订单+0.4 订单
成型废品率14%4%3%
装配废品率7%2%1%
总体不良率21%6%4%
触觉舒适度等级3.2 / 54.6 / 54.1 / 5

应如何读取验证数据

55A DEYU 软质等级在 10^7-10^9 ohm 系列中提供了最佳的触觉舒适度和稳定的阻力。它适合以柔软的握感为主要要求且 ESD 目标允许耗散范围的情况。 70A 中级产品具有更低、更紧密的阻力、更强的附着力和更低的废料,使其更适合仪器外壳和电动工具手柄。

该案例还说明了为什么基板温度很重要。将 ABS 基板温度从 25 C 提高到 50 C 改善了包覆成型期间的润湿和粘合。结合 SEBS 基础和混合填料网络,试验部件消除了热循环后的分层。

合适的零件和买家输入清单

软导电 TPR 适用于可穿戴设备触点、手写笔笔尖、轻型软手柄、耳塞外壳、手持式仪器手柄、电动工具手柄、电子外壳包覆成型、游戏控制器手柄、工业 ESD 手柄、软滚轮、轮子、垫子和密封条。

为了快速筛选,请发送所需的肖氏 A 硬度、目标表面电阻和测试标准、零件图纸、壁厚、握持纹理、基材树脂、包覆成型或注射路线、清洁化学品、预期循环条件、颜色要求、电流电阻数据和每月需求。这些输入使 DEYU 能够在软、中等和硬导电 TPR 路线之间进行选择,而无需猜测。

结论

软触防静电部件的导电TPR不仅仅是添加导电填料的问题。硬度、触觉舒适度、填料分散性、工艺剪切力、基材温度和清洁稳定性必须在一项验证计划中进行平衡。

对于软手柄和可穿戴触点,55A 耗散路径可能是合适的。对于包覆成型的仪器外壳和工具手柄,基于 70A SEBS 的 CB+CNT 路线通常可以提供更强的阻力控制、附着力和生产稳定性组合。

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