水池扫地机器人刮片专用高回弹环保TPE材料技术开发案例

Time of issue:2026-07-24

一、 项目背景与需求分析

本次开发针对水池扫地机器人配件（刮片）进行材料升级。原方案多采用PVC材料，虽然成型性好，但在水池环境中长期使用存在两大隐患：一是环保性不足，难以满足日益严格的环保法规（如ROHS、REACH及特定客户对邻苯类物质的限制）；二是高回弹性能欠缺，在长期往复刮擦运动中易产生永久形变，影响清洁效果。

客户需求明确指向热塑性高回弹弹性体（TPE），要求材料具备：

  1. 耐水解性：长期浸泡水中不分解、不析出。
  2. 高回弹性：确保刮片与地面紧密贴合，回弹迅速。
  3. 成型性：适合注塑成型，且能与PP材质进行包胶（结合力好）。

 

二、 导入过程与技术攻关

项目导入经历了两个关键阶段，重点在于根据物性特点匹配成型工艺。

第一阶段：首次试料（方案A：ES50A-JL-7）—— 成型失败

试料原因：
初选材料时，考虑到扫地机器人刮片通常需要较软的硬度以保证刮水效果，且需要良好的流动性以填充薄壁刮片，我们优先选用了硬度较低、流动性表现较好的ES50A-JL-7进行首次打样。

试料过程与问题：
在200℃注塑成型条件下，ES50A-JL-7虽然流动性好，但在实际注塑水池机器人刮片模具时，出现了严重的成型不良（NG）。

  • 具体表现： 产品脱模时发生严重变形，薄壁处难以顶出；且由于材料过软，在注塑压力下产生“跑飞边”现象。
  • 原因分析： 该机型刮片结构细长且薄，需要一定的挺性支撑脱模。ES50A-JL-7的硬度偏低（推测低于50A），虽然回弹好，但初始模量不足，导致成型后无法保持形状。

第二阶段：方案调整与二次试料（方案B：ES50D-JQRGP 蓝色）—— 验证成功

试料原因：
基于首次试料失败的反馈，我们重新审视了该扫地机器人的结构特点与物性需求。原方案失败的核心在于“成型性”与“硬度”的不匹配。因此，我们调整选材策略，选择ES50D-JQRGP系列。

  • 针对成型性： 该材料虽然流动性标注为“低”，但硬度提升至54 Shore A（接近D级硬度），挺性更好，利于脱模。
  • 针对物性保持： 保留耐高温、耐水解性优良的特点，确保在水池环境下的寿命。

试料过程与结果：

  1. 试料前准备： 确认客户要求颜色为蓝色，此次直接导入抽蓝色处理的ES50D-JQRGP。
  2. 成型参数： 沿用200℃注塑温度，适当调整保压压力和冷却时间。
  3. 效果验证：
  4. 成型性（OK）： 产品脱模顺畅，无变形、无飞边，尺寸稳定性良好。
  5. 物性验证： 硬度实测54 Shore A，手感略硬于首次试料，但恰好提供了刮片所需的支撑力。拉伸强度4 Mpa，撕裂强度22 Kn/m，满足刮片在往复运动中的抗撕裂要求。
  6. 包胶效果： 与PP手柄部位包胶牢固，剥离强度达标。
  7. 环保与耐候： 材料替代了PVC，解决了环保痛点，且耐候性好，适用于水池环境。

三、 案例总结

本次开发案例成功导入ES50D-JQRGP 蓝色材料应用于扫地机器人刮片产品。

关键经验总结：

  1. 选材需匹配结构： 对于薄壁、细长的刮片类制品，不能仅看回弹性，硬度（挺性） 是决定能否顺利成型的首要门槛。软质材料（如低于50A）在薄壁注塑中极易出现顶出变形。
  2. 试料逻辑： 首次试料失败（ES50A-JL-7）是由于低估了模具脱模难度对材料刚性的要求；二次试料（ES50D-JQRGP）通过提升硬度解决了成型NG问题，同时保留了TPE的高回弹与环保优势。
  3. 应用匹配： 该材料比重仅0.92，轻量化效果明显，且耐水解优良，完美适配水池扫地机器人的潮湿工况。

目前该材料已通过客户验证，进入量产阶段

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