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【硬货】热塑性弹性体TPE-S阻燃难点分析及解决方案!

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    发表于 2019-6-18 18:47:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
    这里说的TPE是指以苯乙烯弹性体为基料的TPE(以下简称TPE-S),常规配方以PP+SEBS+油+碳酸钙+润滑剂+抗氧剂为组成,以常规双螺杆共混造粒。热塑性弹性体(TPE)已经成为广泛替代传统橡胶和部分塑料的极具发展前景的新型材料。目前已经发展到十几个品种。常见的主要有苯乙烯类(TPS)、聚烯烃类(TPO)、聚氨酯类(TPU)、聚酯类(TPEE)、聚酰胺类(TPAE)等。


    TPE-S配方体系组分众多,塑料相可用PP、PE、PS、EVA等,弹性体相可为SEBS、SEPS、SEEPS,或者加有POE等聚烯烃弹性体,由于各聚合物组分结构性质差异,阻燃机理不明确,给阻燃带来了相当难度,阻燃效果不好的弹性体,在某些阻燃要求高的场合使用,存在一定安全隐患,使得热塑性弹性体在应用于特定领域受到一定的局限性。

    一.TPE-S阻燃三大难点
    1.阻燃剂选择难度大
    由于无卤阻燃剂阻燃效率低,另外一个重要的原因,通常无卤阻燃剂的比重比较小,所以如果加同样重量的阻燃剂到材料中去,那无卤阻燃剂在材料中的体积占比更大。所以过多的阻燃剂导致与基材的相容性差,热塑性弹性体TPE-S弹性模量、柔韧性、力学性能、耐磨性能大幅度下降,熔体流动性变差,弹性体难于成型,且表面容易出现阻燃剂迁移,构成污染环境。


    2.阻燃机理不明确
    热塑性弹性体TPE-S体系中主要为苯乙烯嵌端共聚物弹性体、聚烯烃树脂、增塑剂和填料的多相混合结构。聚烯烃树脂的无卤阻燃虽有比较成熟的配方和实例。但SEBS和聚烯烃类PP,PE的阻燃机理其实并不相同,一种阻燃剂要同时阻燃多种塑胶组分难度较大。


    3.增塑剂降低阻燃性
    热塑性弹性体TPE-S为了降低硬度,使手感更柔和,往往需要添加增塑剂(直链石蜡油环烷油等),通常以26#、32#白油,50#、70#白油这四种为主。由于四种油品的极限氧指数及流动性差异,同时油类物质天然的易燃性大大降低弹性体阻燃性,所以在生产低硬度产品时如何解决增塑剂与阻燃的关系,白油种类的选择也很重要。


    二.TPE-S阻燃解决方案
    以下总结的四步走原则是行业人士日积月累的实际经验,且能够使得阻燃TPE-S弹性体阻燃级别可达到理想的效果,且拉伸强度和断裂伸长率也都有所改善。


    以下将四步走原则分享给业界朋友们,希望会对大家有所启发:
    1.液体阻燃剂不但降低了硬度同时还提高了阻燃性,减少了粉体阻燃剂添加量,可以提高产品的透明性;


    2.使用SEBS阻燃体系专用相容剂,提高阻燃剂与基材的相容性,改善析出并大幅机械性能;


    3.工艺上使用高分散型双螺杆挤出造粒机,提高阻燃剂在体系中的分散,提高阻燃效率,改善外观;


    4.采用新型有机硅系阻燃剂,凝聚相阻燃机理,形成抗氧化性极强的裂解炭层,提高阻燃效率。


    无论在电线电缆汽车领域,还是在尖端的医学领域,TPE都在蓬勃地发展着,并且在不断取代传统的橡胶和塑料。由于TPE具有传统橡胶无可比拟的可回收性能以及加工性能优异等优势,使得TPE成为未来的发展趋势。


    热塑性弹性体的阻燃技术在国内外学者的努力下得到了很大的发展,但其品种相对来说还较少,具有广泛的开发和应用潜力。在现有阻燃机理的基础上我们要重视探索新的阻燃体系,开发新的阻燃技术,使其更符合环境友好的要求。并且降低成本,提高产品性能。
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