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分析热塑性弹性体TPE-S阻燃难点与解决方法

作者:admin 时间:2019-03-27 11:37   
TPE-S热塑性弹性体通常是主要由SEBS(苯乙烯 - 乙烯 - 丁烯 - 苯乙烯嵌段共聚物)组成的热塑性弹性体。兼具塑料加工性能和橡胶物理性能,手感柔软细腻,抗老化,强度高,耐温性极低,耐温性相对较高,易于成型,不易流动,尺寸稳定性和设计灵活性,适用于注塑成型,塑料成型工艺如挤出,注塑,压延和中空成型可用于几乎所有不需要耐油和耐化学性且不耐高温的软产品。
 
热塑性弹性体TPE
 
注:TPE-S也可缩写为TPS,即热塑性苯乙烯类弹性体,一般不含SBS。
 
但热塑性弹性体TPE-S配方体系组分众多,塑料相可以用PP、PE、PS、EVA等,弹性体相可以是SEBS、SEPS、SEEPS,或者加有POE等聚烯烃弹性体等,由于各聚合物组分结构性质差异,阻燃剂理不明确,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,带来了一定的安全隐患,这给热塑性弹性体的应用领域带来了一定的局限性。
 
热塑性弹性体TPE-S阻燃难点所在——三座大山
 
难点一: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。
 
难点二:阻燃剂机理不明确
 
TPE-S热塑性弹性体通常是以SEBS(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)为主要基材的热塑性弹性体。兼有塑料的加工性能和橡胶的物理性能,手感柔韧细腻,抗老化、强度高、非常耐低温、相对耐高温,较易成型,不易流淌,尺寸稳定性及设计灵活性好,适用于注塑、挤出、注压、压延、中空成型等塑料成型工艺,几乎所有不需要耐油、耐化学溶剂的、不是特别耐高温的软质制品均可采用。
 
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、增塑剂和填充物的多相混合结构。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。
 
难点三: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,如何选择白油的种类至关重要。
 
热塑性弹性体TPE-S阻燃解决方案——四步走原则
 
根据客户在上海日之升公司从业多年研发积累,致力于攻克上述技术难点,总结了四步走原则,取得了一定成效,使得阻燃TPE-S弹性体阻燃级别可达到UL94 V0级,氧指数达到27%,拉伸强度大于12MPa,断裂伸长率大于450%。
 
以下将四步走原则分享给一直致力于热塑性弹性体阻燃的朋友们,坚持四步走相信会对大家有所启发。
 
第一步: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;
 
第二步: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;
 
第三步:工艺上使用美弧橡塑机械有限公司提供的高分散B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;
 
第四步: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。
 
东莞市以恒高分子材料有限公司是从事高分子材料研发、生产、销售、服务于一体的高分子材料企业,以恒高分子企业多年来专注于热可塑性弹性体(TPE、TPR、TPV、TPO、TPU、SBS、SEBS)之复合材料的研发、生产,积累了丰富的经验。通过不断引进先进的生产线,确立了品质、产能上的优势,保障了供货的高品质、快捷。