熱塑性彈性體TPE(Thermoplastic Elastomer),又稱人造橡膠或合成橡膠。其產(chǎn)品既具備傳統(tǒng)交聯(lián)硫化橡膠的高彈性、耐老化、耐油性各項(xiàng)優(yōu)異性能,同時(shí)又具備普通塑料加工方便、加工方式廣的特點(diǎn)。
TPE主要由二相組成:一是塑料相,二是橡膠相。
根據(jù)材料組成可分為:苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS/TPE-S)、聚氨酯類熱塑性彈性體(TPU)、聚烯烴類(TPO)、動(dòng)態(tài)硫化橡膠(TPV)、聚酯類熱塑性彈性體(TPC/TPEE)、聚酰胺彈性體(TPA)、其他未分類類熱塑性彈性體(TPZ)。
但TPE熱塑性彈性體配方體系組分眾多,由于各組分結(jié)構(gòu)性質(zhì)差異,機(jī)理不明確,給阻燃改性帶來(lái)了不小難度,這給TPE產(chǎn)品的使用帶來(lái)了一定的局限性。那么,TPE阻燃處理可能遇到哪些難點(diǎn)呢?
阻燃的三大難點(diǎn)
01 阻燃劑選擇難度大
阻燃劑與基材的相容性差。彈性體系中阻燃劑的加入量稍大時(shí),特別是在無(wú)鹵阻燃中,TPS彈性模量、柔韌性、力學(xué)性能、耐磨性能大幅度下降,熔體流動(dòng)性變差,彈性體難于成型,且表面容易出現(xiàn)阻燃劑遷移,出現(xiàn)不合格品。
02 阻燃劑機(jī)理不明確
TPS體系中主要為合成橡膠、聚烯烴樹脂、白油和填充物的多相混合結(jié)構(gòu)。聚烯烴樹脂的無(wú)鹵阻燃雖然有比較成熟的配方和實(shí)例。但SEBS和聚烯烴類PP,PE的阻燃機(jī)理其實(shí)并不相同,一種阻燃劑要同時(shí)阻燃多種塑膠組分難度較大。
03 增塑劑降低阻燃性
TPS為了降低硬度,使手感更柔和,往往需要添加白油,通常以26#、32#白油為主。由于油類物質(zhì)天然的易燃性大大降低彈性體阻燃性,所以在生產(chǎn)低硬度產(chǎn)品時(shí)如何解決白油與阻燃的關(guān)系至關(guān)重要。
淺談一些建議
01 阻燃劑的選擇
溴系阻燃劑,協(xié)同三氧化二銻
缺點(diǎn):含鹵阻燃劑,產(chǎn)生濃煙和有害物質(zhì);
無(wú)鹵阻燃體系
(1)無(wú)機(jī)氫氧化物體系;
缺點(diǎn):阻燃效率低,添加量大,材料力學(xué)性能損失嚴(yán)重;
(2)磷氮復(fù)合體系;
缺點(diǎn):存在易吸潮和遷移析出問(wèn)題
02 粉體的表面處理及分散技術(shù)
使用高分子量長(zhǎng)碳鏈表面處理劑在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行原位的增容。比如:馬來(lái)酸酐接枝聚合物(PP、PE、EVA、SEBS)
可以解決兩個(gè)問(wèn)題:(1)解決力學(xué)性能的下降;(2)阻燃劑的遷移析出。
可以促進(jìn)高分子量長(zhǎng)碳鏈表面活性劑對(duì)阻燃劑顆粒的包覆,以及加強(qiáng)長(zhǎng)碳鏈表面活性劑與聚合物基體長(zhǎng)碳鏈的相互纏繞,提高粉體阻燃劑與基體樹脂間的相互作用力,進(jìn)一步提高無(wú)鹵阻燃高分子材料的力學(xué)性能。
最后說(shuō)幾句
(1)合適的無(wú)鹵阻燃體系,這是解決易燃高分子材料阻燃問(wèn)題的核心;
(2)無(wú)鹵阻燃體系的阻燃效率低于鹵素阻燃體系,因此其填充量要遠(yuǎn)高于鹵系阻燃劑,這會(huì)導(dǎo)致材料力學(xué)性能的惡化,那么在阻燃體系高填充量下如何保持高分子材料的力學(xué)性能成為關(guān)鍵,即需要兼顧材料阻燃性能與力學(xué)性能的平衡;
(3)在無(wú)鹵阻燃劑阻燃的高分子材料配方體系中,無(wú)鹵阻燃劑的重量比例很高,接近甚至超過(guò)基體樹脂材料,而無(wú)鹵阻燃劑在顆粒形態(tài)(粉末狀)及比重上(大于樹脂)與基體樹脂差別也較大,因此阻燃體系與基體樹脂間的混合與分散也很重要,這將決定了材料的均勻性,因此需要開發(fā)在阻燃體系高填充下適合無(wú)鹵阻燃體系和高分子材料的性能特點(diǎn)的加工工藝和加工設(shè)備。
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