热塑性弹性体TPE, 又称人造橡胶或合成橡胶. 其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性, 耐老化, 耐油性各项优异性能, 同时又具备普通塑料加工方便, 加工方式广的特点.
TPE塑料主要由二部分组成, 一是塑料, 作为连续相, 二是橡胶作为分散相. 通常橡胶需要与软化油或增塑剂与之配合. 硫化剂和一些辅助助剂也是必不可少的. 另外为了降低成本或者提高某方面的性能, 一些无机填料也会被填加. 根据材料组成可分为: 苯乙烯类(SBS, SIS, SEBS, SEPS), 烯烃类(TP0, TPV), 双烯类(TPB, TPI), 氯乙烯类(TPVC, TCPE), 氨酯类(TPU), 酯类(TPEE), 酰胺类(TPAE), 有机氟类(TPF), 有机硅类和乙烯类等, 几乎涵盖了现在合成橡胶与合成树脂的所有领域. 下面列举几种常见的TPE的组成成分.
但TPE热塑性弹性体配方体系组分众多, 由于各组分结构性质差异, 机理不明确, 给阻燃处理带来了不小难度, 在使用过程中也会存在很大的安全隐患, 这给TPE产品的使用带来了一定的局限性. 那么, TPE阻燃处理可能遇到哪些难点呢?
阻燃剂选择难度大
阻燃剂与基材的相容性差. 弹性体系中阻燃剂的加入量稍大时, 特别是在无卤阻燃中, TPS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.
阻燃剂机理不明确
TPS体系中主要为橡胶, 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.
增塑剂降低阻燃性
TPE塑料为了降低硬度是手感更柔和, 往往需要添加增塑剂(白油), 通常以26#, 32#白油, 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.
基于以上可能遇到的难点, 阻燃TPE在加工过程中可能碰到的实际问题又有哪些?相应的解决方案又是怎样的呢?
线材表面不光滑
TPE线材加工经常会发生, 一般是由于温度没调节好和阻燃剂混合不均匀造成的, 也有可能是选模不正确引起, 当然跟材料配方也有很大的关系. 有经验的加工厂商会排除设备的问题, 经过反复调试也能找到合适的温度, 但选用合适的材料, 和具体配方就要工程师们慎重了. 建议跟原材料供应商多沟通交流, 知道材料的物性和加工注意事项, 选对的材料, 会事半功倍!TPU线材相对TPE线材表面加工会更好.
线材表面析出
目前为止没有哪家的材料能保证完全不析出, 具体析出表现为: 表面发白, 冒油或成雾状. 以现在的技术来说, 这个问题还没有解决. 建议客户在选择的时候最好选择表面轻微发白的材料, 这种析出不会影响它的物理性能和电力性能. 表面冒油的材料不要用, 在使用中容易产生脱落, 掉皮. 另外析出也有轻重之分, 好的材料它的析出是轻微的, 而且在短期内是不容易发生的, 就算发生用手轻轻一擦就好了.
表面刮白和掉皮掉胶
刮白是由材料里面加有PP和PE的成份引起的, 可以改进. 也有一部分的厂家做到了产品不会括白, 但TPE比TPU难度大. 如果掉皮掉胶那水平就是很一般了, 这里要说的还是, 配方!工艺!
加工难度
弹性体表现在加工速度比较慢, 比PVC要慢50%左右. 温度不好调节, 调机时都要浪费很多料, 加上做料前还要洗机, 浪费可谓不小. 这些都是不可避免的. 在生产中有时还会出现前段生产一切正常, 后程加工就有问题的事情发生. 在这需要说明一点, 副牌料有风险, 使用需谨慎.
阻燃TPE/TPU塑料是一种很独特的材料, TPE/TPU阻燃难题仍需大家在选材, 配方, 工艺方面多做工作. 总体而言, 建议选用液体阻燃剂, 降低硬度的同时提高阻燃性, 减少粉体阻燃剂添加量, 可以提高产品的透明性, 利用相容剂提高阻燃剂与基材的相容性, 改善析出并大幅提升机械性能;工艺上采用特殊螺杆分布提高阻燃剂在体系中的分散, 提高阻燃效率, 改善外观;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.