熱塑性彈性體TPE, 又稱人造橡膠或合成橡膠. 其產品既具備傳統交聯硫化橡膠的高彈性, 耐老化, 耐油性各項優異性能, 同時又具備普通塑料加工方便, 加工方式廣的特點.
TPE塑料主要由二部分組成, 一是塑料, 作為連續相, 二是橡膠作為分散相. 通常橡膠需要與軟化油或增塑劑與之配合. 硫化劑和一些輔助助劑也是必不可少的. 另外為了降低成本或者提高某方面的性能, 一些無機填料也會被填加. 根據材料組成可分為: 苯乙烯類(SBS, SIS, SEBS, SEPS), 烯烴類(TP0, TPV), 雙烯類(TPB, TPI), 氯乙烯類(TPVC, TCPE), 氨酯類(TPU), 酯類(TPEE), 醯胺類(TPAE), 有機氟類(TPF), 有機矽類和乙烯類等, 幾乎涵蓋了現在合成橡膠與合成樹脂的所有領域. 下面列舉幾種常見的TPE的組成成分.
但TPE熱塑性彈性體配方體系組分眾多, 由於各組分結構性質差異, 機理不明確, 給阻燃處理帶來了不小難度, 在使用過程中也會存在很大的安全隱患, 這給TPE產品的使用帶來了一定的局限性. 那麼, TPE阻燃處理可能遇到哪些難點呢?
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, 特別是在無鹵阻燃中, TPS彈性模量, 柔韌性, 力學性能, 耐磨性能大幅度下降, 熔體流動性變差, 彈性體難於成型, 且表面容易出現阻燃劑遷移, 構成汙染環境.
阻燃劑機理不明確
TPS體系中主要為橡膠, 聚烯烴樹脂, 增塑劑和填充物的多相混合結構. 聚烯烴樹脂的無鹵阻燃雖有比較成熟的配方和實例. 但SEBS和聚烯烴類PP, PE的阻燃機理其實並不相同, 一種阻燃劑要同時阻燃多種塑膠組分難度較大.
增塑劑降低阻燃性
TPE塑料為了降低硬度是手感更柔和, 往往需要添加增塑劑(白油), 通常以26#, 32#白油, 70#白油這四種為主. 由於四種油品的極限氧指數及流動性差異, 同時油類物質天然的易燃性大大降低彈性體阻燃性, 所以在生產低硬度產品時如何解決增塑劑與阻燃的關係, 如何選擇白油的種類至關重要.
基於以上可能遇到的難點, 阻燃TPE在加工過程中可能碰到的實際問題又有哪些?相應的解決方案又是怎樣的呢?
線材表面不光滑
TPE線材加工經常會發生, 一般是由於溫度沒調節好和阻燃劑混合不均勻造成的, 也有可能是選模不正確引起, 當然跟材料配方也有很大的關係. 有經驗的加工廠商會排除設備的問題, 經過反覆調試也能找到合適的溫度, 但選用合適的材料, 和具體配方就要工程師們慎重了. 建議跟原材料供應商多溝通交流, 知道材料的物性和加工注意事項, 選對的材料, 會事半功倍!TPU線材相對TPE線材表面加工會更好.
線材表面析出
目前為止沒有哪家的材料能保證完全不析出, 具體析出表現為: 表面發白, 冒油或成霧狀. 以現在的技術來說, 這個問題還沒有解決. 建議客戶在選擇的時候最好選擇表面輕微發白的材料, 這種析出不會影響它的物理性能和電力性能. 表面冒油的材料不要用, 在使用中容易產生脫落, 掉皮. 另外析出也有輕重之分, 好的材料它的析出是輕微的, 而且在短期內是不容易發生的, 就算髮生用手輕輕一擦就好了.
表面刮白和掉皮掉膠
刮白是由材料裡面加有PP和PE的成份引起的, 可以改進. 也有一部分的廠家做到了產品不會括白, 但TPE比TPU難度大. 如果掉皮掉膠那水平就是很一般了, 這裡要說的還是, 配方!工藝!
加工難度
彈性體表現在加工速度比較慢, 比PVC要慢50%左右. 溫度不好調節, 調機時都要浪費很多料, 加上做料前還要洗機, 浪費可謂不小. 這些都是不可避免的. 在生產中有時還會出現前段生產一切正常, 後程加工就有問題的事情發生. 在這需要說明一點, 副牌料有風險, 使用需謹慎.
阻燃TPE/TPU塑料是一種很獨特的材料, TPE/TPU阻燃難題仍需大家在選材, 配方, 工藝方面多做工作. 總體而言, 建議選用液體阻燃劑, 降低硬度的同時提高阻燃性, 減少粉體阻燃劑添加量, 可以提高產品的透明性, 利用相容劑提高阻燃劑與基材的相容性, 改善析出並大幅提升機械性能;工藝上採用特殊螺杆分布提高阻燃劑在體系中的分散, 提高阻燃效率, 改善外觀;採用新型有機矽系阻燃劑, 凝聚相阻燃機理, 形成抗氧化性極強的裂解炭層, 提高阻燃效率.