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、性能大幅度下降,熔体流动性变差,弹性体难于成型
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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、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。软化剂、增粘剂、润滑剂等助剂析出在橡胶表面形成一层蓝色的油状物,称为喷油,或称为喷蓝。
难点二:阻燃剂机理不明确
热塑性弹性体TPE-S体系中主要为嵌端共聚物弹性体、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。这主要是因填胶量不足等成型条件不适而引起的,但成型时排气不充分或流胶道不均衡(多腔模具)也会导致这一现象的产生。
热塑性弹性体TPE-S阻燃解决方案——四步走原则
根据本人在上海日之升公司从业多年研发积累,致力于上述技术难点,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①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:依托国内相容剂南通日之升针对研发SEBS阻燃体系相容剂,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;
第四步:采用新型有机硅系阻燃剂,凝聚相阻燃机理,形成性极强的裂解炭层,提高阻燃效率。

近年来,在环保大背景下,加快了烯烃类热塑性弹性体材料替代软质聚树脂的步伐。但采用软质聚用挤出机进行烯烃类热塑性弹性体的挤出成型时、不能够顺利成型的实例还是比较多。对含结晶性树脂的烯烃类热塑性弹性体的塑化来讲,采用长径比L/D在22以上、螺杆压缩比 在3以上的挤出机是非常必要的。但由于软质聚用挤出机一般的L/D是在20以下,压缩比是在2.5以下,所以不能使烯烃类热塑性弹性体充分地达到塑化,这样在成型品的挤出过程中就经常会出现表面粗糙、未熔融树脂呈异物状的不良现象。因此,选择适合于材料的挤出成型机也是十分必要的。对这种稳定剂来讲,选择即使迁移也难以出现白化的稳定剂是非常必要的。

热塑性弹性体制品变形
热塑性弹性体的挤出成型,通常是从口型挤出,通过水槽进行冷却。这时若成型品不能够均一地冷却,就极易产生变形。特别是对形状复杂、尺寸精度要求高的成型品,采用冷却校准或检测装置是非常必要的。
另外,在多层挤出过程中、因组合材料的收缩率不同也极易产生变形。比如聚和TPV共挤,如果是填充量比较大的PP,则收缩率小,而TPV收缩大,则挤出的型材会向TPV方向弯曲。

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