摘要:随着经济的迅速发展,人类对环保意识的增强和产品要求得不断提高,而TPE (Thermoplastic Elastomer)是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性,又具有可注塑加工的特征材料,具有无毒环保,有优良的着色性、耐候性和耐温性,加工性能优越,可以循环
随着经济的迅速发展,人类对环保意识的增强和产品要求得不断提高,而TPE (Thermoplastic Elastomer)是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性,又具有可注塑加工的特征材料,具有无毒环保,有优良的着色性、耐候性和耐温性,加工性能优越,可以循环使用,与PP、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合,也可以单独成型,TPE既具有热塑性塑料的加工性能,又具有硫化橡胶的物理性能,是塑料和橡胶优点的优势组合,为客户提供一种价格便宜、成品率高、性能优良等要求的TPE材料配方一直是TPE造粒厂商的核心追求。
众所周知,TPE材料配方基本包括成分:SEBS、白油、填料、润滑剂。而TPE材料基本大体成型工艺一般是:将SEBS放入搅拌机内,充入白油搅拌,待充分吸油后加入PP、润滑剂和填料加入搅拌机搅拌均匀,再将混合料加入双螺杆挤出机挤出造粒。
因此要想获得满足客户要求性能的TPE材料,重点在于TPE材料本身配方以及造粒工艺的影响。
材料配方的影响
1
原材料SEBS
SEBS是以聚苯乙烯为末端段,以聚丁二烯加氢得到乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物,不含不饱和双键,具有良好的稳定性和耐老化性。SEBS不同牌号的分子量、苯乙烯含量等不同直接影响TPE材料的力学性能,选择合适的SEBS牌号是TPE材料性能的关键。
2
原材料PP
PP聚丙烯塑料具有较高的耐冲击性,机械性和强韧性,抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀,可以控制TPE材料的软硬度、力学性能以及加工性能。选择PP重要指标是PP熔融指数,融指太低会明显影响材料塑化,制品表面会出现不平整、有疙瘩等现象。
一般情况,粉料PP价格低于粒料PP,且分散性较好。但PP与SEBS混合后一般会降低SEBS原有透明性,一些特殊牌号除外;常用在透明性要求低的包PP和挤出料的配方体系中,若透明性要求高,则应该选择无规共聚的透明PP,但添加量不宜多。
3
填充油
白油是石油精炼产品,具有无色、无味、无毒,一般TPE材料使用石蜡基白油,同SEBS相容性更佳,降低TPE材料成本同时,还可以调整材料的加工性能以及软硬度等。填充油需要严格控制芳烃(CA)值,充油量可根据SEBS牌号不同适当选择。油的填充量增加,材料力学强度会下降,并且填充量应以不吐油为基本标准;粘度高的油对力学性能的损耗较低,但是制品表面爽滑度也降低。
4
填料及润滑剂组分
常用的填料有碳酸钙、滑石粉等,除了减少TPE材料成本,还能影响TPE材料的加工和力学性能。一般选择1000目以上的重钙粉,钙粉添加量很大程度的影响材料的比重,添加量越大,比重越高。
润滑剂一般有硬脂酸锌、硬脂酸钙等,都具有很好的材料加工润滑作用,还能调整TPE材料的表面光泽度。主要用来降低大分子熔融状态下分子间的摩擦力,一般添加量很少为1-3份,具体可调整。
加工工艺的影响
前面提到的部分TPE材料配方的混料方式,通常需要严格要求混料顺序以及混料温度,才能保证混配料的均匀性。目前TPE材料一般都需要通过造粒工艺过程,主要是有以下原因:
①颗粒比粉料加料方便,无需强制加料器;
②颗粒料比粉料密度大,制品质量好;
③挥发物及空气含量较少,制品不容易产生气泡;
④使用功能性母料比直接添加功能性助剂更容易分散。
因此,不同造粒工艺对TPE材料性能有着重要的影响,主要包括以下几个方面:
1
温度
温度对TPE的挤出及型坯的性能有明显影响:可以降低熔体黏度,改善熔体的流动性,降低挤出机的功率消耗,可适当提高螺杆转速,而不影响物料的混炼塑化效果,有利于改善最终制品的强度和光亮度,有利于改善最终制品的透明度。但是,熔体温度过高,会使挤出的型坯易产生自重下垂现象,引起型坯纵向壁厚不均。因此,应遵循这样的原则来设定挤出机的加热温度,即在既能挤出光滑而均匀的型坯,又不会使传动系统超载的前提下,为保证型坯有较高的熔体强度,应尽可能采用较低的加热温度。
2
熔体压力
进人机头的熔体应压力均匀。适当提高挤出机内熔体的压力,可使物料混炼均匀,使型坯及最终制品的性能稳定。为控制熔体的挤出压力,可在挤出机的出料段安装熔体压力测量仪表。
3
熔体输送速度
熔体输送速度大,则挤出机的挤出量大。提高熔体的输送速度,可改善型坯的自重下垂现象,增加型坯的壁厚。
除了挤出过程,切粒过程对制品影响也比较大。目前主要分冷切热切两种。
冷切法
1拉片冷切
过捏合机或密炼机的物料经开炼机塑练成片冷却后切粒。
2挤片冷切
捏合好的物料经挤出机塑化,挤出成片再经风冷或自然冷却后进平板切粒机切粒。
3挤条冷切
挤条冷切是热塑性TPE最为普遍的造粒方法,设备和工艺都较简单。物料经挤出机塑化成圆条挤出,圆条经风冷或水冷后,通过切粒机切成圆柱形颗粒。
热切法
1干热切
将旋转的切刀紧贴在机头模板上,直接将挤出的热圆条状料切成粒料。
2水下热切
它是聚烯烃TPE造粒的一种新技术,机头和切刀在循环温水中进行工作。
3空中热切
空中热切和干热切相似,为了防止颗粒粘连,地切粒罩内通过鼓冷风或喷淋温水冷却粒料。
综上,从TPE材料配方到TPE造粒工艺流程,相信大家对TPE材料有了更深入的认识,能更好的满足您客户的需求。
来源:塑连网-小郭