隨(suí)著經濟的迅速發展,人類對環保意識的(de)增強和產(chǎn)品要求得不斷提(tí)高,而TPE (Thermoplastic Elastomer)是一種具有(yǒu)橡膠的高彈性、高強度、高回彈(dàn)性,又具有可注塑加工的特征材(cái)料,具有無毒環保(bǎo),有(yǒu)優良的著色性(xìng)、耐候(hòu)性(xìng)和耐溫性,加工性能優越,可以循環使用,與PP、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合,也可以單獨成型,TPE既具有熱塑性塑料的(de)加工性能,又具有硫化(huà)橡膠的物理性能,是塑料和橡膠優點的優勢組合,為客戶提供一種(zhǒng)價格便宜(yí)、成品率高、性能優良等要(yào)求的TPE材料(liào)配方一直是TPE造粒廠商的核心追求。
眾所周知,TPE材料配方基本(běn)包括成(chéng)分:SEBS、白油、填料、潤滑劑。而TPE材料基本大體成型(xíng)工藝一般是:將SEBS放入攪(jiǎo)拌機內,充入白油攪拌,待(dài)充分吸油後加入PP、潤滑劑和填料加入攪拌機攪拌均勻,再將混合料加入雙螺杆擠出機擠出造粒。
因此要想獲(huò)得滿足客戶要求性能的TPE材料,重點在於TPE材料本身配方以及造粒工藝的影響。
材料配方(fāng)的影響
原(yuán)材料SEBS
SEBS是以聚苯乙烯(xī)為末端段,以聚丁二(èr)烯加氫得到乙烯-丁烯共聚物為中間彈性嵌段的線性三(sān)嵌共聚(jù)物,不含不飽和雙鍵,具有良好的穩定性和耐老化(huà)性。SEBS不同牌號的(de)分子量(liàng)、苯乙烯(xī)含量等不同直接影響TPE材料的力學性(xìng)能,選擇合(hé)適的SEBS牌號是(shì)TPE材料性能的關鍵。
原材料PP
PP聚丙烯塑料具有較高的耐衝擊性,機械性和強韌性,抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕,可以控製TPE材料的軟硬度、力學(xué)性能以及加工(gōng)性能。選擇PP重要指標是PP熔融指(zhǐ)數,融指(zhǐ)太低會明顯影響材料塑(sù)化,製品表麵會出現(xiàn)不平整、有疙瘩等現象。
一般情況,粉料PP價格低於(yú)粒料PP,且(qiě)分散性較好。但PP與SEBS混合後一般(bān)會(huì)降低(dī)SEBS原有透明性,一些特殊牌號除外;常用(yòng)在(zài)透明性要求低的(de)包PP和擠出料的配方體係中,若透明性要求高,則應該選擇無規共聚(jù)的透明PP,但添加量不宜多。
填充油
白油是石油精煉產品,具有無色、無味(wèi)、無毒,一般TPE材(cái)料使用(yòng)石蠟基白油(yóu),同SEBS相(xiàng)容性更佳,降低TPE材料成本同(tóng)時,還可以調整材料的加工性能以及軟硬(yìng)度等。填充油需要(yào)嚴格控製芳烴(tīng)(CA)值,充油量可根據SEBS牌號不同適當選擇。油的填充量增加,材料(liào)力學強度會下降(jiàng),並且填充量應以不(bú)吐油為(wéi)基本(běn)標(biāo)準;粘度高的油對力(lì)學性能(néng)的損耗較低,但是製品表麵爽滑度也降低。
填料及(jí)潤滑劑組分
常用的填料有碳酸鈣、滑石粉等,除了減少(shǎo)TPE材料成本,還能影響TPE材料的加工和力學性能。一般選擇1000目以上的重鈣粉,鈣粉添加量很大(dà)程度的影響材料的比重,添加量越大,比重越高。
潤滑劑一般有硬(yìng)脂酸鋅、硬脂(zhī)酸鈣等,都具有很好的材料加工潤滑作用,還能調(diào)整TPE材料的表麵光澤度。主要用來降低大分(fèn)子熔融狀態下分(fèn)子間的摩擦力,一般添加量很少為1-3份,具體可調整。
加工工藝的影響
前麵提到的部分TPE材料配方的混料方式,通(tōng)常需(xū)要嚴格要求混料順序以及混料溫度,才能保證混配料的均勻性。目前TPE材料一般都需要通過造粒工藝過程(chéng),主要是有以下原因(yīn):
①顆粒比粉料加料(liào)方便,無(wú)需強製加料(liào)器;
②顆粒料(liào)比粉料密度大,製品質量好;
③揮發物及空(kōng)氣含量較少,製品不(bú)容易產生氣泡;
④使用功(gōng)能性母料比直接添加功能性助劑更容易分散。
因此(cǐ),不同(tóng)造粒工藝對TPE材料性能有著重要的影響,主要包括以下幾個方麵:
溫(wēn)度
溫度對TPE的擠出及型坯的性能有明顯影響:可以降低(dī)熔體黏度,改善熔體(tǐ)的流動(dòng)性(xìng),降(jiàng)低擠出機的功率消耗,可適當提高螺杆轉速,而不影響物(wù)料的混煉塑化效果,有利於改善最終(zhōng)製品的強度和光亮度(dù),有利於(yú)改善最終製品的透(tòu)明度。但是,熔(róng)體溫度過高,會使擠出的型坯易產生自重(chóng)下垂現象,引(yǐn)起(qǐ)型坯縱向壁厚不均。因(yīn)此,應遵循這樣的原則來設定(dìng)擠出機的加(jiā)熱溫度,即在(zài)既能擠出光滑而均勻的型坯,又不會使傳動係統超載的前(qián)提下,為保證型坯有較高的熔體強度,應(yīng)盡可能采(cǎi)用較低的(de)加熱溫度(dù)。
熔體壓力
進人機頭(tóu)的熔體(tǐ)應壓力均勻(yún)。適當提高擠出機內熔體的壓力,可使物料(liào)混煉均勻,使型坯及最終製(zhì)品的性能穩定。為控製熔體的擠(jǐ)出壓力,可在擠出機的出料段安(ān)裝熔體壓力測量儀表。
熔體輸送速度
熔體輸送速度大,則擠出(chū)機的擠出量大(dà)。提高熔體的輸送速度,可改善型坯的自重下垂現象,增(zēng)加型坯的壁厚。
除了擠出過程,切粒(lì)過程對製品影響也比較大。目前主要分冷切熱切兩種。
冷切法
過捏合(hé)機或(huò)密煉機的物(wù)料經開煉機塑練成片冷卻後切粒。
捏合好的物料經擠出(chū)機塑化,擠出成片再經風(fēng)冷或(huò)自然冷卻(què)後(hòu)進平板切粒機切粒。
擠條冷切是熱塑性TPE最為普(pǔ)遍的造粒方法,設備和工(gōng)藝都(dōu)較簡單。物料經擠出機塑化成(chéng)圓條擠出,圓(yuán)條經風(fēng)冷或水冷後,通過切粒機切成圓柱形顆粒。
熱切法
將(jiāng)旋轉的切刀緊貼在機頭模板上,直接將擠(jǐ)出的熱圓條狀料切成粒料。
它是聚烯烴TPE造粒的一種新技術,機頭和切刀在循環溫水中進行(háng)工作。
空中熱切和幹熱切相似,為了防止顆粒粘連,地切粒罩內通過鼓冷風或噴淋溫水(shuǐ)冷卻(què)粒料。
綜上,從TPE材料配方到TPE造粒工藝流程,相信大家對TPE材(cái)料有了更深入(rù)的認識,能更(gèng)好的滿足您客戶的需求。
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