熱塑彈性體的选择方法

                       熱塑彈性體的配方設計(上)

一:前言:TPE的優點有:1:具有自我補強性. 2:無需硫化技術. 3:配方簡便.

        4:具有硫化橡膠和塑膠的中間物性.  5:可再生利用.

二:配方設計要點:1:加工性  2:物性  3:經濟性  4:耐久性   5:時效性

   6:發生公害性    7:對其他零件接觸時的不良影響性.

三:聚合物的選擇方法:TPE有苯乙烯類(SBC), 烯烴類(TPO),氯類(TPVC)

   聚氨酯(TPU),聚酯(TPEE)等.

分   類   和   機   能

種          類

熱塑彈性體

具有基本彈性性質,最高使用溫度範圍大

SBC,TPO,TPVC,TPU,TPEE,

TRAE及其他TPE

非交聯彈性體

對提高彈性,柔軟性,低溫特性,衝擊強度,結合無機粉體和纖維有作用

EPDM,EPR,聚異戊間二烯,IIR,

SBR,NR,CB,IR

熱塑性材料

鋼性,拉伸強度,撕裂強度,磨損強度和高溫特性提高,硬度增加

PP,PE,EVA,EP共聚物,聚醯氨

,а-甲基苯乙烯,

離聚物(SURLYN)

無機填充劑

有助於降低成本,提高硬度,模量和撕裂強度,防止押出制品膨脹和加工成形品收縮

玻璃纖維,軟硬質黏土, 水和無定形硒石,碳酸鈣,重土,碳黑,滑石,金屬氧化物等

軟化劑和可塑劑

使膠料軟化,易加工,有助於降低成本.提高與無機粉體的亲和性,但機械性質下降

芬香族類,脂肪族類,石臘類油和

DOP型可塑劑

改質用樹脂和低分子量聚合物

石臘,無定型聚合物,聚帖,香豆酮,水化樹脂膠

添加物

 

防氧化劑,紫外線吸收劑,加工助劑,發泡劑,導電劑,等等.

用於TPE膠料的代表性添加濟和配合濟

四:軟化劑(可塑劑)的選擇:1:軟化劑賦予TPE柔軟性,有助於配合劑的混合             和分散,此外為了提高加工操作性,應考量與TPE的相熔性,分散性,污染性

和低溫性

                      2:SBS,SIS,SEBS等苯乙烯類TPE主要用做接着劑,有溶劑形和熱熔形.

                      3: 溶劑形接着劑的一般配方注意點如下:(1)基礎彈性體的選定:SBS疑集力高,高溫特性好,SIS黏着強度和低溫特好,SEBS

的特性是耐候性好.   (2)樹脂的配合: 樹脂是以改進接着性和賦予黏着為目的配合的,選定樹脂時要考量與基體彈性體的相溶性情況所帶來的物性變化,接着性,黏着賦予性和軟化點等  ( 3)可塑劑的配合:熱塑彈性体大量吸收石油類加工油.對可使用的油量和制品特性的影響因油種類而異,就是說,與彈性體相熔的可塑劑使定伸強度下降,使伸長增加,使軟化點下降,但是芬香族含量高的具有與聚苯乙烯相熔,使疑集力極度下降的特性   (4)穩定劑的配合:熱塑彈性體所配合的穩定劑有防氧化劑,防臭氧劣化劑和防紫外線劣化劑   (5)溶劑:接着劑的溶劑通過溶解配合組成物,調整黏度,使接着劑易塗敷,同時提高被黏附材料的瀙濕性.

五:防老劑(穩定劑)的選定方法

 

 

性   質

SBC

TPO

TPVC

TPU

TPEE

TPAE

比    重

0.90-1.2

0.89-1.0

0.90-1.0

1.1-1.3

1.1-1.3

1.1-1.2

硬度,蕭氏A/D

30A-75D

60A-75D

40A-50D

70A-55D

40A-72D

75A-63D

最低極限溫度0C

-70

-60

-60

-50

-65

-40

最高極限溫度0C

100

120

135

135

160

120

壓縮永久變形

1000C*22HR

P

P

G/E

F/G

F

F/G

耐碳化氫溶媒

P

P

F/E

F/E

G/E

G/E

耐水溶液

G/E

G/E

G/E

F/G

P/G

F/G

價格$/1B

0.70/2.50

0.90-1.40

1.50-2.50

>2.50

2.40-3.60

>4.0

備    注

P=POOR  F=FAIR  G=GOOD   E=EXCELLENT

                    主要TPE的性質

 

 

未  端  嵌  段

中  心  嵌  段

∆SP

乙烯含量%

 

Tg(0C)

SP

分子量

Tg(0C)

SP

分子量

SBS

95

9.1

10000-20000

-90

8.4

40000-100000

0.7

30

SEBS

95

9.1

10000-20000

-52

8.0

40000-100000

1.1

30

SBS/SEBS的SB值

 

 

 

主要TPE分類

分類

控制方式

硬鍵段

軟鍵段

分類

控制方式

硬鍵段

軟鍵段

苯

乙

烯類:

SBC

 

 

 

凍結相

 

 

 

PS

聚丁二烯或

聚異戊間二烯

 

 

其

 

 

 

他

結晶相

結晶聚乙烯

氯化聚乙烯

加氫聚丁二烯

離子交聯部

金屬焌化物離子

非結晶聚乙烯

加氫聚丁二烯

離子團

加氫(乙烯)BR

結晶相

間同立構

1,2BR

非結晶BR

烯烴類

TPO

結晶相

PE或

PP

EPDM,

EPR

結晶相

反式1,4-IR

非結晶IR

氫類:

TPVE

氫鍵和結晶相

結晶

PVC

非結晶PVC或NBR

結晶相

氟樹脂

氟橡膠

聚氨酯類:

TPU

氫鍵和結晶相

聚氨酯

結構

聚酯或聚醚

結晶相

結晶聚乙烯

EVA或EEA

酯類

TPEE

結晶相

聚酯

聚酯或聚醚

 

 

 

 

醯氨類

TPAE

氫結晶或結晶相

聚醯氨

聚酯或聚醚

 

 

 

A

B

 

配  合  劑

PHR

配            方

 

 

磺化EPDM

100

SIS(KRATON D-1007)

100

100

硬酯酸鋅

25

C5中間嵌段樹脂(WINGTACK95)

80

 

烷烴加工油

75

C5中間嵌段樹脂(ESCOREZ1310)

 

140

SAF碳黑

60

萘加工油(SHELLFLEX371)

 

10

FEF碳黑

30

酚防老(LRGANOX1010)

1

2

HDPE

15

顏料(TiO2)

 

5

雙苯胺氨基苯

1

物性

 

 

 

 

接着力,N/M

850

1,400

A.Paeglis:Rubber

Chem.technol.,61,(2)

237(1988)

剪力,H

75

2

SAFT,0C

105

75

D.clair:rubber chem technol,55,(1),208(1982)

  感壓接着劑                                   磺化EPDM片材

 

TR100(殼牌化學)

100份

 

TR100(殼牌化學)

100份

變性木松香或帖烯樹脂

70-140

香豆酮或甲基印樹脂

75-100

環烷油

0-25

穩定劑

0.5-2

穩定劑

0.5-2

碳化氫類溶劑

0-80%(重量)

溶劑

 

甲苯,環已烷,MEK,MIBK

100-20%

碳化氬類溶劑

80-95%(重量)

不揮發部分

調整為20-40%

甲苯,環已烷,MEK,MIBK

20-5%

 

 

不揮發部分

調整為20-40%

 

 

             感壓接着劑                         磺化EPDM片材

 

 

熱穩定劑按不同機能的分類

 

機能小分類

結構分類

機能大分類

加工穩定劑

 

耐熱加工穩定劑

酚(丙烯酸酯)

自由基鏈式禁止劑

二次防氧化劑

磷類

過氧化物分解劑

 

防氧化劑

 

一次防氧化劑

 

胺類

自由基鏈式禁止劑

酚類

二次防氧化劑

硫磺類

過氧化物分解劑

 

 

 

光穩定劑

 

 

 

紫外線吸收劑

(UVA)

 

苯並三唑類

 

鏈式起始阻礙劑

苯酮類

苯甲酸酯類

氰基丙烯酸酯類

 

控制劑

有機鎳類

 

HALS

受阻哌啶類

自由基鏈式禁止劑

 

凝膠化開始時間

試料(  )內PHR

凝膠化開始

時間(分)

試料(   )PHR

凝膠化開始時間(分)

1:無添加

6.4

12.TNP-N(3.0)

14.4

2.BZ(2.0)

6.4

13.HCA*(2.0)

12.7

3.200(2.0)

10.1

14.TNP-N(1.5)/NS-6(1.0)

>20.0

4.M-17(2.0)

7.1

15.TNP-N(1.5)/HCA(1.0)

>20.0

5.SP-N(3.0)

8.8

16.NS-6(1.0)/HCA(1.0)

>20.0

6.NS-5(2.0)

11.2

17.TNA-N(1.0)/NS-6(0.67)/BZ(0.67)

11.1

7.NS-6(2.0)

11.3

18.TNP-N(1.0)/NS-5(0.67)/HCA(0.67)

>20.0

8.NS-30(2.0)

8.3

19.TNP-N(1.0)/NS-6(0.67)/HCA(0.67)

>20.0

9.300(2.0)

6.5

 

 

10.NS-7(2.0)

5.0

 

 

11.DAH(2.0)

4.3

 

 

*HCA:3,4,5,6-dibenzo-1,2-oxaphosphane-2-oxide

 

五:防老劑(穩定劑)的選定方法:TPE與橡膠和塑膠一樣,在生產,加工和使用

  時,會因熱,氧,機械剪切力,光和NOX等各種因素而受到劣化,導致物性下 降,外觀不良等原有的聚合物物性喪失殆盡.是故,要使用各種防老劑(穩定劑),盡可能延緩此種劣化,保持本來的機能.TPE的穩定劑主要使用酚類和胺類.  用酚類和磷類防老劑的凝膠化時間延長,效果好.測定拉伸強度,色差值和熔流(melf flow),TNP-NS-HCA類最有效,這是酚類和磷類穩定劑的相乘效果.

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