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TPE/TPR热塑性弹性体应用领域分析

热塑性弹性体TPR/TPE环保无毒安全、硬度范围广、触感优异柔软、优良的着色性,耐候性,抗疲劳性和耐温性、比重小、加工性能优越,无须硫化、可以循环使用;热塑性弹性体TPR/TPE降低产品成本、替代橡胶,软质PVC和部分硅橡胶;热塑性弹性体TPR/TPE既可以二次注塑成型,与PP,PS,PE,PC,PA,ABS等基体材料包覆粘合,也可以单独成型。   主要应用及其前景:   热塑性弹性体TPR/TPE在制鞋业的应用:用SBS代替硫化橡胶和聚氯乙烯制作的鞋底弹性好(受力或残余变形小)、色彩美观,具有良好的抗湿滑性、透气性、耐磨性、低温性和耐曲挠性,不臭脚,穿着舒适等优点,对沥青路面、潮湿及积雪路面有较高的摩擦系数。废SBS鞋底可回收再利用,成本适中。鞋底式样可为半透明的牛筋底或色彩鲜艳的双色鞋底,也可制成发泡鞋底。用SBS制成的价廉的整体模压帆布鞋,其重量比聚氯乙烯树脂鞋轻15-25%,摩擦系数高30%,具有优良的耐磨性和低温柔软性。SBS所具有这些优良性能,使得它在制鞋业中的应用十分广泛。我国是世界上最大的鞋类产品生产国和最大的鞋类产品消费市场,今后相当时间内,鞋料市场仍将是国内SBS主要的目标市场。中国加入WTO后,鞋类出口配额取消,出口优势将得到更充分地发挥。为了消除东、西部地区发展的不平衡,国家已开始加大对西部地区的投入,以加速其经济的发展。在未来几年内,随着西部经济的起飞和人民生活水平的日益提高,人们对以TPR(SBS鞋用粒料)为原料的鞋的需求将逐年上升。另外,西部经济对外开放加快,将吸引鞋业向西部转移和发展,从而带动整个西部市场对SBS的需求。2003年在制鞋业领域我国SBS的消费量约为21.3万吨,预计到2008年将达到24.7万吨,2003-2008年的年均增长率约为3%。   热塑性弹性体TPR/TPE在沥青改性的应用:SBS在沥青改性中的应用包括防水卷材沥青改性以及道路沥青改性两个方面。用SBS改性的沥青防水卷材具有低温屈挠性好、自愈合能力和耐久性好、抗高温流动、耐老化、热稳定性好以及耐冲击等特点,可以大大提高防水卷材的性能,延长其使用寿命,可满足重要建筑物和构筑物的需要。在包括桥面(混凝土)、地铁以及地下通道等的市政工程以及包括水池、水渠等的水利工程方面得到了广泛地应用。目前我国有很多改性沥青防水卷材生产厂家,其中引进投产的改性沥青防水卷材生产线共有15条,国内自行开发的生产线有50多条,总生产能力约为1.4亿m2/年,2003年实际消耗SBS约6.37万吨。随着我国基础设施建设的大量投入和建设的加快,我国改性沥青具有良好的发展前景,相应地SBS的需求将随之增长。预计到2008年在改性沥青领域SBS的消费量将达到11.2万吨,2003至2008年均增长率约为12%。   热塑性弹性体TPR/TPE在聚合物改性的应用:SBS是较好的树脂改性剂,可与PP、PE、PS、ABS等树脂共混,以改善制品的抗冲击性能和屈挠性能,这类产品多用于电气元件、汽车方向盘、保险杠、密封件等。与国外发达国家和地区相比,我国的聚合物改性行业尚处于起步阶段。2003年我国聚合物改性方面SBS的消费量约为1.65万吨。随着我国汽车工业和家电产业的发展,消费者对商品的舒适性、安全性、耐用性等性能要求将逐步提高,加上我国合成树脂工业的快速发展,国内聚合物改性行业将得到蓬勃发展。预计到2003-2008年间,国内SBS产品在聚合物改性的应用将以20%以上的速度快速增长,到2008年将达到4.5万吨的水平。   热塑性弹性体TPR/TPE在粘合剂的应用:由于SBS在烃类溶剂中具有很好的溶解能力,溶解快、稳定性好、内聚力强,避免了用芳香烃溶剂对人体健康的危害。加上SBS胶粘剂良好的弹性、粘接强度和低温性能,粘度低、抗蠕变性能优于一般EVA类、丙烯酸系粘合剂,在生活中得了广泛的应用。可用于生产鞋用粘合剂、冶金粉末成型剂、裱胶粘合剂、木材快干胶、标签、胶带用胶、一次性卫生用品用胶、复膜粘合剂、密封胶以及用于挂钩、电子元件以及一般强力胶、万能胶以及不干胶等。2003年我国胶粘剂行业实际消耗SBS约4.37万吨。预计到2008年需求量将达到8.7万吨,2003-2008年需求量的年均增长率约为14.7%。   热塑性弹性体TPR/TPE在其它领域的应用:SBS还可用作玩具、家具和运动设备的主要原料;用作地板材料、汽车座垫材料、地毯底层和隔音材料以及电线和电缆外皮。此外,SBS还可用于水泥加工、汽车制造和房屋内装修以及各种胶管的制造,用于亮油、医疗器件、家用电器、管带以及电线电缆等方面。2003年在其它领域中,国内SBS的消费量约为1.31万吨。预计到2008年将达到5万吨,年均增长率高达30%以上。   具体产品如下:   热塑性弹性体TPR/TPE在轻工用品的应用:手工具、电动工具、防毒面罩、脚轮、防滑脚蹬、钳子柄、各种球拍握把、自行车、机车握把、箱包手提箱握把、餐具握把、刀具手柄、手电筒握把、摄像机、数码相机握把、铵钮、遥控器按钮、计算机键盘、电线连接器、插头、电动剃须刀的握把包胶、音响及扬声器弹性配件   热塑性弹性体TPR/TPE在日用品的应用:洗碗机、洗衣机、烘衣机、真空吸尘器及其它家电橡胶垫片或零件,手把套、牙刷柄、波纹管、望远镜、软质玩具、高透明替代硅胶奶嘴、调羹、淋浴器弹性件、卫生洁具系列、软质桌台布、帘布、礼品盒、冰箱盒、防滑垫、橡胶地拖、玻璃刮水器胶边食品、饮料、化妆品、卫生浴用品及医疗用品的包装剪刀、牙刷、电动工具、运动器材之握把或零件厨房工具、储存容器的盖子或密封件手工具、电动工具、除草机及园艺设备轮子、握把、蜂鸣器、管件、皮带、接头以及儿童玩具上的软质零件电线、电缆用套管、连接器及外层   热塑性弹性体TPR/TPE在汽车零件的应用:引擎盖内的零件,如净气管、燃油管护层、操控风箱、等速万向节(CVJ)及滤油器密封。车体及悬挂系统护套,如耐候密封条、包覆式车窗密封条、轻质密封材。内装零件,如安全气囊盖、前座控制盘外皮   文体用品:笔套橡胶件、潜水器材、鼠标滚珠、护胸条、护齿套、(高尔夫、滑雪杖)橡胶球杆、(拉力器)软管、护膝、面具、蛙镜、蛙鞋、泳镜、潜水面具、滑雪镜以及镜带、握力器、跑步机皮带、乒乓球拍胶皮、溜冰鞋避震器   热塑性弹性体TPR/TPE在医疗器械的应用:医用盐水瓶塞、一次性注射器胶塞、洗耳球、血浆袋、输液袋、外科手套、医用防护衣、医用卫生橡胶材料、挤出胶管、弹性吸球、容器、束带  注射针塞、静脉管组件与药瓶塞、奶瓶嘴、奶嘴、心电击器、EKG、ECG监视器用电缆套管、雷射手术笔。   热塑性弹性体TPR/TPE在汽车工业的应用:防尘罩、密封条、尾气净气管、挡泥板、安全气囊、音响减震圈、仪表盘、防撞套、方向盘弹性握把、弹性软座垫、弹性胶条、挡泥板、脚踏垫、射灯包胶   建筑工业:玻璃帷幕墙、大门、及天窗用密封件及密封条装饰卷材、装饰条、替代PVC材料、建筑物、道路、桥梁用伸缩缝   热塑性弹性体TPR/TPE在电气包装工业的应用:高压电器连接件、绝缘电线电缆和护套、电子元件防静电条、复合管件、导电管件


TPE弹性体比重和硬度的关系分析

 在这里讲的TPE是专指Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene(SEBS)基体的热塑性弹性体,和其他热塑性塑料不同的是,TPE很少以纯组分单独使用。与硫化橡胶一样,经常根据加工性能,物理机械性能的要求来调整配方。可以与填料、加工操作油、加工助剂、树脂、其他弹性体、色母粒以及其他助剂共混。   以SBS和SEBS为基体的配方能够制备出硬度很宽范围的材料,软至5 Shore A,硬到55 Shore D。它们可以加入大量的共混组分,在有些场合下SEBS的质量分数低至25%。由于大量的共混组分几乎都很便宜,如填料和油,这样对TPE降低成本很有好处。那么在共混过后,TPE的比重是增加还是减少呢?而TPE的硬度又如何随着组分的量变化?下面将分开阐述:   1. TPE比重:   a) PE理论比重的计算   TPE组分里面油和SEBS,一般来说占到了30~80%,而充油的SEBS比重就在0.9左右,而其他高分子类的组分,PP比重最轻,在0.89~0.93左右,PE在0.93~0.96左右,POE也在这个范围类,PS在1左右,TPU在1.2附近。钙粉在2.6~2.8,其他填料,如滑石粉,重晶石,高岭土,钛白粉,白炭黑等等,这些比重最比较大。这些填料的比重并不是厂家出厂的袋装比重(表观比重、表观密度),因为在compound的过程中,这些填料都是密实状态存在,比表观比重高出了许多。因此我们可以根据每一种组分的比重,体积分数,算出理论比重;   b)TPE理论比重的应用   既然我们知道TPE理论比重,那么在生产或者在实验中就应该进行比较,如果偏差在0.01以内,大概可以认为是正确的。如果不是,那么应该检查配方,检查称量,检查工艺是否出现了错误或者、不规范的操作。同时在设计配方的时候,有了理论比重的指导,就避免一些盲目的实验,节约研发、生产成本;   c)TPE比重与理论比重是否完全吻合   理论比重可以计算出来,但是理论比重和实际比重的偏差在一定填充量过后,随着填充量的增加而增加。这可以解释为,在一定的填充量以后,碳酸钙、滑石粉等不再是密实的填充,比重变小。这在表观上就可以根据拉伸后的样条蓬松状态来判断,高填充往往带来低的力学性能,弹性差。


TPE材料人员必须了解的常见问题

TPE材料新用户及刚入门的TPE行业从业人员需要了解的常见问题。新客户第一次接触到TPE,TPR材料时,可能对TPE材料不了解,在材料选取,生产调试过程中可能会走很多弯路,本文就很多客户常问到的一些问题做一个大致归类,希望能对TPE材料新用户及刚入门的TPE行业从业人员有所帮助。常见问题如下:   1.TPE是什么材料?   答:TPE是热塑性弹性体材料的通称。材料具有塑料的硬性及橡胶的弹性。所有TPE材料中都含有类似塑料的硬性链段及橡胶柔性链段。TPE包括SEBS,SBS以及该类弹性体的改性材料(SEBS与PP等共混,也称为TPE-S苯乙烯系热塑性弹性体),还包括TPU(热塑性聚氨酯),TPEE(热塑性聚酯弹性体),TPV(热塑性硫化橡胶,PP与EPDM共混改性)等。以及TPO,TPAE等等。所有TPE材料中,以苯乙烯系热塑性弹性体TPE-S应用最为广泛,因而,通常我们说的TPE,一般都说的是苯乙烯类热塑性弹性体TPE-S(即我们最常听说的TPE,TPR材料,下文如无特别说明,所提到的TPE都指的是TPE-S类弹性体)。   2.TPE材料如何加工?   答:TPE材料可以同通用塑料PP,PE,ABS等一样,直接注塑及挤出成型,跟硫化橡胶加工方法不同,无需炼胶——多次塑化——硫化——保压等较长的生产周期,缩短加工成本。   3.TPE材料硬度多少?   答:TPE材料具有广泛的硬度范围。可提供选择的硬度为Shore 0~100A   4.TPE材料有哪些用途呢?   TPE材料是新型的橡塑材料,被橡胶业界称为“第四代橡胶”。TPE材料取代PVC,部分硅胶及橡胶,在汽车行业,医疗器械,运动器材,玩具,电线电缆,日用制品,情趣用品,电子电器材料,建筑交通材料,工具五金配件等领域广泛应用。   5.TPE材料价格如何?   答:TPE,TPR材料为SEBS或SBS改性材料,不同的材料应用,不同的配方组份及组分含量,成本及价格是不一样的。我们根据客户提供的样板(样品)或TPE材料的物性资料来提供合适的材料给客户打板,同时报价给客户。   6.TPE材料环保性如何?   答:TPE材料为环保材料,不含卤素,不含壬基苯酚NP,不含多环芳烃族PAHs,不含邻苯二甲酸盐16P,6P.符合ROHS,REACH,EN71,环保检测标准。是替代不环保PVC材料的理想材料。   7.TPE与TPR有区别吗?   答:TPE如前述,既指所有的热塑性弹性体,但通常指的是TPE-S苯乙烯系热塑性弹性体.TPE是氢化级SBS即SEBS改性材料,TPR是SBS改性材料。氢化级SBS具有更为稳定的分子链结构,因而,SEBS及TPE,比SBS及TPR材料具有更为稳定的耐化学性,耐温性及耐水解性等。TPE,TPR都为透明颗粒,TPE外观比较雾,TPR外观比较光亮,TPE表面爽滑,TPR则相对粘手,温度若高则更为明显。   8.TPE应用于二次注塑,包胶或双色注塑,影响TPE与硬胶基材PP,ABS,PC等的粘接性的因素有哪些?   答:合适TPE材料的选择,这取决与TPE供应商的配方技术;适宜的注塑温度,足够的温度可提升材料的粘接性。


TPE超软料灌注工艺及优劣性

 一.TPE灌注概念   TPE灌注,是一种成型加工超软TPE材料的方法。一般硬度在0~15A或者更软硬度00或0000的TPE材料可采用灌注(或称浇注,倒浆)工艺成型加工。   二.TPE灌注工艺流程   1.原物料的混合。   TPE原料在灌注前应先将原物料按配方比例(通常是SEBS和油和其他必要的功能助剂)混和均匀。这个混合过程通常需2~3天。不过,也有用颗粒的物料做灌注的原料的。   2.熔胶设备。   TPE的加热,原理上相对简单,只要加热到材料的熔融温度即可。但在加热时应尽量注意控制温度的恒定,因温度的变化或不同可能导致材料流动性的差异,会影响制品加工质量(如产品光泽度和透明度等)。熔胶设备可以采用电加热锅来进行,也有采用类似螺杆形状的加热装置,物料加入料斗,通过加热片装置充分熔融塑化后即可。   3.物料的加热熔融。   混合好的TPE物料(通常是浆状的粘稠物)倒入上述的熔胶设备加热熔融。物料应充分熔融,以保证做成制品的物性和外观。一般熔胶温度在130~200度不等。不同分子量的SEBS混合物料采用的温度不同,具体应根据实际加工情况逐渐调整。   4.物料的灌注成型。   熔化好的TPE物料为透明粘稠液体,为保证其流动性,应立即灌注入事先准备好的模具。模具应清洁,表面光滑,以保证制品外观。灌注时应注意杜绝或减少空气裹在物料里,避免制品出现气泡。   三.TPE超软料灌注和注塑优劣分析   TPE灌注:可以加工0度~15度甚至更软的TPE材料。可以加工不同形状大小的制品。加工方便,缺点是熔胶温度控制不易控制,灌注成型大的制品时容易出现气泡和流纹。TPE注塑:可以加工0度~15度的TPE料,太软的TPE料不适合注塑加工,一是不适合拉条造粒,再是因粒子比较粘,下料较慢,影响产能。注塑加工不适合加工大尺寸超软制品。   四.TPE灌注工艺应用   TPE灌注工艺可用于生产软体模特,医疗制品,软胶坐垫,减震制品,情趣用品等等。


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