一般来说,热塑性弹性体(TPE)具有热固性橡胶的使用性能及性质,同时还具有热塑性塑料的易加工性能。 现在新型 TPE 正被开发出来以满足产品的发展需要,并满足降低生产成本的需求。由于 TPE 具有易加工性、优 异材料性能和可再生性的特点,它们在工业中的重要性越来越大。 与交联橡胶相比(如纯 EPDM),产品重量、能耗以及加工成本明显降低。此外,TPE 还被用于替代 ACM(丙烯酸弹性体)和 AEM(乙烯丙烯酸弹性体) 等弹性体,尤其是在高温领域。由于它不需要耗时的硫化处理,实现了降低生产成本的优势。意大利Softer公司生产的TPE材料Forgrin HT已经获得意大利职业足联和国际足联的认可,用于人造草皮沥青材料的内部填充。 新型 HT材料提高了高温气候的抵抗力,可应用于整个欧洲 南美和日本的球场。意大利Trentino Alto Adige运动场是第一个使用Forgrin HT材料的运动场。

替代导电橡胶

在替代EPDM类导电橡胶方面,混配料制造商RTP公司推出了一系列硬度为55A的新型TPV基TPE。据其技术市场经理 Paul Killian 介绍:添加导电填料增加了材料的模量和粘度,从而从负面影响了柔韧性和加工性能。从过去来看,这使其难以获得类似EPDM橡胶的柔韧性和手感。新型混配料实现了我们的目标,得到了良好柔韧性和弹性感觉高撕裂强度以及易成型的高导电TPV 材料。

ESDC 2800B 牌号的体积电阻率为 100 欧姆*厘米,硬度范围为 55~85A。与导电PDM橡胶相比,导电TPE具有可注射成型的优势,具有热固性橡胶不具有的设计和加工自由度。

Killian 还介绍说,和以前的导电TPV相比,新牌号材料粘度明显降低。他补充说:加工企业会发现这些产品比过去的导电TPE材料更容易加工。对于那些需要释放静电(ESD)来保护性能的TPE材料来说,它们是理想的添加型替代材料。

OBC技术助推产品性能

Teknor Apex公司推出了一系列新型热塑性聚烯烃(TPO)材料,性能和柔软极限超越了传统的TPO材料,表现出超越其它TPE材料的加工和物性优势Telcar OBC是硬质聚烯烃与陶氏化学出品的Infuse烯烃嵌段共聚物(OBC)的混合物,其中Infuse OBC 材料也是陶氏化学公司的产品,Teknor Apex公司的使用获得了陶氏化学的协议许可。

传统的TPO含有EPDM橡胶或无规乙烯共聚物组成的橡胶相。与此相比,Telcar OBC表现出更好的类橡胶弹性(70℃ 时测量的压缩形变)、拉伸强度、撕裂强度和伸长以及易加工性。此外,与硬度不低于70的普通TPO相比,它们还有非常宽的硬度范围。美学外观是其又一优势,它能表现出光滑的丝般感觉,非常适合手感柔软的手柄和表面应用。Teknor Apex推荐的新型复合材料用于不透明的以及半透明领域,例如食品与饮料包装、办公产品、医用设备以及类似软管、胶管、衬垫、密封件、密封条以及电线电缆的日用品及工业品等。

目前,Teknor Apex公司向市场推出Telcar OBC复合材料,可用于注射成型和挤出成型,硬度为30-75A,有填充配方和未填充配方,其中包括三个无油无增塑剂的未填充牌号。同时开发的还有超软、类凝胶的复合材料和吹塑级产品。

Teknor Apex公司的TPE业务部门的Suresh Swaminathan表示:烯烃嵌段共聚物技术弹性体能填补过去成本和性能之间的缺口,能真正替代苯乙烯类嵌段共聚 TPE。

优异的粘合优势

TPE 材料除了上述优势以外,良好的粘结性能可以使材料容易和其他热塑性材料复合在一起,从而使硬质/软质产品的结合更为容易。

供应商还推出更有竞争力的粘接用产品,例如专业混料商RTP公司推出的系列新型可粘合TPE牌号6042,它在各种应用领域可作为即用型粘合材料。新产品可以粘结到 PC、ABS、PC/ABS、PC/PBT和PC/PMMA等多种硬质基料上,将替代其6002系列产品。该产品硬度为50A 70A,目标应用是对拉伸和撕裂强度以及耐磨性能有要求的,重叠注塑设计的耐用电气设备其它新材料优势还有更宽的加工窗口,特别是应用于多重注射或嵌入模塑加工领域。

更高的耐温标准

德国Kraiburg公司推出新一代能承受更高温度的高性能TPE,将TPE材料引领到过去高性能橡胶复合材料特定的应用领域。

该新产品的开发来自于和专业化工企业朗盛的合作,它可承受170℃的高温并能承受机油、燃油、油脂以及冷却液等煤介的作用。Kraiburg公司表示,第一个产品原型已在测试阶段,正在评估应用在发动机、软管和管道等汽车领域以及电线电缆行业方面。公司CEO Franz Hinterecker解释说:现在,随着该新材料的出现,我们把所有热塑性塑料加工企业带领到橡胶加工的世界。与终端产品加工企业的合作,优化了我们的高性能复合材料在特殊领域的应用。

    据Kraiburg公司介绍,第一个用于单组分以及双组分注射成型的产品已经通过了测试。提供的产品硬度为70A和80A在共注塑加工中,复合材料的样品已表现出很好的聚缩醛硬质产品粘合性能以及很好的PA粘合性能。公司现在正在开发更加柔软的挤出和吹塑级复合材料。

有益于新设计的灵感

除了利用TPE实现降低成本以外,加工企业还着手利用这些材料作一些新的设计。埃克森美孚化工的产业部门经理Lynell Maenza说:消费品市场变化非常快,因为OEM和产业设计人员总是在寻求创新并激发下一个趋势。该公司在该市场已有25年的TPE开发经验。

为了满足这一需求,埃克森美孚推出了透明的以及不透明的TPE新产品,以用于厨具、消费电子、工具、小家电和文具市场等领域的手柄产品。透明材料F471-60的透光率为82%,半透明材料F371-60的透光率为10%。两种新材料具有良好的综合性能,保证了产品安全,可替代软质PVC。这些TPE材料还可加工出系列特殊效果,如金属特征的、彩虹的或透明的色彩。硬度为60A的高流动产品感觉柔软、干爽且有弹性,无味及耐化学性能。由于新产品具有很好的聚丙烯粘合性能,可以用两腔注射成型或重叠注塑成型进行加工,不再需要胶粘剂和粘合材料。Maenza表示这样做减少加工步骤,缩短产品开发周期并降低系统成本。

汽车制造业也青睐TPE

发动机室空间是有限的,它要求汽车设计人员在比较紧凑的空间内尽量安装更多的元件。高温环境还要求材料具有更高的耐热温度。帝斯曼工程塑料公司推出了新型电线电缆涂层用Arnitel C材料,增加了TPE产品的品种,该产品具有耐高温老化性能(在175下连续工作温度级别达3000小时),还具有耐水解性(85水中超过150天)。优点还包括良好的耐磨损/弯曲疲劳性能、耐汽车中流体和其它化学品作用。材料已经通过ISO6722和LV112的测试和认证。

据帝斯曼的创新计划经理Fran-cis Aussems介绍,材料不仅不含卤素,而且可回收。不含增塑剂,这有利于OEM厂商满足环境法规的要求。Aussems表示:由于新型Arnitel不需要使用增塑剂增加柔韧性,因此排出的气体少。与无卤阻燃体系相结合在火灾发生时还产生较低的毒性和烟雾。

此外新型TPE还具有很多优越于乙烯四氟乙烯(ETFE)等传统材料的优势,传统材料价格昂贵且密度较高,是非无卤材料。应用于该温度范围的交联聚乙烯(XPE)树脂是无卤材料,需要进行电子束的后加工处理。除了汽车发动机线缆以外,Arnitel C也是电缆护套部件 旋绕管以及软管等其它挤出领域的理想材料。

前景光明的医用TPE

用于医用设备的TPE材料必须是可消毒的,并要通过ISO10993-5标准的毒理学测试以及USP Class VI的生物相容性测试。VTC TPE公司作为Vita Compounding的隶属公司从2004 年医用复合材料投产以来逐年扩大,去年的销售额增加22%。

公司表示销售增加是Mediprene牌号产品需求增加的结果,该产品是合成材料,不含橡胶,因而将过敏的危险降至最低,同时还被证明是PVC的替代材料。需求特别高的领域是A级零邵氏硬度超软的Mediprene复合材料,其缓冲性能提高了病人的舒适度,正被成功应用于呼吸与伤口护理领域。

    VTC公司的医用技术经理Niklas Ottosson针对该增长表示:对我们来说,Mediprene品牌是一次真正的成功。我们拥有严格的原料选择策略,只容许从生物相容性的观点出发去认为是高度有资格的原料。然后原料在保持高度一致性的清洁环境下进行复合生产。Mediprene的成功还部分归功于提供给客户的技术支持客户的医疗需求知识以及我们开发的医疗设备法规。

Mediprene的出现一点也不觉得奇怪,VTC TPE公司正在大量投资该产品,2006年投资370万欧元用于提高瑞典的分公司VTC Elas-toteknik的产能,2007年该公司通过了ISO 13485:2003认证。Ottossen补充说:Mediprene的光明前景令人兴奋,有望得到快速增长。我们预测未来我们开发的医用管道产品将在透明性、阻尼性能与扭结性能上挑战 PVC 材料的性能。

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始发于微信公众号:艾邦高分子

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