一般來說,熱塑性彈性體(TPE)具有熱固性橡膠的使用性能及性質,同時還具有熱塑性塑料的易加工性能。 現在新型 TPE 正被開發出來以滿足產品的發展需要,并滿足降低生產成本的需求。由于 TPE 具有易加工性、優 異材料性能和可再生性的特點,它們在工業中的重要性越來越大。 與交聯橡膠相比(如純 EPDM),產品重量、能耗以及加工成本明顯降低。此外,TPE 還被用于替代 ACM(丙烯酸彈性體)和 AEM(乙烯丙烯酸彈性體) 等彈性體,尤其是在高溫領域。由于它不需要耗時的硫化處理,實現了降低生產成本的優勢。意大利Softer公司生產的TPE材料Forgrin HT已經獲得意大利職業足聯和國際足聯的認可,用于人造草皮瀝青材料的內部填充。 新型 HT材料提高了高溫氣候的抵抗力,可應用于整個歐洲 南美和日本的球場。意大利Trentino Alto Adige運動場是第一個使用Forgrin HT材料的運動場。
替代導電橡膠
在替代EPDM類導電橡膠方面,混配料制造商RTP公司推出了一系列硬度為55A的新型TPV基TPE。據其技術市場經理 Paul Killian 介紹:添加導電填料增加了材料的模量和粘度,從而從負面影響了柔韌性和加工性能。從過去來看,這使其難以獲得類似EPDM橡膠的柔韌性和手感。新型混配料實現了我們的目標,得到了良好柔韌性和彈性感覺高撕裂強度以及易成型的高導電TPV 材料。
ESDC 2800B 牌號的體積電阻率為 100 歐姆*厘米,硬度范圍為 55~85A。與導電PDM橡膠相比,導電TPE具有可注射成型的優勢,具有熱固性橡膠不具有的設計和加工自由度。
Killian 還介紹說,和以前的導電TPV相比,新牌號材料粘度明顯降低。他補充說:加工企業會發現這些產品比過去的導電TPE材料更容易加工。對于那些需要釋放靜電(ESD)來保護性能的TPE材料來說,它們是理想的添加型替代材料。
OBC技術助推產品性能
Teknor Apex公司推出了一系列新型熱塑性聚烯烴(TPO)材料,性能和柔軟極限超越了傳統的TPO材料,表現出超越其它TPE材料的加工和物性優勢Telcar OBC是硬質聚烯烴與陶氏化學出品的Infuse烯烴嵌段共聚物(OBC)的混合物,其中Infuse OBC 材料也是陶氏化學公司的產品,Teknor Apex公司的使用獲得了陶氏化學的協議許可。
傳統的TPO含有EPDM橡膠或無規乙烯共聚物組成的橡膠相。與此相比,Telcar OBC表現出更好的類橡膠彈性(70℃ 時測量的壓縮形變)、拉伸強度、撕裂強度和伸長以及易加工性。此外,與硬度不低于70的普通TPO相比,它們還有非常寬的硬度范圍。美學外觀是其又一優勢,它能表現出光滑的絲般感覺,非常適合手感柔軟的手柄和表面應用。Teknor Apex推薦的新型復合材料用于不透明的以及半透明領域,例如食品與飲料包裝、辦公產品、醫用設備以及類似軟管、膠管、襯墊、密封件、密封條以及電線電纜的日用品及工業品等。
目前,Teknor Apex公司向市場推出Telcar OBC復合材料,可用于注射成型和擠出成型,硬度為30-75A,有填充配方和未填充配方,其中包括三個無油無增塑劑的未填充牌號。同時開發的還有超軟、類凝膠的復合材料和吹塑級產品。
Teknor Apex公司的TPE業務部門的Suresh Swaminathan表示:烯烴嵌段共聚物技術彈性體能填補過去成本和性能之間的缺口,能真正替代苯乙烯類嵌段共聚 TPE。
優異的粘合優勢
TPE 材料除了上述優勢以外,良好的粘結性能可以使材料容易和其他熱塑性材料復合在一起,從而使硬質/軟質產品的結合更為容易。
供應商還推出更有競爭力的粘接用產品,例如專業混料商RTP公司推出的系列新型可粘合TPE牌號6042,它在各種應用領域可作為即用型粘合材料。新產品可以粘結到 PC、ABS、PC/ABS、PC/PBT和PC/PMMA等多種硬質基料上,將替代其6002系列產品。該產品硬度為50A 70A,目標應用是對拉伸和撕裂強度以及耐磨性能有要求的,重疊注塑設計的耐用電氣設備其它新材料優勢還有更寬的加工窗口,特別是應用于多重注射或嵌入模塑加工領域。
更高的耐溫標準
德國Kraiburg公司推出新一代能承受更高溫度的高性能TPE,將TPE材料引領到過去高性能橡膠復合材料特定的應用領域。
該新產品的開發來自于和專業化工企業朗盛的合作,它可承受170℃的高溫并能承受機油、燃油、油脂以及冷卻液等煤介的作用。Kraiburg公司表示,第一個產品原型已在測試階段,正在評估應用在發動機、軟管和管道等汽車領域以及電線電纜行業方面。公司CEO Franz Hinterecker解釋說:現在,隨著該新材料的出現,我們把所有熱塑性塑料加工企業帶領到橡膠加工的世界。與終端產品加工企業的合作,優化了我們的高性能復合材料在特殊領域的應用。
據Kraiburg公司介紹,第一個用于單組分以及雙組分注射成型的產品已經通過了測試。提供的產品硬度為70A和80A在共注塑加工中,復合材料的樣品已表現出很好的聚縮醛硬質產品粘合性能以及很好的PA粘合性能。公司現在正在開發更加柔軟的擠出和吹塑級復合材料。
有益于新設計的靈感
除了利用TPE實現降低成本以外,加工企業還著手利用這些材料作一些新的設計。埃克森美孚化工的產業部門經理Lynell Maenza說:消費品市場變化非常快,因為OEM和產業設計人員總是在尋求創新并激發下一個趨勢。該公司在該市場已有25年的TPE開發經驗。
為了滿足這一需求,埃克森美孚推出了透明的以及不透明的TPE新產品,以用于廚具、消費電子、工具、小家電和文具市場等領域的手柄產品。透明材料F471-60的透光率為82%,半透明材料F371-60的透光率為10%。兩種新材料具有良好的綜合性能,保證了產品安全,可替代軟質PVC。這些TPE材料還可加工出系列特殊效果,如金屬特征的、彩虹的或透明的色彩。硬度為60A的高流動產品感覺柔軟、干爽且有彈性,無味及耐化學性能。由于新產品具有很好的聚丙烯粘合性能,可以用兩腔注射成型或重疊注塑成型進行加工,不再需要膠粘劑和粘合材料。Maenza表示這樣做減少加工步驟,縮短產品開發周期并降低系統成本。
汽車制造業也青睞TPE
發動機室空間是有限的,它要求汽車設計人員在比較緊湊的空間內盡量安裝更多的元件。高溫環境還要求材料具有更高的耐熱溫度。帝斯曼工程塑料公司推出了新型電線電纜涂層用Arnitel C材料,增加了TPE產品的品種,該產品具有耐高溫老化性能(在175下連續工作溫度級別達3000小時),還具有耐水解性(85水中超過150天)。優點還包括良好的耐磨損/彎曲疲勞性能、耐汽車中流體和其它化學品作用。材料已經通過ISO6722和LV112的測試和認證。
據帝斯曼的創新計劃經理Fran-cis Aussems介紹,材料不僅不含鹵素,而且可回收。不含增塑劑,這有利于OEM廠商滿足環境法規的要求。Aussems表示:由于新型Arnitel不需要使用增塑劑增加柔韌性,因此排出的氣體少。與無鹵阻燃體系相結合在火災發生時還產生較低的毒性和煙霧。
此外新型TPE還具有很多優越于乙烯四氟乙烯(ETFE)等傳統材料的優勢,傳統材料價格昂貴且密度較高,是非無鹵材料。應用于該溫度范圍的交聯聚乙烯(XPE)樹脂是無鹵材料,需要進行電子束的后加工處理。除了汽車發動機線纜以外,Arnitel C也是電纜護套部件 旋繞管以及軟管等其它擠出領域的理想材料。
前景光明的醫用TPE
用于醫用設備的TPE材料必須是可消毒的,并要通過ISO10993-5標準的毒理學測試以及USP Class VI的生物相容性測試。VTC TPE公司作為Vita Compounding的隸屬公司從2004 年醫用復合材料投產以來逐年擴大,去年的銷售額增加22%。
公司表示銷售增加是Mediprene牌號產品需求增加的結果,該產品是合成材料,不含橡膠,因而將過敏的危險降至最低,同時還被證明是PVC的替代材料。需求特別高的領域是A級零邵氏硬度超軟的Mediprene復合材料,其緩沖性能提高了病人的舒適度,正被成功應用于呼吸與傷口護理領域。
VTC公司的醫用技術經理Niklas Ottosson針對該增長表示:對我們來說,Mediprene品牌是一次真正的成功。我們擁有嚴格的原料選擇策略,只容許從生物相容性的觀點出發去認為是高度有資格的原料。然后原料在保持高度一致性的清潔環境下進行復合生產。Mediprene的成功還部分歸功于提供給客戶的技術支持客戶的醫療需求知識以及我們開發的醫療設備法規。
Mediprene的出現一點也不覺得奇怪,VTC TPE公司正在大量投資該產品,2006年投資370萬歐元用于提高瑞典的分公司VTC Elas-toteknik的產能,2007年該公司通過了ISO 13485:2003認證。Ottossen補充說:Mediprene的光明前景令人興奮,有望得到快速增長。我們預測未來我們開發的醫用管道產品將在透明性、阻尼性能與扭結性能上挑戰 PVC 材料的性能。
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