一位老材料工程師對熱塑性彈性體（TPS）阻燃的剖析
TPS熱塑性彈性體泛指以SEBS（苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物）為主要成分的熱塑性彈性體。兼有塑料和橡膠的優(yōu)秀特性，可熱塑性加工、手感柔韌細(xì)膩，抗老化、強(qiáng)度高、耐高低溫、易成型，不易流淌，尺寸穩(wěn)定性及設(shè)計靈活性好，適用于擠出、注塑、注壓、壓延、中空成型等塑料成型工藝，幾乎所有軟質(zhì)制品均可采用。
但TPS熱塑性彈性體配方體系組分眾多，由于各組分結(jié)構(gòu)性質(zhì)差異，機(jī)理不明確，給阻燃帶來了相當(dāng)難度，在使用過程中存在很大的安全隱患，這給產(chǎn)品的使用帶來了一定的局限性。
TPS阻燃難點所在——三座大山
難點一：阻燃劑選擇難度大
阻燃劑與基材的相容性差，彈性體系中阻燃劑的加入量稍大時，特別是在無鹵阻燃中，TPS彈性模量、柔韌性、力學(xué)性能、耐磨性能大幅度下降，熔體流動性變差，彈性體難于成型，且表面容易出現(xiàn)阻燃劑遷移，構(gòu)成污染環(huán)境。
難點二：阻燃劑機(jī)理不明確
TPS體系中主要為橡膠、聚烯烴樹脂、增塑劑和填充物的多相混合結(jié)構(gòu)。聚烯烴樹脂的無鹵阻燃雖有比較成熟的配方和實例。但SEBS和聚烯烴類PP，PE的阻燃機(jī)理其實并不相同，一種阻燃劑要同時阻燃多種塑膠組分難度較大。
難點三：增塑劑降低阻燃性
TPS為了降低硬度是手感更柔和，往往需要添加增塑劑（白油），通常以26#、32#白油、70#白油這四種為主。由于四種油品的極限氧指數(shù)及流動性差異，同時油類物質(zhì)天然的易燃性大大降低彈性體阻燃性，所以在生產(chǎn)低硬度產(chǎn)品時如何解決增塑劑與阻燃的關(guān)系，如何選擇白油的種類至關(guān)重要。
TPS阻燃解決方案——四步走原則
根據(jù)本人在上海日之升公司從業(yè)多年研發(fā)積累，致力于攻克上述技術(shù)難點，總結(jié)了四步走原則，取得了一定成效，使得阻燃TPS彈性體阻燃級別可達(dá)到UL94 V0級，氧指數(shù)達(dá)到27%，拉伸強(qiáng)度大于12MPa，斷裂伸長率大于450%。
以下將四步走原則分享給一直致力于熱塑性彈性體阻燃的朋友們，堅持四步走相信會對大家有所啟發(fā)。
第一步：液體阻燃劑不但降低了硬度同時還提高了阻燃性，減少了粉體阻燃劑添加量，可以提高產(chǎn)品的透明性；
第二步：依托國內(nèi)相容劑龍頭企業(yè)南通日之升針對研發(fā)SEBS阻燃體系專用相容劑，提高阻燃劑與基材的相容性，改善析出并大幅機(jī)械性能；
第三步：工藝上采用特殊螺桿分布提高阻燃劑在體系中的分散，提高阻燃效率，改善外觀；
第四步：采用新型有機(jī)硅系阻燃劑，凝聚相阻燃機(jī)理，形成抗氧化性極強(qiáng)的裂解炭層，提高阻燃效率。
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