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浅析包胶级TPE基材性能特点与配方难点问题

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2015-04-29 09:16【

包胶级TPE

1、非极性基材的TPE-S, TPV:

-> 包非极性或者弱极性的硬塑材质自然不在话下,不再赘述;

-> 难点是包极性材料、耐高温塑料都很难;

-> 硬度范围极宽,不是TPU,TPEE,TPE-A乃至其它大多数TPE基材可比拟的;

-> 手感良好,不发粘、不打滑,所以人民群众很喜欢;


所以 TPE-S/ TPV与极性硬塑材料包胶,调整配方的重点在于:

->TPE-S, 提高耐温性能,多用SEBS少用SBS(耐温差);

->TPE-S, 基材用高极性的基材(这个,供应商如Kraton,Kuraray都有各自独门秘籍),或者用MAH接枝型的基材,用极性基材如TPU+增溶剂进行共混而改变极性的方法,只能作为辅助手段,否则包胶未必好,但却容易发生添加的极性基材及增溶剂出现迁移或析出现象!

-> TPV与极性硬塑材料包胶, TPV其实是动态交联的EPDM橡胶微细粒子分布在PP基体中,在TPV包覆硬塑材质实现熔融混合过程中,已经交联的EPDM橡胶微细粒子无法与极性硬塑材料发生穿透、渗透等行为,所以配方设计的要点在于尽可能增加PP基体相的极性(比如用MAH接枝PP例如Chemtura公司Polybond系列接枝PP), 而且要尽可能提高配方中接枝改性PP的含量, 并降低配方中填料、增塑剂(如石蜡油)含量。简单来说,就是配方中树脂要多,树脂中分散相的接枝改性PP要多!


2、中等极性基材的TPEE, ETPV, 

->TPEE是聚酯弹性体,ETPV是ACM(AEM)/TPEE通过动态硫化技术生产的橡/塑共混型弹性体(技术类似于EPDM/PP基材的TPV),

-> 由于TPEE主要基材或ETPV的连续相,都是TPEE聚酯弹性体,包极性相近、同样带聚酯官能团的PC, PBT, PET, 自然难度不大;

-> 包尼龙6、尼龙66,极性还是有一定差异, 导致相容性不理想, 除非对基材进行极性改进;

->TPEE, ETPV的耐温很好,注塑时允许很高的熔体温度,以便高温熔体在硬塑表面熔融出一个超薄层进而实现接合(cohesion);


问题和不足在于:

->TPEE的硬度由于化学结构原因都很高,至少从Shore A 90 /Shore D 35起跳,对应追求柔软手感的包胶应用,无法达到预期效果;

->ETPV其实是用动态硫化工艺将ACM(AEM)类橡胶粒子分散到TPEE连续相基材中,以达到降低硬度目的,并保持原有TPEE的耐高温、耐疲劳、耐化学等一系列优势,硬度也只能可以实现最低Shore A 60,无法和TPE-S, TPV的低硬度、超柔软相比;

-> 最关键一点,TPEE或ETPV材料都单价不菲!!!



3、强极性基材的TPE-U(TPU),TPE-A(尼龙弹性体), PEBA(长碳链共聚尼龙弹性体)

-> 毫无疑问,这些强极性的TPE与强极性硬塑如PA6, PA66极性很相近,利于包胶中的互溶;

-> 这几种TPE的短时耐温都很高,便于注塑中使用高的熔体温度,射出到强极性尼龙硬塑的表面形成熔融薄层,进而两种材料通过分子链段间的穿透、渗透形成接合(cohesion)级包胶效果;


问题和不足在于:

->TPU的硬度从Shore A 50左右开始不容易实现柔软手感,且因为是极性材质手感发粘;

->TPU的熔体粘度对温度很敏感,敏感温度区间在180C~200C左右,高于这个温度区间,TPU熔体会流动性突然太高,导致注塑到硬塑表面后出现飞边现象;

->TPE-A和PEBA理论上说与强极性PA6, PA66的互溶性是非常理想的,且注塑中耐温也足够高,但硬度都普遍偏高从Shore A90开始起步,另外材料单价不菲也是一个制约因素;


上述种种,导致以TPE-S/TPV实现理想包胶中的接合(cohesion)效果,成为最有柔软且干涩手感、经济最节约方向,所以也就是为神马TPE-S/TPV包胶尼龙那么难,但TPE供应商一直都坚持不懈去努力开发这种技术的背景原因。


当然,这些探讨中仍然只是基于各种TPE基材的特性来探讨配方的难点或要求,没有考虑各种基材的分子结构设计差异、TPE配方组分中的添加剂等因素,即便如此也是很宽的一个话题。还没有包括硬塑配方因素、加工中的工艺因素。



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