”弹一弹“TPV技术

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术语介绍 Glossary involved

热塑性动态硫化橡胶/弹性体---Thermoplastic vulcanizate, tpv

热塑性弹性体---Thermoplastic elastomer, TPE

热塑性橡胶--- Thermoplastic rubber,

TPR 动态硫化 --Dynamic vulcanizating

交联---Cross linking

三元乙丙橡胶---Ethylene propylene diene polymerisate rubber, EPDM

苯乙烯类弹性体---Styrenic thermoplastic elastomer

目录 Contents

  1. 1.热塑性动态硫化橡胶简介TPV brief
  2. 2.国产热塑性动态硫化橡胶简介Dowprene TPV brief
  3. 3.国产热塑性动态硫化橡胶性能介绍Dowprene TPV data presentation
  4. 4.国产热塑性动态硫化橡胶加工指南Dowprene TPV processing guide
  5. 5.国产热塑性动态硫化橡胶应用举例Dowprene TPV application case

附件 Appendix(您可按需获取以下附件材料)

  1. 1.国产热塑性动态硫化橡胶注塑加工诀窍 □
  2. 2.国产热塑性动态硫化橡胶挤出加工诀窍 □
  3. 3.国产热塑性动态硫化橡胶的命名规则 □
  4. 4.国产热塑性动态硫化橡胶在汽车行业的应用 □
  5. 5.热塑性弹性体的分类 □
  6. 6.国产热塑性硫化橡胶在密封领域的应用 □
  7. 7.国产热塑性硫化橡胶的耐油及耐热性 □

一、道普润和国内外热塑性动态硫化TPV的简介

在热塑性弹性体TPE业内,道普润高分子的TPV原料拥有全动态硫化热塑性TPV(EPDM+PP)固态聚合工艺技术,这种全动态硫化热塑性弹性体TPV(EPDM+PP)固态聚合工艺技术填补了弹性体和塑料的空缺,使热塑性弹性体TPV材料具备了橡胶的性能和塑料的加工性,能够适应不断变化的橡塑产品应用市场需求。

道普润高分子长期致力于研发、销售全动态硫化热塑性弹性体TPV(EPDM+PP)和苯乙烯类弹性体TPE产品,道普润高分子希望为广泛的热塑性弹性体TPE应用市场提供适用和有良好性价比的解决方案。

1.1 国外 TPV 主要生产商及其品牌

在1980 年,由美国孟山都 Monsanto 公司对 TPV 首先成功商业化生产,推出划时代的品牌 “santoprene 山都平“,在 1990 年,孟山都和艾克森 EXXON 合资成立了 Advanced Elastomer Systems(AES)公司。热塑性动态硫化橡胶(以下称 TPV)是一种通过动态硫化工艺制成的合成橡胶,通常由塑料和橡胶两相组成,

常见的有 PP+EPDM、PP+NBR、PVC+NBR、PP+NR, 再 加上合适的硫化/交联体系,配以适当的共混设备如双螺杆挤出机、密炼机,使橡胶在硫化/交联 的同时被剪切成微粒并分散在连续的塑料相中。因此动态硫化所形成的化学交联将区别于苯乙烯类弹性体的物理交联,TPV 将在更高的温度条件下保持橡胶状态,而不会像苯乙烯类弹性体 在较高温度条件下,物理交联消失,材料开始塑性变形。

热塑性橡胶(简称 TPR)的名称较早是由美国 AES 公司针对该司推出的 SANTOPRENE 提出, 而后很多热塑性弹性体(简称 TPE)生产商沿用了此名称,尽管其中大部分生产的都是苯乙烯 类弹性体,如 SBS、SEBS,有趣的是,从此“XXXPRENE”牌 TPE/TPR 到处可见。

以下是国外主要生产商及其品牌一览表:

国外生产商 品牌
美国 AES SANTOPRENE, VYRAM, GEOLAST
荷兰 DSM SARLINK
日本住友 住友
韩国 SK PLASTOMER
美国 TRS NEXPRENE, NEXTRILE
美国 Teknor Apex UNIPRENE

 

1.2 国内 TPV 生产概要

国内 TPV 主要是 PP+EPDM类型,硫化体系有硫磺、酚醛树脂、过氧化物,目前过氧化物体系较为成熟,采用的设备基本上是国产的双螺杆挤出机,PP 使用 F401、T30S 等牌号,EPDM 使用陶氏、联碳、吉化等公司产品。

  • TPV和其它材料物性比较和应用

约在02年国外的全动态硫化固态聚合技术方法引入我国并开始在国内进行商业化运用与推广,就此业内的全动态硫化热塑性橡胶TPV技术配方也渐渐受这种固态聚合技术影响而生根发芽,目前道普润高分子也是基于这种国外的TPV固态聚合技术方法立志于持续推出稳定的热塑性弹性体TPV应用牌号和适用的热塑性弹性体TPE定制配方。

2.1 TPV 和其它材料物性比较

TPE 种类很多,可供选择的余地很大,客户可根据自己的实际需要来挑选某种 热塑性弹性体。

比较项目 TPV PP/SBS PP/SEBS EPDM 橡胶 PVC
PP/EPDM (已配合)

 

比重 0.9~1.0 0.95~1.2 0.9~1.2 1.2~1.8 1.2~1.4
价格,万/吨 1.8~3.5 0.8~1.6 1.6~3.0 1.0~1.5 0.3~1.2
 

性 能

机械性能 一般 很好
耐高低温
耐气候 很好
耐油及化学品 一般 一般 一般
 

加工性能

好,注塑挤出

吹塑皆可

很繁琐 一般,温度不易控制
环保 很差

 

2.2国产热塑性动态硫化橡胶应用发展

在标准的热塑性设备中 ,国产TPV提供的热塑性弹性体TPE材料可进行注塑、挤塑、吹塑成型或热成型同时从这些操作中产生的清洁废料可按比例进行重复性使用。在汽车应用中,热塑性弹性体TPV原料热塑性弹性体TPE材料的比重轻(0.90-1.00)、应用温度范围广泛(-60-135度)、易染色等优点,增加了产品应用效率,燃油经济性和降低成本。产品在电子通讯、电线电缆、汽车配件、家居用品、建筑、运动器材、通讯、纺织 、鞋业和包装等应用中具有较多性能。我们将不懈地追求技术进步,持续开发多元的热塑性弹性体TPV应用牌号并保持供应的稳定性,这一坚持得益于国产TPV材料立志在hermoplastic Dyamic Vulcanizate领域的长期努力和承诺,以此确保国产TPV材料能够获得客户信赖的基础。

  • 热塑性动态硫化橡胶性能介绍

热塑性硫化弹性体TPV与橡胶(EPDM)类似,热塑性弹性体TPV原料对环境影响小且加工过程中的废料也通常能够循环再用,相比常规橡胶(EPDM)的TPV原料的密度要低一些,可减轻部件重量,热塑性

弹性体TPV原料成品颗粒通常不需要再硫化,从而降低在材料实际能力条件下的能耗成本且使用热塑性弹性体TPV加工制成品的客户只需要通常不到加工橡胶(EPDM)制成品一半的供应线,就能良好的完成制成品的加工过程,这样通常也能够节约客人的厂房使用面积和其他间接成本。

3.1国产TPV基本典型性能如下:

国产TPV为客户提供品质持续稳定的产品,因此国产TPV 具有稳定的性能,让客户使用后无后顾之忧,打消客户对国产 TPV 的偏见!

性能 测试方法 单位 55AN 65AN 70AN 80AN 85AN 90AN 40DN 50DN
硬度,5秒 ASTM D2240 Shore 57A 65A 70A 80A 85A 91A 40D 50D
比重 ASTM D792 --- 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89
拉伸强度 ASTM D412 MPa 4.5 5.2 6.4 8.2 11.2 15.4 20 28
极限伸长率 ASTM D412 % 320 360 410 440 490 500 550 580
撕裂强度 ASTM D624 KN/m 18 21 23.8 28.2 33.5 49 67 92
压缩形变,22h/70℃ ASTM D395 % 28 28 28 28 32 32 40 45
耐油性@ASTM1#油/h/100℃ ASTM D471 % 33 33 33 33 25 20 10 8
脆化温度 ASTM D746 <-60 <-60 <-60 <-60 <-60 <-60 <-50 <-40

 

3.2国产TPV的热老化性能

我们在8 0   A N上做了热老化测试,结果如下:

测试方法 单位 代表值
热空气老化 @168h/150°C ASTM D-573
硬度变化 - 3
拉伸强度保持率 % 101
断裂伸长保持率 % 85

 

3.3国产TPV的耐紫外线性能

国产TPV特殊的配合体系,使它具有良好的耐紫外线性能,参照大众标准 PV W1303

做了测试,结果表观良好,无色变、无裂纹。

四、国产热塑性动态硫化橡胶加工指南

国产TPV可在常规的热塑性加工设备上进行注塑、挤出、吹塑成型。加工条件区域宽广,熔体温度可在 180-225°C,一般情况下不要超过 230°C。对于挤出和吹塑成型,推荐对国产TPV干燥,条件为 90°C /2h。对于注塑成型,如果要求制品表观良好,则也需要干燥。以下是国产TPV加工的常规指南:

注塑成型条件 挤出成型条件
熔体温度 190-225°C 熔体温度 190-220°C
料筒温度 后区 中区 前区 喷嘴 165-220°C

180-220°C

190-220°C

185-215°C

料筒温度 后区

中区

前区

模头

165-200°C

180-200°C

190-210°C

185-205°C

模具温度 20-60°C 冷却水温 20-60°C
螺杆转数 100-200RPM 过滤网 20 到 100 目
背压 0.1-1MPa
螺杆类型 通用型 螺杆类型 通用型,3:1 压缩比

 

料筒清洗

可以使用聚丙烯或聚乙烯清洗料筒,对于挤出机来说,打开模头清洗更佳,这样可以清洗掉模 头附近的死角料。

回料使用

清洁的回料可以按比例重复使用,添加的比例不超过 10%,对于国产TPV的性能影响不大,另外, 回料在使用之前必须干燥。

着色

国产TPV可以通过色粉或聚烯烃基色母粒着色,为获得良好的表观效果,建议使用聚丙烯基 色母粒。

粘接 和聚烯烃的粘接可以利用二次注塑或双注塑、共挤出工艺,适当提高加工温度可获得较高的粘 接强度,也可采用专用胶粘剂使国产TPV和其它材料相粘接。

4.1 国产热塑性动态硫化橡胶注塑加工个别指南

对于注塑加工,因为制品的多样性,加工工艺也应根据实际情况作相应调整,对于薄壁制品、 流道长、一模多腔模具,加工温度应取高值,反之,则相反。 如二次注塑脚轮,会出现排气不良现象,这时应该降低注塑速度, 有时注塑制品浇口会断裂在模具浇口处,这时应该降低保压压力。

4.2 国产热塑性动态硫化橡胶挤出加工个别指南

对于挤出加工,尽管产品比较单一,但不同的客户有不同的要求,有的客户希望产品表面有轻微的光泽,这时应该提高料筒温度,干燥温度也可适当提高,如 120°C /2h,条件允许的话,螺杆的压缩比选择的尽可能大。对于稳定的挤出,适当降低模头温度有一些效果。

五、 国产热塑性动态硫化橡胶应用举例

随着时间的推进,国内外 TPV 供应商对该产品的持续推广,各相关行业对 TPV 进一步的加深 了解,国产热塑性动态硫化橡胶应用将会越来越广阔。以下是应用的一些例子:

应用牌号 应用场合
45AN 医疗用手指套
55AN 瓶盖垫片
55AN 五金工具握把
55AN 地铁车厢密封条
65AN 神龙车顶共挤密封条(已在中试认可)
55AN 吹塑护套
65AN 脚轮轮胎
65AN 塑料阀门密封圈
65AN 门窗密封条
70AN 门窗密封条
70AN 幕墙密封条
70AN 轿车车窗密封条
80AN 汽车刹车套把
80AN 脚轮轮胎
80AN 五金工具握把
80AN 幕墙密封条
85AN 脚轮轮胎
85AN 照相机镜头盖
85AN 塑料阀门密封圈
90AN 吹塑护套
85AN 大众 2000 装饰门板连接套
40DN 中华轿车门槛工艺堵头
40DN 塑料阀门密封圈
50DN 车用脚踏
50DN 手机天线

六、国产TPV 产品特点

6.1 国产TPV 原料可使得用户不需要硫化,直接通过挤出、注射、压延、吹塑等方式成型,缩短 工艺流程,降低加工成本。

6.2 国产TPV 之耐环境性能相当于通用型三元乙丙橡胶胶料,耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶类似。

6.3 国产TPV 热塑性橡胶应用温度范围广泛(-60~125℃),软硬度应用范围广(25A~55D), 可以满足用户的广泛需求。

6.4 国产TPV 的易染色性和外观可调整性,都是其它橡胶所无可比拟的。

6.5 国产TPV 反复使用六次性能状态良好。

6.6 国产TPV 比重轻(0.88—0.97),外观质量均匀,表面细腻感良好。

七、国产TPV 应用

7.1 汽车行业

国产TPV 已在国内众多汽车零部件厂商中得到广泛应用,汽车玻璃导槽复合密封条、三角窗、拉手 握把、刹车套把、车内行李架挤出管、雨刷器、高压点火线、车窗植绒密封条、防尘罩、汽车脚垫、 汽车气囊盖等汽车配件。

7.2 消费用品

家用电器方面使用的橡胶垫片或零件。剪刀、牙刷、钓鱼竿、手电筒外壳、儿童玩具、玩具 轮胎、高尔夫袋、计量匙握把、手机天线、电话机垫片、热水器手把等。

7.3 电线电缆

国产TPV 在电线电缆的应用主要包括户外的风能发电、核能发电领域,另外在电动汽车领域,充电 线、输电线产品护套。

7.4 铁路行业

国产TPV 在铁路行业的应用包括铁路用套靴、绝缘缓冲垫片、地铁车厢车门阻燃密封条。

7.5 建筑密封

国产TPV 在建筑行业得到广泛应用,包括门窗密封条、止水带、机场跑道缓冲、玻璃幕墙密封条。

7.6 五金工具

国产TPV 在五金工具的应用包括:运动器材、厨房用品把柄。手工具、电动工具、除草机及园艺 设备部件、工具手把、脚轮、塑料水阀密封圈、压滤机压滤板材等、轮子、握把、蜂鸣器、管件、皮带等 接头的软质零件。