通用 TPE 均為可燃性材料,添加阻燃劑方能賦予其阻燃特性。阻燃 TPE 在工業上有廣泛的應用,取代了人們公認的有害 PVC 材料。由于阻燃 TPE 的突出優點,作為當今時代節能環保的新型材料,各種新型 TPE 產品不斷被挖掘和發明,贏得了人們的廣泛贊譽,因此阻燃 TPE 的需求也越來越大。
一、TPE 阻燃現狀
相對于常規 TPE 而言,阻燃 TPE 似乎仍是冷門的需求。但隨著TPE應用的深入,加工替代 PVC 及橡膠的趨勢,相信阻燃 TPE 的需求無疑將越來越大!阻燃 TPE 將是業內 TPE 一大發展方向!
電線電纜行業是熱塑性彈性體 TPE 的重要應用領域之一。該行業多數產品應用均對 TPE 的阻燃性有較高的要求,并且隨著 TPE 應用的逐漸深入,TPE 的阻燃要求將趨于常態化。
目前,電線電纜行業采用的阻燃 TPE,大多要求不含鹵素(鑒于鹵素的毒性,業內多采用無鹵阻燃劑)。并且隨著 TPE 在線纜行業的應用拓展,可以預見,(無鹵)阻燃 TPE 材料的需求將進一步加大!
二、 TPE 阻燃級別
未添加阻燃劑的 TPE 通常阻燃級別為 UL94-HB,添加阻燃劑后,阻燃級別可達 V-2,V-1,V-0 (阻燃性能依次遞增)。
HB:UL94 標準中最低的阻燃等級。要求對于 3 到 13 毫米厚的樣品,燃燒速度小于 40 毫米每分鐘;小于 3 毫米厚的樣品,燃燒速度小于 70 毫米每分鐘;或者在 100 毫米的標志前熄滅。
V-2:對樣品進行兩次 10 秒的燃燒測試后,火焰在 60 秒內熄滅。可以有燃燒物掉下。
V-1:對樣品進行兩次 10 秒的燃燒測試后,火焰在 60 秒內熄滅。不能有燃燒物掉下。
V-0:對樣品進行兩次 10 秒的燃燒測試后,火焰在 30 秒內熄滅。不能有燃燒物掉下。
三、TPE 阻燃難點
1 、阻燃劑選擇難度大
由于無鹵阻燃劑阻燃效率低,另外一個重要的原因,通常無鹵阻燃劑的比重比較小,如果加同樣重量的阻燃劑到材料中去,那無鹵阻燃劑在材料中的體積占比更大。
所以過多的阻燃劑導致與基材的相容性差,熱塑性彈性體 TPE-S 彈性模量、柔韌性、力學性能、耐磨性能大幅度下降,熔體流動性變差,彈性體難于成型,且表面容易出現阻燃劑遷移,構成污染環境。
2 、阻燃機理不明確
熱塑性彈性體 TPE-S 體系中主要為苯乙烯嵌端共聚物彈性體、聚烯烴樹脂、增塑劑和填料的多相混合結構。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。
3 、增塑劑降低阻燃性
熱塑性彈性體 TPE-S 為了降低硬度,使手感更柔和,往往需要添加增塑劑(直鏈石蠟油、環烷油等),通常以 26#、32# 白油,50#、70# 白油這四種為主。由于四種油品的極限氧指數及流動性差異,同時油類物質天然的易燃性大大降低彈性體阻燃性,所以在生產低硬度產品時如何解決增塑劑與阻燃的關系,白油種類的選擇也很重要。
阻燃 TPE 是一種很獨特的材料,TPE阻燃難題仍需大家在選材、配方、工藝方面多做工作。
總體而言,建議選用液體阻燃劑,降低硬度的同時提高阻燃性,減少粉體阻燃劑添加量,可以提高產品的透明性,利用相容劑提高阻燃劑與基材的相容性,改善析出并大幅提升機械性能;
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;采用新型有機硅系阻燃劑,凝聚相阻燃機理,形成抗氧化性極強的裂解炭層,提高阻燃效率。
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