热塑性弹性体(TPE)是一类用途广泛的材料,它兼具热塑性塑料和弹性体的特性,具有柔韧性、回弹性和易加工性。对于寻求柔软弹性材料的家电设计师和工程师而言,TPE 已成为他们的首选。这些材料广泛应用于汽车、消费品、医疗器械、电子、暖通空调等众多行业以及其他工业领域。
对 TPE 进行分类
热塑性弹性体(TPE)根据其化学成分可分为以下几类:热塑性烯烃(TPE-O)、苯乙烯类化合物(TPE-S)、硫化物(TPE-V)、热塑性聚氨酯(TPE-U)、共聚酯(COPE)和共聚酰胺(COPA)。在许多情况下,聚氨酯和共聚酯等TPE的性能对于其预期用途而言过剩,而TPE-S或TPE-V则可能是更合适且更具成本效益的选择。
传统的热塑性弹性体(TPE)通常由橡胶和热塑性树脂的物理混合物构成。然而,热塑性硫化橡胶(TPE-V)则有所不同,因为这些材料中的橡胶颗粒部分或完全交联,从而提高了性能。
TPE-V 具有更低的压缩永久变形、更优异的耐化学性和耐磨性,以及卓越的高温性能,使其成为密封件中橡胶的理想替代品。另一方面,传统 TPE 具有更大的配方灵活性,可根据特定应用进行定制,例如消费品、电子产品和医疗器械。这些 TPE 通常具有更高的拉伸强度、更好的弹性(“回弹力”)、更优异的着色性能,并且硬度范围更广。
TPE 还可以配制成能够粘附在 PC、ABS、HIPS 和尼龙等刚性基材上的材料,从而为牙刷、电动工具和运动器材等产品提供柔软触感的握把。
TPE面临的挑战
尽管热塑性弹性体(TPE)用途广泛,但其面临的挑战之一是易刮伤和磨损,这会影响其美观性和功能完整性。为了解决这个问题,制造商越来越多地依赖于能够增强TPE耐刮擦和耐磨损性能的专用添加剂。
了解抗刮擦和抗磨损性能
在探讨具体添加剂之前,必须先了解耐刮擦和耐磨损的概念:
- 耐刮擦性:这指的是材料能够承受尖锐或粗糙物体造成的损伤,这些物体可能会割伤或挖穿材料表面。
- 火星抵抗:耐磨性是指材料抵抗轻微表面损伤的能力,这些损伤可能不会深入,但会影响其外观,例如擦伤或污渍。
增强 TPE 的这些性能至关重要,尤其是在材料会不断受到磨损或最终产品外观至关重要的应用中。
提高TPE材料耐刮擦和耐磨损性能的方法
以下添加剂常用于提高TPE的耐刮擦性和耐磨损性:
1.硅基添加剂
硅基添加剂能显著提高热塑性弹性体(TPE)的耐刮擦性和耐磨损性。这些添加剂通过在材料表面形成润滑层发挥作用,减少摩擦,从而最大限度地降低刮擦的可能性。
- 功能:起到表面润滑剂的作用,减少摩擦和磨损。
- 好处:在不显著影响TPE的机械性能或柔韧性的情况下,提高其耐刮擦性。
具体来说,类硅硅TPV一部小说硅基添加剂可以扮演多种角色,例如热塑性弹性体工艺助剂、热塑性弹性体改性剂、热塑性硅基弹性体改性剂、热塑性弹性体手感改性剂。SILIKE Si-TPV系列是动态硫化热塑性硅基弹性体该材料采用特殊的相容性技术制成。此工艺将硅橡胶以2-3微米颗粒的形式分散在TPO中,从而制成兼具热塑性弹性体强度、韧性和耐磨性以及硅橡胶优异性能(如柔软、丝滑触感、抗紫外线和耐化学腐蚀性)的材料。此外,这些材料还可回收利用,并可在传统制造工艺中重复使用。
什么时候硅基热塑性弹性体(Si-TPV)将其融入热塑性弹性体(TPE)中,其优点包括:
- 提高耐磨性
- 更强的抗污性,表现为更小的水接触角
- 硬度降低
- 对机械性能的影响极小Si-TPV系列
- 触感极佳,触感干爽丝滑,长期使用后也不会泛白
2. 蜡基添加剂
蜡是另一类常用的添加剂,用于增强热塑性弹性体(TPE)的表面性能。它们通过迁移到表面,形成保护层,从而减少摩擦,提高抗刮擦和抗磨损性能。
- 类型:聚乙烯蜡、石蜡和合成蜡是常用的蜡。
- 好处:这些添加剂很容易被添加到 TPE 基体中,为提高表面耐久性提供了一种经济有效的解决方案。
3. 纳米颗粒
纳米颗粒,例如二氧化硅、二氧化钛或氧化铝,可以添加到热塑性弹性体(TPE)中,以增强其耐刮擦和耐磨损性能。这些颗粒能够强化TPE基体,使材料更硬,更耐表面损伤。
- 功能:可作为增强填料,提高硬度和表面韧性。
- 好处:纳米颗粒可以显著提高TPE的耐刮擦性,而不会损害其弹性或其他优良性能。
4. 防刮涂层
虽然防刮涂层本身并非添加剂,但将其应用于TPE产品是提高其表面耐久性的常用方法。这些涂层可由多种材料配制而成,包括硅烷、聚氨酯或紫外光固化树脂,以形成坚硬的保护层。
- 功能:提供坚硬耐用的表面层,防止刮擦和磨损。
- 好处:涂层可根据具体应用进行定制,并提供持久的保护。
5氟聚合物
氟聚合物基添加剂以其优异的耐化学性和低表面能而闻名,这可以降低摩擦并增强 TPE 的耐刮擦性。
- 功能:提供低摩擦表面,耐化学腐蚀和耐磨。
- 好处:具有优异的耐刮擦性和耐久性,使其成为高性能应用的理想选择。
影响添加剂有效性的因素
这些添加剂在提高耐刮擦性和抗磨损性方面的有效性取决于以下几个因素:
- 专注:添加剂的用量会显著影响TPE的最终性能。必须确定最佳浓度,以在提高耐用性的同时兼顾其他材料特性。
- 兼容性:添加剂必须与TPE基体相容,以确保均匀分布和有效性能。
- 加工条件:混炼过程中的温度和剪切速率等加工条件会影响添加剂的分散性和其最终效果。
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