热塑性弹性体所具有的橡胶与塑料的双重性能和宽广的特性,▼热塑性弹性体的发展回顾

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我公司最近进TPEE杜邦5526价格优惠我公司最近进TPEE杜邦5526价格优惠TPEE美国杜邦3046TPEE美国杜邦3078TPEE美国杜邦30DTPEE美国杜邦3548TPEE美国杜邦35DTPEE美国杜邦4047TPEE美国杜邦4056TPEE美国杜邦4068TPEE美国杜邦4069TPEE美国杜邦40DTPEE美国杜邦4556TPEE美国杜邦45DTPEE美国杜邦47DTPEE美国杜邦53DTPEE美国杜邦5526TPEE美国杜邦5555HSTPEE美国杜邦5556TPEE美国杜邦55D汽车门窗,汽车胶管,导型挤出,密封垫TPO、TPV改质
混炼性及挤出性极佳、物性好模压件、胶管、汽车胶管、电器零件、与高粘度牌号共混改善挤出工艺
模压性及挤出性极佳胶辊、高强度配料,输送带、密封垫、汽车点火线
高硬度配料少有竞争硫化速度与挤出性较竞争性在低可塑剂或高填充配料中当改良剂汽车胶管、导型挤出、玻璃滑槽、模型通气管、TPO、TPV改质、电线电缆
混炼性极佳Loard Facter高,挤出表面极佳,注射成型流动性佳,收缩率低

热塑性弹性体具有硫化橡胶的物理机械性能和软质塑料的工艺加工性能。由于不需再像橡胶那样经过热硫化,因而使用简单的塑料加工机械即可很容易地制成最终产品。它的这一特点,使橡胶工业生产流程缩短了1/4,节约能耗25%~40%,提高效率10~20倍,堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。

最近30多年来,热塑性弹性体作为第三代橡胶在世界各地取得了极为迅猛的发展。现在,热塑性弹性体的产量早已逾越第二代的液体橡胶,成为当今橡胶工业的又一新型材料。2000年全球热塑性弹性体的消耗量已达140多万t,占到世界橡胶消耗量的8%,估计2002年已超过150万t。年均递增5%~6%,以高出橡胶2.5~3个百分点快速增长。

7月12日-13日,“2018中国汽车轻量化产业高峰论坛”在上海隆重举行,论坛以“新技术、新材料、新工艺“为主题,旨在降低汽车自身重量同时提高输出功率、降低噪声、提升操控性和安全性,并对汽车轻量化政策趋势发展、整车轻量化平台化设计方案、关键零部件轻量化技术开发及汽车轻量化多材料应用及成本控制分析等问题展开探讨。

新型工程塑料越来越多地应用在汽车工业中。在众多工程塑料中,热塑性弹性体是最为适用于汽车轻量化的材料之一,近年来被更多的汽车制造商为采用。小编总结了一些该领域的技术知识,供大家参考。

热塑性弹性体是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料,不仅可以取代部分橡胶,还能使塑料得到改性。热塑性弹性体所具有的橡胶与塑料的双重性能和宽广的特性,使之在橡胶工业中广泛用于制造胶鞋、胶布等日用制品和胶管、胶带、胶条、胶板、胶件以及胶粘剂等各种工业用品。同时,热塑性弹性体还可代替橡胶大量用在PVC、PE、PP、PS等通用热塑性树脂甚至PU、PA、CA等工程塑料的改性上面,使塑料工业也出现了崭新的局面。

热塑性弹性体具有硫化橡胶的物理机械性能和软质塑料的工艺加工性能。由于不需再像橡胶那样经过热硫化,因而使用简单的塑料加工机械即可很容易地制成最终产品。它的这一特点,使橡胶工业生产流程缩短了1/4,节约能耗25%~40%,提高效率10~20倍,堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。

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热塑性弹性体已经成为广泛替代传统橡胶和部分塑料的极具发展前景的新型材料。目前已经发展到十几个品种。常见的主要有苯乙烯类、聚烯烃类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类等。全球消费稳增,中国需求强劲。

主要热塑性弹性体发展现状

热塑性弹性体是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料,不仅可以取代部分橡胶,还能使塑料得到改性。热塑性弹性体所具有的橡胶与塑料的双重性能和宽广的特性,使之在橡胶工业中广泛用于制造胶鞋、胶布等日用制品和胶管、胶带、胶条、胶板、胶件以及胶粘剂等各种工业用品。同时,热塑性弹性体还可代替橡胶大量用在pvc、PE、PP、PS等通用热塑性树脂甚至PU、PA、CA等工程塑料的改性上面,使塑料工业也出现了崭新的局面。

宝瑞龙高分子材料天津股份有限公司技术总监郝文龙

▼热塑性弹性体的发展回顾

1.苯乙烯类TPE

主要热塑性弹性体发展现状

宝瑞龙高分子材料天津股份有限公司技术总监郝文龙介绍了热塑性弹性体在汽车轻量化中的发展趋势,以下时演讲实录:

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苯乙烯类TPE又称TPS,为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段型的共聚物,其性能最接近SBR橡胶。目前世界TPS的产量已达70多万t,约占全部
TPE一半左右。代表性的品种为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物,广泛用于制鞋业,已大部分取代了橡胶;同时在胶布、胶板等工业橡胶制品中的用途也在不断扩大。SBS还大量用作PS塑料的抗冲击改性剂,也是沥青铺路的沥青路面耐磨、防裂、防软和抗滑的优异改性剂。

1、苯乙烯类TPE

热塑性弹性体涵盖的范围非常广,事实上我们公司只是做了一个很窄的一部分,主要是TPV和TPE这块。这是前面的一个引子刚刚好多嘉宾谈到汽车轻量化的一些相关作用和以后未来的发展趋势。主要是我们觉得汽车轻量化,从整个的车身减重对未来我们一个持续的发展,对于子孙后代一个有利的方面。今天我们重点还是谈谈因为其实在整个包括车身的钢结构,工程塑料,今天主要是我谈一谈软胶部分,热塑性弹性体可能在这方面比较窄的细分的一个侧面,如何在汽车上有一些应用。

全球市场表现

以SBS改性的PS塑料,不仅可像橡胶那样大大改善抗冲击性,而且透明性也非常好。以SBS改性的沥青路面较之SBR橡胶、WRP胶粉,更容易溶解于沥青中。因此,虽然价格较贵,仍然得到大量使用。现今,更以防水卷材进一步推广到建筑物屋顶、地铁、隧道、沟槽等的防水、防潮上面。SBS与S-SBR、NP橡胶并用制造的海绵,比原来PVC、EVA塑料海绵更富于橡胶触感,且比硫化橡胶要轻,颜色鲜艳,花纹清晰。因而,不仅适于制造胶鞋中底的海绵,也是旅游鞋、运动鞋、时装鞋等一次性大底的理想材料。

苯乙烯类TPE又称TPS,为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段型的共聚物,其性能最接近SBR橡胶。目前世界TPS的产量已达70多万t,约占全部TPE一半左右。代表性的品种为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物,广泛用于制鞋业,已大部分取代了橡胶;同时在胶布、胶板等工业橡胶制品中的用途也在不断扩大。SBS还大量用作PS塑料的抗冲击改性剂,也是沥青铺路的沥青路面耐磨、防裂、防软和抗滑的优异改性剂。

热塑性弹性体我简单的归纳了一下,相关的一些与传统橡胶相比存在的优势。热塑性弹性体材料加工形式多样,传统橡胶可能做起来做一些复杂的形状包括一些生产效率方面就不如热塑性弹性体来的更方便。大家也知道热塑性弹性体材料是把传统的橡胶和塑料做了一个结合,这样可以用塑料的工艺加工橡胶的制品可以实现挤出、注塑、吹塑、压延、模压等,对于轻量化而言有比较低的密度,传统的橡胶材料涉及到用一些碳黑,或者说一些轻量化用到白碳黑等等,他的比重往往是很难控制。我们的弹性体材料在密度的控制上相对是比较方便的,基本上我们可以控在0.89-1.08,大于1的主要是一些阻燃,或者一些相关的可能在TPU方面比重会高一些,我这里主要写的还是针对TPV和TPE这个方面。另外弹性体材料从零度到六十五软硬度的控制稍微精确一些,也有不足相对于传统橡胶而言在弹性上,尤其在高温下弹性的保持,包括一些耐油一些传统的力学性能较传统的橡胶有一些差距,接下来谈谈热塑性弹性体的分类。跟好多主机厂的技术人员在一起的时候,他们经常对这个东西有一些模糊,其实就目前为止,很多时候我自己也定义的不是很清楚,但是我是根据自己的理解相对的去做一个大概的分类。

数据显示,2016年全球TPE市场需求约为570万吨,消费结构中TPS约占48%、TPO占29%、TPU占14%、TPEE占6.5%、其他TPE占9%。据预计,未来几年全球TPE市场将以年均5.2%的速度增长,到2019年达到670万吨,市值有望突破240亿美元。

近些年来,异戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物发展很快,其产量已占TPS量的1/3左右,约90%用在粘合剂方面。用SIS制成的热熔胶不仅粘性优越,而且耐热性也好,现已成为美欧日各国热熔胶的主要材料。

以SBS改性的PS塑料,不仅可像橡胶那样大大改善抗冲击性,而且透明性也非常好。以SBS改性的沥青路面较之SBR橡胶、WRP胶粉,更容易溶解于沥青中。因此,虽然价格较贵,仍然得到大量使用。现今,更以防水卷材进一步推广到建筑物屋顶、地铁、隧道、沟槽等的防水、防潮上面。SBS与S-SBR、NP橡胶并用制造的海绵,比原来PVC、EVA塑料海绵更富于橡胶触感,且比硫化橡胶要轻,颜色鲜艳,花纹清晰。因而,不仅适于制造胶鞋中底的海绵,也是旅游鞋、运动鞋、时装鞋等一次性大底的理想材料。

比如说TPE广义的,我认为他事实上是包含TPV、TPO、TPS、TPU、TPEE所有的弹性体材料都可以归纳在TPE这个大类下。尤其目前国内TPE狭义的概念上,理解成为以SEPS基材料做的弹性体材料,TPS的定义跟狭义的TPE是更对等一点。我们公司目前做的两块,一个是TPV还有TPO包括TPS这块。刚刚亨斯迈更多的做TPU包括其他的TPEE等等这样生产厂家。TPV我简单的列了一点,因为这也是我们公司一个主的产品,是PP和EPDM橡胶一个动态硫化生产的热塑性的材料,最前面众泰汽车金工也提到现在是PP+EPDM更多那个时候PP感性材料。我们这里的TPV材料可能是以EPDM为主,以PPV辅这样整个EPDM含量达到30-40%甚至更高。更多的是一个软胶类的材料,所以跟PP+EPDM还不太一样。

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SBS和SIS的最大问题是不耐热,使用温度一般不能超过80℃。同时,其强伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都无法同橡胶相比。为此,近年来美欧等国对它进行了一系列性能改进,先后出现了SBS和SIS经饱和加氢的SEBS和SEPS。SEBS(以BR加氢作软链段)和SEPS(以IR加氢作软链段)可使抗冲强度大幅度提高,耐天候性和耐热老化性也好。日本三菱化学在1984年又以SEBS、SEPS为基料制成了性能更好的混合料,并将此饱和型
TPS命名为“Rubberron”上市。因此,SEBS和SEPS不仅是通用,也是工程塑料用的改善耐天候性、耐磨性和耐热老化性的共混材料,故而很快发展成为尼龙、聚碳酸酯等工程塑料类“合金”的增容剂。此外,还开发了环氧树脂用的高透明性TPS以及医疗卫生用的生体无毒TPS等许多新的品种。

近些年来,异戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物发展很快,其产量已占TPS量的1/3左右,约90%用在粘合剂方面。用SIS制成的热熔胶不仅粘性优越,而且耐热性也好,现已成为美欧日各国热熔胶的主要材料。

这个是我找到的主机厂目前内部的材料,对于热塑性弹性体材料的一些相关的定义,他们对热塑性弹性体谈料有的时候定义TPE,再定义TPV对自己工艺管控下内部的编号的一些控制,当然会回头再附一些相应的标准在里面。把一些基材做一些分类,方便今后在选材过程中可以更好的去各个二级配套商把控这些材料。

对于亚洲、非洲等发展中国家集中的地区,TPE人均消费远低于世界平均水平,未来这些地区TPE需求将以高于世界平均水平的速度增长。目前亚太地区对热塑性弹性体产品的需求占总需求的45%,预计到2019年该地区需求量将占到全球总量的50%。

SBS或SEBS等与PP塑料熔融共混,还可以形成IPN型TPS。所谓IPN,实际是两种网络互相贯穿在一起的聚合物,故又称之为互穿网络化合物。虽然它们大多数属于热固性树脂类,但也有不少像TPE的以交叉连续相形态表现出来的热塑性弹性体。用SBS或SES为基材与其他工程塑料形成的IPN
—TPS,可以不用预处理而直接涂装。涂层不易刮伤,并且具有一定的耐油性,弹性系数在低温较宽的温度范围内没有什么变化;大大提高了工程塑料的耐寒和耐热性能。苯乙烯类化合物与橡胶接技共聚也能成为具有热塑性的TPE,己开发的有EPDM/苯乙烯、BR/苯乙烯、CI-IIR/苯乙烯、NP/苯乙烯等。

SBS和SIS的最大问题是不耐热,使用温度一般不能超过80℃。同时,其强伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都无法同橡胶相比。为此,近年来美欧等国对它进行了一系列性能改进,先后出现了SBS和SIS经饱和加氢的SEBS和SEPS。SEBS(以BR加氢作软链段)和SEPS(以IR加氢作软链段)可使抗冲强度大幅度提高,耐天候性和耐热老化性也好。日本三菱化学在1984年又以SEBS、SEPS为基料制成了性能更好的混合料,并将此饱和型TPS命名为“Rubberron”上市。因此,SEBS和SEPS不仅是通用,也是工程塑料用的改善耐天候性、耐磨性和耐热老化性的共混材料,故而很快发展成为尼龙、聚碳酸酯等工程塑料类“合金”的增容剂。此外,还开发了环氧树脂用的高透明性TPS以及医疗卫生用的生体无毒TPS等许多新的品种。

这个表里面就把TPV这个材料相关的主机厂我见过的相关的把这个方面的性能列得特别具体的,当然这个主要是针对TPV对于整个的从硬度到热老化到压变,到耐臭氧各个方面,真正对我们材料确实非常了解,有的时候跟主机厂大家对性能把控的问题点不太容易去贴合,这个就相应的列得比较具体。包括之后的气味、冷凝、甲醛、总碳、阻燃对公司内部标准里面都有非常好的罗列,对于材料供应商而言就更方便提供一些相应的对应的排号。

中国TPE消费量约占全球总消费量的33%,是全球TPE需求增长最快的国家之一,尤以汽车为中心应用市场将保持年均15%左右的高速增长,未来几年中国TPE需求依然强劲,预计消费年均增速将在8%左右,高于世界平均水平。

我国是世界TPS最大消费国,从1980年开始以SBS为中心,伴随着我国制鞋业、建筑业以及公路业对TPS的需要,1999年为25万
t,2000年为30万t,2001年为35万t,估计2002年可达40万t。而全国生产量1999年为8.8万t,2000年为13.3万
t,2001年为16.8万t,2002年达到21.6万t,年均增长12%以上。目前仍然无法满足市场日益扩大的需要.一半以上要从境外进口,其中台湾
l0万t,80%用于制鞋,其余8万t从韩国、日本、俄罗斯等地进口。2001年,国内SBS用于制鞋方面的有27万t,占78%,公路沥青改性4.5万
t,占13%,其他胶粘剂、防水卷材、塑料改性各占3.8%、3.2%和2%。中国大陆现己成为世界三大TPS生产基地之一,TPS生产技术已引入到台湾和意大利。

SBS或SEBS等与PP塑料熔融共混,还可以形成IPN型TPS。所谓IPN,实际是两种网络互相贯穿在一起的聚合物,故又称之为互穿网络化合物。虽然它们大多数属于热固性树脂类,但也有不少像TPE的以交叉连续相形态表现出来的热塑性弹性体。用SBS或SES为基材与其他工程塑料形成的IPN—TPS,可以不用预处理而直接涂装。涂层不易刮伤,并且具有一定的耐油性,弹性系数在低温较宽的温度范围内没有什么变化;大大提高了工程塑料的耐寒和耐热性能。苯乙烯类化合物与橡胶接技共聚也能成为具有热塑性的TPE,己开发的有EPDM/苯乙烯、BR/苯乙烯、CI-IIR/苯乙烯、NP/苯乙烯等。

我们公司简单作一个介绍,主要是生产TPE、TPV、TPO这样一个生产商也是一家国家级的高新技术企业,公司为于天津市的宝坻区。接下来具体谈一谈我们TPV材料,当然后面也涉及到TPE、TPO在汽车方面的一些应用。第一张总图主要是谈了一下,因为对于密封系统可能热塑性弹性体材料,尤其TPV、TPE这个材料用得比较多,但是密封系统其实现在更多的我觉得还是用在一些静态件,比如说车门也好或者一些动态的比如说密封涉及到静音减噪的位置,传统海绵胶的位置,热塑性弹性体出去弹性还有力学性能不足的地方还是有些缺失。但是在一些静态部位,挡风玻璃,车顶的密封包括一些后三角窗这些密封件用的都比较多一些。

聚烯烃类热塑性弹性体

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