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阻燃TPE材料的阻燃级别及TPE阻燃难题

嘉峪检测网        2021-03-04 11:58

通用TPE均为可燃性材料,添加阻燃剂方能赋予其阻燃特性。阻燃TPE在工业上有广泛的应用,取代了人们公认的有害PVC材料。由于阻燃TPE的突出优点,作为当今时代节能环保的新型材料,各种新型TPE产品不断被挖掘和发明,赢得了人们的广泛赞誉,因此阻燃TPE的需求也越来越大。

 

TPE阻燃现状

 

相对于常规TPE而言,阻燃TPE似乎仍是冷门的需求。但随着TPE应用的深入,加工替代PVC及橡胶的趋势,相信阻燃TPE的需求无疑将越来越大!阻燃TPE将是业内TPE一大发展方向!

 

电线电缆行业是热塑性弹性体TPE的重要应用领域之一。该行业多数产品应用均对TPE的阻燃性有较高的要求,并且随着TPE应用的逐渐深入,TPE的阻燃要求将趋于常态化。

 

目前,电线电缆行业采用的阻燃TPE,大多要求不含卤素(鉴于卤素的毒性,业内多采用无卤阻燃剂)。并且随着TPE在线缆行业的应用拓展,可以预见,(无卤)阻燃TPE材料的需求将进一步加大!

 

TPE阻燃级别

 

未添加阻燃剂的TPE通常阻燃级别为UL94-HB,添加阻燃剂后,阻燃级别可达V-2,V-1,V-0(阻燃性能依次递增)。

 

HB:UL94标准中最底的阻燃等级。要求对于3到13 毫米厚的样品,燃烧速度小于40毫米每分钟;小于3毫米厚的样品,燃烧速度小于70毫米每分钟;或者在100毫米的标志前熄灭。

 

V-2:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。

 

V-1:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。

 

V-0:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。

 

 

图片

 

TPE阻燃难点

 

1 、阻燃剂选择难度大

 

由于无卤阻燃剂阻燃效率低,另外一个重要的原因,通常无卤阻燃剂的比重比较小,如果加同样重量的阻燃剂到材料中去,那无卤阻燃剂在材料中的体积占比更大。

 

所以过多的阻燃剂导致与基材的相容性差,热塑性弹性体TPE-S弹性模量、柔韧性、力学性能、耐磨性能大幅度下降,熔体流动性变差,弹性体难于成型,且表面容易出现阻燃剂迁移,构成污染环境。

 

2 、阻燃机理不明确

 

热塑性弹性体TPE-S体系中主要为苯乙烯嵌端共聚物弹性体、聚烯烃树脂、增塑剂和填料的多相混合结构。聚烯烃树脂的无卤阻燃虽有比较成熟的配方和实例。但SEBS和聚烯烃类PP,PE的阻燃机理其实并不相同,一种阻燃剂要同时阻燃多种塑胶组分难度较大。

 

3 、增塑剂降低阻燃性

 

热塑性弹性体TPE-S为了降低硬度,使手感更柔和,往往需要添加增塑剂(直链石蜡油、环烷油等),通常以26#、32#白油,50#、70#白油这四种为主。由于四种油品的极限氧指数及流动性差异,同时油类物质天然的易燃性大大降低弹性体阻燃性,所以在生产低硬度产品时如何解决增塑剂与阻燃的关系,白油种类的选择也很重要。

 

阻燃TPE是一种很独特的材料,TPE阻燃难题仍需大家在选材、配方、工艺方面多做工作。

 

总体而言,建议选用液体阻燃剂,降低硬度的同时提高阻燃性,减少粉体阻燃剂添加量,可以提高产品的透明性,利用相容剂提高阻燃剂与基材的相容性,改善析出并大幅提升机械性能;

 

工艺上采用特殊螺杆分布提高阻燃剂在体系中的分散,提高阻燃效率,改善外观;采用新型有机硅系阻燃剂,凝聚相阻燃机理,形成抗氧化性极强的裂解炭层,提高阻燃效率。

阻燃TPE材料的阻燃级别及TPE阻燃难题
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来源:UTPE弹性体门户