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  1、TPV(EPDM/PP)简介   

  

  EPDM/PP共混热塑性弹性体的发展和应用经历了简单共混、部分动态交联共混(TPO)和完全动态交联共混(TPV)三个阶段。EPDM/PP通过动态硫化完全交联(TPV)。与传统的TPO相比,它具有更好的强度、高温机械强度、耐热性,以及良好的压缩永久变形和弹性,大大拓宽了EPDM/PP热塑性弹性体的应用领域。下面介绍三元乙丙橡胶/聚丙烯共混热塑性弹性体(TPV)的生产工艺和基本配方。   

  

  三元乙丙橡胶的动态硫化主要是提高材料的耐高温性能,而未交联的三元乙丙橡胶的温度有限,除非是高硬度的TPO。   

  

  2、基础配方   

  

  TPV(EPDM/PP)的典型配方主要分为基料EPDM和PP、填料(CaCO3)、白油和添加剂(硫化剂、润滑剂等)。).   

  

  3、配方组成分析   

  

  3.1、EPDM   

  

  三元乙丙橡胶EPDM是乙烯、丙烯和非共轭二烯(第三种单体)的三元共聚物。随着二烯第三单体含量的增加,EPDM橡胶会有更快的硫化速率、更低的压缩永久变形、更高的伸长率和促进剂选择的多样性,这也将导致更高的聚合物成本。与PP相比,加入EPDM后,共混物的分子内聚力和模量降低,拉伸强度和弯曲强度降低,但EPDM的加入降低了PP的结晶度。总体来说,随着橡塑比的降低,EPDM/PP共混物的模量、拉伸强度、压缩永久变形、100%拉伸应力和硬度均增加,断裂伸长率先增加后降低,耐溶剂性和加工流动性提高。   

  

  目前,三元乙丙橡胶的供应状态为粒状和块状。相对而言,块状EPDM的分子量更高,TPV性能更好。主流EPDM供应商有:朗盛、沙比克、三井、SK、中石油、杜邦陶氏等。   

  

  3.2、PP   

  

  高MFR的PP可以在较低的温度下与充油EPDM熔融共混,相同粘度的共混温度范围更宽,有利于EPDM充分分散到PP中;虽然粉状PP的力学性能比粒状PP差,但两者生产的TPV性能相近,而且粉状PP在充油时更均匀,有利于EPDM和PP的均匀共混,PP可以提供良好的拉伸强度和硬度,同时可以使材料具有更好的加工性能,扩大应用范围。同时,随着PP熔体流动速率的增加,EPDM/PP的力学性能也随之提高。   

  

  实际上,粉末聚丙烯很少使用,根据TPV的最终用途,可以选择不同种类的聚丙烯,包括均聚物聚丙烯、嵌段聚丙烯和无规聚丙烯。   

  

  3.3、填料   

  

  用CaCO3填充EPDM/PP热塑性弹性体不仅可以降低成本,还可以提高TPV。随着CaCO3含量和CaCO3用量的增加,TPV的拉伸强度、断裂伸长率和邵氏A硬度均先增加后降低。   

  

  根据硫化体系的不同,可以选择的填料其实有碳酸钙、滑石粉、硅灰石、高岭土、白炭黑等。其中,碳酸钙分为重钙和轻钙。不同的硫化体系对重钙和轻钙的适用性不同。   

  

  3.4、白油   

  

  在EPDM/PP TPV中,材料的熔体流动速率会随着白油含量的增加而增加,材料的硬度、拉伸强度、100%拉伸应力、断裂伸长率和撕裂强度都会降低。为了使EPDM/PP TPV材料具有一定的柔软性并保持良好的综合力学性能,白油的添加量为25% ~ 4o%为宜。   

  

  一般需要高粘度的白油,线性石蜡油和环烷油都可以。一般要求高的场合选择闪点高的白油。   

  

  3.5、硫化剂   

  

  制备EPDM/PP TPV常用的硫化体系有四种:硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系、酚醛树脂硫化体系和硅烷交联体系。   

  

  其中,硫黄硫化体系具有操作安全、硫化速度适中、综合物理机械性能好、与二烯烃橡胶共硫化性好等优点。它是EPDM橡胶应用最广泛和最主要的硫化体系,但其缺点是产品有刺激性气味,目前在TPV工业中很少使用。   

  

  过氧化物硫化体系主要解决产品吸潮和色差的缺陷。过氧化物一般是DCP,固化剂双25,无味DCP。用过氧化物动态硫化的TPV具有相对差的熔体强度,并且难以完全硫化。一般用于要求耐高温性较好(150以上)、压缩永久变形极低的特殊产品。   

  

  酚醛树脂能提供熔体强度、耐候性、耐高温性、耐油性和耐化学性好的材料,但硫化温度高,硫化工艺复杂,产品质量波动大。酚醛树脂结合了TPV的耐高温性、耐油性和耐老化性。缺点是容易吸潮。   

  

  硅烷交联体系,催化剂复杂,交联度难以高。其优点是洁白、干爽、不吸潮。   

  

  4、工艺流程   

  

  TPV-动态硫化热塑性弹性体橡胶,热塑性硫化橡胶;与PP三元乙丙橡胶混合物熔融共混时,加入交联剂使其硫化,利用密炼机、螺杆机等机械高剪切力使全硫化三元乙丙橡胶交联橡胶颗粒充分分散在微米级(小于1微米)的PP基体中。   

  

     

  

  目前比较常见的工艺有:双螺杆法密炼机;双螺杆双螺杆两步法;双螺杆双螺杆一步法。据说已经有了一步双螺杆法,但是技术难度可想而知。   

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