热塑性弹性体TPE-S阻燃难点分析及解决方案

TPE-S热塑性弹性体通常是以SEBS（苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物）为主要基材的热塑性弹性体。兼有塑料的加工性能和橡胶的物理性能，手感柔韧细腻，抗老化、强度高、非常耐低温、相对耐高温，较易成型，不易流淌，尺寸稳定性及设计灵活性好，适用于注塑、挤出、注压、压延、中空成型等塑料成型工艺，几乎所有不需要耐油、耐化学溶剂的、不是特别耐高温的软质制品均可采用。

注：TPE-S也可缩写为TPS，即热塑性苯乙烯类弹性体，一般不含SBS。

图片来源：HEXPOL Dryflex TPE-S共混物

但热塑性弹性体TPE-S配方体系组分众多，塑料相可以用PP、PE、PS、EVA等，弹性体相可以是SEBS、SEPS、SEEPS，或者加有POE等聚烯烃弹性体等，由于各聚合物组分结构性质差异，阻燃剂理不明确，给阻燃带来了相当难度，阻燃效果不好的弹性体，在某些阻燃要求高的场合使用，带来了一定的安全隐患，这给热塑性弹性体的应用领域带来了一定的局限性。

热塑性弹性体TPE-S阻燃难点所在——三座大山

难点一：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，所以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。

难点二：阻燃剂机理不明确

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、增塑剂和填充物的多相混合结构。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。

难点三：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，如何选择白油的种类至关重要。

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热塑性弹性体TPE-S阻燃解决方案——四步走原则

根据本人在上海日之升公司从业多年研发积累，致力于攻克上述技术难点，总结了四步走原则，取得了一定成效，使得阻燃TPE-S弹性体阻燃级别可达到UL94 V0级，氧指数达到27%，拉伸强度大于12MPa，断裂伸长率大于450%。

以下将四步走原则分享给一直致力于热塑性弹性体阻燃的朋友们，坚持四步走相信会对大家有所启发。

第一步：液体阻燃剂不但降低了硬度同时还提高了阻燃性，减少了粉体阻燃剂添加量，可以提高产品的透明性；

第二步：依托国内相容剂龙头企业南通日之升针对研发SEBS阻燃体系专用相容剂，提高阻燃剂与基材的相容性，改善析出并大幅机械性能；

第三步：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；

第四步：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。

韧普利高端TPE-S技术工程师备注：本文初步讲解了无卤阻燃热塑性弹性体的难点，但所谓的解决方案，利用价值不大。首先液体阻燃剂通常与弹性体的形容性更差，第2相容剂确实能改善一定的相容，但是SEBS-g-mah的强度会比常规的SEBS下降很多，第3专业做无卤阻燃弹性体的厂家，螺杆组合都不是问题，第4，有机硅系阻燃剂，听上去高大上，实用价值不高！