矽基熱塑性硫化膠(TPSiV)是道康寧公司開發的**上**個以硫化矽橡膠顆粒在熱塑性基材上形成的熱塑性有機矽彈性體,該係列有機矽彈性體擁有13項**技術。通過有機矽的表麵富集性和憎水性,不僅拓展了熱塑性彈性體和熱塑性硫化膠的性能,使得其具有優良的抗高溫性能,高溫時的低拉伸性和壓縮性以及良好的耐磨性、抗水解性和耐化學(包括燃料和油性),同時,相對於普通熱塑性彈性體而言,有機矽彈性體TPSiV具有更加優異的包覆性和獨特的人體美學觸感,並且可以回收使用、綠色*,目前廣泛應用於消費電子、化妝品、食品、汽車、運動休閒等各個行業。
起源及結構特點
TPSiV是熱塑性有機矽彈性體(Thermo Plastic SiliconeVulcanizate)的簡稱及注冊商標。它是應用道康寧所獨有的具有13項**的動態硫化交聯技術將充分硫化的矽橡膠微粒,均勻分散在熱塑性材料的連續相中所形成的一種穩定的TPV高分子合金。與高分子合成方法製備的熱塑性彈性體TPE相比,TPSiV具有以下特點:(1)具有特殊的海—島相態結構,其中微小的矽橡膠粒子呈分散相存在,而熱塑性基體則以連續相包覆在矽橡膠粒子周圍,如圖1和圖2所示;(2)整個有機矽橡膠的硫化過程是清潔化學反應:無副產物、無氣味、無揮發物。TPSiV獨特的結構賦予了其優良的物理機械性能和熱塑加工性。 海相/連續相——熱塑性基體 島相/分散相—— 矽橡膠粒子 圖1 TPSiV的海—島結構
 圖2電鏡掃描照片應用具有**的動態硫化技術研發而成的TPSiV,與通常的熱塑性彈性體相比,具有如下特性:(1)配方中不含有溶劑油和增塑劑等易導致黃變的添加劑,可以根據需求染成各種顏色,如圖3;(2)表麵不易吸附灰塵;(3)抗油性和抗化學性好,不易汙染;(4)與許多熱塑性工程塑料如PC、PC/ABS、ABS、PA、PVC等具有優異的粘接性,可用於共擠和雙色注塑成型;(5)150℃熱空氣或150℃高溫老化後依然可以保持較高的機械強度;(6)可用於絲印、移印、噴漆等二次加工。
 圖3 各種色彩的TPSiV產品分類及性能特點
目前,道康寧公司的有機矽彈性體TPSiV產品按照熱塑性基體的不同共有三個係列——尼龍基體,TPU基體和聚烯烴基體,通過將它們分彆與不同類型的矽橡膠粒子,增容劑等組合,形成了多係列、性能各異的產品線,分彆介紹如下:
◆尼龍基體TPSiV
尼龍基體TPSiV如1180係列產品等具有較高的硬度(40D~60D),良好的熔體強度和拉伸性能,優良的高溫抗化學性和抗油性,寬廣的溫度使用範圍(-45℃-150℃),能夠在140℃的高溫下持續使用,可用於汽車剎車軟管,CVJ製管,製動軟管套管以及耐化學工業製管等擠塑成型產品。
◆ 聚烯烴基體TPSiV
聚烯烴基體TPSiV產品具有良好的柔韌性,抗低溫性和抗UV穩定性,優良的物理機械性能,良好的PP包覆性,易於染色和回收。其中5520係列產品具有出色的低溫性能表現,-40℃下斷裂伸長率可以達到450%;5300係列產品具有絲滑的觸感,適合擠出和注塑成型,廣泛應用於日常消費品、化妝品、飲用水鉛製品軟管、運動器材等。
◆ TPU基體TPSiV
TPU基體TPSiV融合了TPU和有機矽兩種材料各自的性能優點,具有**的耐磨性,絲滑的觸感,低於TPU的表麵摩擦係數,與PC、PC/ABS、ABS等具有優異的粘接性,熱空氣老化後依然可以保持較高的物理機械性能,易於擠出和注塑成型。
目前,TPU基體TPSiV共包含3040、3340、3345、3451、3010、3011等係列產品線,涵蓋了邵氏45A—90A的硬度範圍。其中,3040、3340、3345和3451係列產品具有較高的流動性,優異的耐磨性,絲滑的觸感,廣泛應用於手機、筆記本電腦、藍牙耳機等薄壁產品的注射成型;3010係列產品具有優良的壓縮形變,優異的抗油性和抗水解性,可用於注塑成型;3011係列產品具有優異的手感乾爽、絲滑,優異的抗老化性和抗刮擦性,優良的抗油性和寬廣的使用溫度範圍(-45℃-150℃),可用於擠出和注塑成型;3111係列產品符合FDA要求,擁有NSF認證,具有出色的抗水解性能,可用於擠出和注塑成型。
與一般熱塑性彈性體TPE、TPV、TPU合金等相比,有機矽彈性體TPSiV具有更好的拉伸和撕裂強度,更好的耐磨耗和產品保護,高溫下更好的壓縮彈性形變,更加優異的粘接強度(與PC、PA、ABS、PVC等),更好的抗UV性能和耐熱性能。表1、圖4、圖5、圖6、 表2和表3分彆為列舉了TPSiV與EPDM/TPV、TPU/SEBS合金兩種彈性體材料的物理機械性能,與PC的粘接強度,耐磨耗性能,壓縮彈性形變,抗UV性能(0.5W/m2@340nm,500h),耐熱性(120℃熱空氣/1000h)的對比:




TPSiV材料的應用發展
隨著科學技術的飛速發展和社會文明的不斷進步,人們在對健康生活品質的要求不斷提高的同時,也更加重視周圍環境的可持續發展問題。綠色、*、清潔無汙染也是高分子材料未來發展的趨勢。為此,在不斷提高現有機矽彈性體TPSiV材料性能的同時,也在積極開發新的有機矽彈性體TPSiV市場的需求:
生物**
道康寧研發的生物**TPSiV,具有性能優異、添加比例少、**徹底的特點。根據美國IMSL實驗室測試,添加1%的生物**TPSiV,在一個小時內可以殺死99.99%以上的E.coli和MRSA病菌。
鎂- 鋁等金屬包覆
由於TPSiV**的粘接性能,優異的抗化學性和抗UV性,出色的抗刮擦能力和獨特的絲滑觸感,將之包覆在Mg-Al或Mg-Zn等金屬合金表麵,可以達到:
1. 降低金屬重量,節約成本; 2. 免噴塗,減少環境汙染; 3. 美觀大方,獨特的人體觸感。
鐳射光雕
一般而言,熱塑性彈性體由於內部結構的緣故,很難進行表麵鐳射光雕。與之不同,通過**技術優化內部結構和性能改進,TPSiV在滿足絲網印刷的同時,完全可以進行表麵鐳射光雕,獲得各種絢麗的圖案,從而達到美觀的效果。
|