熱塑性彈性體(TPE)綜合了橡膠的良好特性和塑料的易加工性,具有易于加工、可染色、可回收再利用等方面的優(yōu)點(diǎn)。加工時(shí),TPE受熱呈塑料態(tài),輕易成型,而冷卻后它又恢復(fù)了原來的硬度,因此非常輕易被制成各種硬度的硬質(zhì)/軟質(zhì)零部件。另外,它可以與任意工程塑料混合;通過添加不同的填充物和助劑,可以精調(diào)其活動性、密度、光學(xué)特性或耐磨性等各種性能。同交聯(lián)橡膠制成的零部件相比,由TPE制成的零部件質(zhì)量更輕,能耗和生產(chǎn)本錢也更低,因此,熱塑性彈性體開始逐漸取代傳統(tǒng)的橡膠產(chǎn)品,具有廣闊的市場遠(yuǎn)景。貝爾斯托夫公司推測說,汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將使未來市場對TPE的需求量按每年6%~12%的速度增長。
多年來,TPE混煉設(shè)備一直是貝爾斯托夫公司的技術(shù)專長,這個(gè)技術(shù)專長已經(jīng)在數(shù)個(gè)裝置上得到了證實(shí)。隨著動態(tài)交聯(lián)技術(shù)的使用,交聯(lián)劑將逐漸從酚醛樹脂向過氧化物過渡。順應(yīng)這個(gè)潮流,貝爾斯托夫公司又提出了創(chuàng)新性的設(shè)備理念,使雙螺桿擠出機(jī)在橡膠和塑料領(lǐng)域的應(yīng)用中得到的組合。目前,貝爾斯托夫公司已經(jīng)為此推出了生產(chǎn)設(shè)備。
這種生產(chǎn)設(shè)備使動態(tài)交聯(lián)熱塑性彈性體(TPE-V)的生產(chǎn)更加簡單。在新裝置的中心,由一臺短小的橡膠擠出機(jī)向一臺齒輪泵加料。橡膠擠出機(jī)在齒輪泵進(jìn)口側(cè)先將橡膠塑化,以保證泵完全填滿。然后按照配方的要求,通過齒輪泵來正確地計(jì)量加進(jìn)混合擠出機(jī)中的橡膠量。
從橡膠塊上粗切下來的長條可以直接加工,而不必使用耗費(fèi)本錢的橡膠顆粒。這樣,不但省往了耗資、費(fèi)時(shí)的預(yù)切粒過程,同時(shí)還解決了軟質(zhì)TPE-V中使用的充油橡膠在切粒后的粘結(jié)題目。
上述步驟完成后,熱塑性塑料組分在雙螺桿擠出機(jī)的段被熔融,逆流泵將使橡膠塑化并與配方中的其它組分混合。在經(jīng)過第二擠出段后,塑化的橡膠和熔融的塑料兩股物料才會匯合。當(dāng)橡膠組分和熱塑性塑料組分混合時(shí),其交聯(lián)過程同時(shí)發(fā)生,并生產(chǎn)出TPE。對于因受熱熔融而使機(jī)筒壓力損耗的補(bǔ)償將在下一段完成。
該系統(tǒng)也適合與一臺內(nèi)混合器一起使用。預(yù)混合的橡膠組分在內(nèi)混合器中加工,然后呈條狀進(jìn)進(jìn)擠出機(jī)。這樣只需要在混合擠出機(jī)中填加塑料相以及動態(tài)硫化所需的交聯(lián)劑。假如是過氧化物交聯(lián)TPE-V,過氧化物和聚丙烯則可分別被添加在橡膠組分中,從而解決了眾所周知的PP 降解題目。
針對使用顆粒橡膠的客戶,貝爾斯托夫公司還為此開發(fā)了一種加進(jìn)過氧化物的旁路擠出方法。這種方法使過氧化物被提前加進(jìn)并均勻地分布在橡膠相中,從而避免了PP降解的題目。
此外,該公司還提供添加填充劑、補(bǔ)強(qiáng)劑或增塑劑的設(shè)備和技術(shù)。 其反應(yīng)性混合擠出設(shè)備及工藝使TPE的生產(chǎn)技術(shù)向前邁進(jìn)了一步。由于在反應(yīng)性擠出時(shí),橡膠相和塑料相在機(jī)器中混合的同時(shí),發(fā)生橡膠組分的交聯(lián)。
目前,貝爾斯托夫公司已經(jīng)售出了兩套這樣的新系統(tǒng),其中一套被美國的一家客戶買走,產(chǎn)量大約是900kg/h;另一套系統(tǒng)則提供給了俄羅斯的一家混煉公司,產(chǎn)量約400kg/h。
德國橡膠技術(shù)研究院(DIK)在其原有的貝爾斯托夫ZE 25型擠出機(jī)的基礎(chǔ)上,新購進(jìn)了一臺ZE 40 A×55D UTX擠出機(jī)。他們將用此機(jī)在動態(tài)硫化橡膠(TPE-V)領(lǐng)域開展幾個(gè)研究項(xiàng)目,即通過選擇適當(dāng)?shù)臒崴苄运芰虾拖鹉z的種類而生產(chǎn)出耐油和耐熱型TPE-V。