1動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體概述

三元乙丙橡膠(EPDM)/聚丙烯(PP)熱塑性彈性體研究最早始于于60年代。70年代后期,A.Y.Coran和R.Patel等人在前人研究的基礎(chǔ)上,采用動(dòng)態(tài)全硫化的方法制得了綜合性能優(yōu)異的熱塑性彈性體。美國(guó)Monsanto公司于80年代初利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這類(lèi)熱塑性彈性體的工業(yè)化生產(chǎn),其商品名為Santoprene。在這種共混材料中,由于EPDM組分已變成完全交聯(lián)結(jié)構(gòu),所以產(chǎn)品的強(qiáng)度、彈性、耐溫性、耐變性及耐溶劑性明顯優(yōu)于部分硫化法產(chǎn)品。動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體流動(dòng)性來(lái)源于熱塑性的PP連續(xù)相的流動(dòng),其對(duì)剪切速率很敏感,完全可以使用傳統(tǒng)的塑料機(jī)械和工藝進(jìn)行加工。同時(shí)PP連續(xù)相能以較大比例存在,賦予材料較高的強(qiáng)度。EPDM粒子對(duì)基體具有增韌作用,使材料具有較好的彈性。由于EPDM與PP相容性較好,故可按適當(dāng)比例制備出不同硬度的產(chǎn)品,以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體可在150℃高溫下長(zhǎng)期使用。它的脆點(diǎn)低于-50℃。其抗ASTM3號(hào)油的性能與氯丁橡膠和氯磺化聚乙烯橡膠相當(dāng),同時(shí)對(duì)酸、堿、醇、醚等化學(xué)物質(zhì)均具有良好的穩(wěn)定性,特別是對(duì)一些無(wú)機(jī)或有機(jī)酸及堿都有較好抗腐蝕性。該彈性體具有優(yōu)異的耐天候老化作用,實(shí)驗(yàn)表明,在大氣下曝露3年,其表面沒(méi)有白化現(xiàn)象。另外,由于不含極性基團(tuán),電氣絕緣性極佳?？梢哉f(shuō),動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體是利用橡塑共混實(shí)現(xiàn)材料性能優(yōu)化一個(gè)范例,也是目前聚烯烴型熱塑性彈性體開(kāi)發(fā)最為成功的一種彈性體。動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體具有熱固性橡膠的彈性,同時(shí)又具有塑料的強(qiáng)度。其成型加工工藝簡(jiǎn)單,廢料可循環(huán)利用,加工周期短,耗能低,被稱(chēng)為“第三代合成橡膠”,正逐步取代傳統(tǒng)的熱固性橡膠。廣泛應(yīng)用于建筑工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、電線電纜及家用橡膠制品等領(lǐng)域。本文將重點(diǎn)介紹其在建筑工業(yè)上的應(yīng)用。

2動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體在建筑工業(yè)上的應(yīng)用

2.1玻璃幕墻、商業(yè)櫥窗和天窗等密封件

動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體能很好地滿足鋁框或木框和玻璃間的預(yù)裁密封膠條以及鋁框和聚碳酸酯間的預(yù)裁密封膠條的要求,廣泛應(yīng)用于高層建筑玻璃幕墻(5層以上建筑),商業(yè)建筑櫥窗及天窗(5層以下的建筑)密封件上。該熱塑性彈性體可熱力焊接,免除了昂貴的熱固性橡膠嵌件焊接,同時(shí)避免了費(fèi)時(shí)和有損環(huán)境的粘合劑的使用。與傳統(tǒng)氯丁橡膠相比,動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體除具有價(jià)格上的優(yōu)勢(shì),還具有更優(yōu)良的抗老化和抗疲勞性能,壓縮形變優(yōu)于三元乙丙橡膠,同時(shí)易著色,可選用不同配色以達(dá)到色彩協(xié)調(diào)。美國(guó)Monsanto公司生產(chǎn)的Santoprene熱塑性彈性體已廣泛應(yīng)用于玻璃幕墻、商業(yè)櫥窗及天窗等密封件,且有十多年的認(rèn)可記錄。

2.2門(mén)窗密封條

動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體具有低壓縮變形、優(yōu)良的耐候性、低溫下的柔韌性、良好的隔空氣及雨水和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),能較好地滿足門(mén)窗密封的要求。該彈性體加工方便,可擠出不同形狀和厚度的異型材,以滿足特定門(mén)窗密封條的要求。在長(zhǎng)時(shí)間紫外光照射下其拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)保持率達(dá)90%以上,且能承受巨大的溫差變化。與傳統(tǒng)門(mén)窗密封條材料如熱固性氯丁橡膠、三元乙丙橡膠和柔韌性PVC相比,動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體不僅性能更加優(yōu)良,而且還可與其他TPE和硬性聚烯烴(如PP和PE)共擠成型,這有助于收縮穩(wěn)定及易于安裝部件,大大提高其密封性。

2.3防水卷材或片材

在土木建筑上,用于層頂、水壩及水庫(kù)所用的防水卷材或片材,最初用丁基橡膠(IIR),后逐漸采取與EPDM并用的方法,直到單獨(dú)用EPDM。動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體不僅在性能上可完全取代上述材料,且具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。在這類(lèi)熱塑性彈性體中,不含極性基團(tuán),EPDM橡膠已完全交聯(lián),具有良好的防止?jié)B水效果和絕緣性,同時(shí)其耐紫外線、耐臭氧性較好,能較長(zhǎng)期地戶外使用。利用高吸水性樹(shù)脂與動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體共混,提高防水性和實(shí)現(xiàn)特定高性能化的動(dòng)向正在形成。動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體還可用于路面接縫,也可與其他聚烯烴(PP或PE等)共擠成型,改善抗磨損性能。

3結(jié)語(yǔ)

北美地區(qū)是熱塑性彈性體最主要的市場(chǎng)。1996~2000年,該地區(qū)市場(chǎng)的年均增長(zhǎng)率將達(dá)到6%。按照FreedoniaGroup公司的預(yù)測(cè),該地區(qū)熱塑性彈性體用量增長(zhǎng)最快的部門(mén)是建筑業(yè),平均年增長(zhǎng)率達(dá)11%。隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展和人們對(duì)傳統(tǒng)建筑材料的重新認(rèn)識(shí),以及不同牌號(hào)動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體的問(wèn)世和新的加工成型方法的開(kāi)發(fā),其在建筑業(yè)上必將會(huì)有更寬廣的應(yīng)用前景。