TPS苯乙烯类热塑性弹性体加工应用

TPS-苯乙烯类热塑性弹性体（SBS、SEBS、SIS）加工应用

一、SBS-热塑性弹性体

我们的SBS生产装置是依靠国内技术建设起来的，1984年巴陵石化公司采用燕山石化公司研究院的技术工业化成功，90和93年分别在巴陵和燕山建成万吨级工业生产装置，意大利EniChem公司和台湾合成橡胶公司的SBS就是使用中国燕山的技术。1997年茂名石化引进比利时Fina公司生产装置。现在中国已有11条SBS生产线，设计能力23万吨/年。2004年国产SBS世界第一产量26万吨（充油SBS占61％），接近世界产量1/5。

中国是SBS的消费大国，2006年消费量达46.6万吨，约占世界消费量的1/3。同时也是世界SBS的最大进口国（2006年进口17.8万吨）。目前在建SBS的生产能力为22.5万吨/年，预计未来数年SBS的产量大于国内需求量，应用方向市场压力会增大。

SBS最大的市场是鞋材和沥青改性（铺路材料，防水材料等）

1、鞋材

由于SBS质轻、弹性好、美观、耐屈桡、表面摩擦大、耐寒、抗湿滑、着色性佳、透气性良好等优点，广汽应用于鞋材，如皮鞋底（绉片底）、休闲鞋、便鞋、防寒鞋等，但因其耐磨性和耐热性较差，不宜作运动鞋和登山鞋底用。

国内外SBS生产厂不仅生产多种牌号的SBS纯胶，而且还生产许多牌号鞋用SBS混合粒料供鞋厂选用。SBS纯胶在结构上分为星型和线型，而且有不同牌号的充油SBS（一般是充环烷油）

（1）SBS混合粒料

A．配方设计

（a）. SBS

牌号很多，可从各公司的样本根据需要进行选择。表5列举几种国产SBS纯胶和充油胶的性能。

（b）树脂

通过添加树脂（聚苯乙烯、聚—@—甲基苯乙烯、聚乙烯、EVA、聚丙烯、古马隆、松香季戊四醇酯，RX-80树脂等），可以调节SBS的性能，例如硬度、强度、耐磨、老化、流动性、氢化、粘性等。聚苯乙烯树脂（PS）的综合性能最佳，是SBS混合料中的重要添加剂。常用流动性的PS，例如日本Asahi Dow公司的Styron 679.

（c）软化剂（加工油）

软化剂是SBS费用不可的组分，其作用是调节硬度，流动性，并降低成本，充油SBS 可使配炼加工更容易。最常用的是环烷油，芳烃成色深、有毒、不能使用，石蜡油不能改善物性，还会导致喷出。国产克拉玛依KN系列环保型环烷油（例如KN4010等）质量上乘。

（d）填充剂

SBS可以大量添加填充剂。因为，与传统橡胶不完全一样，首先不是为了补胎，因为它的强度来自PS嵌段末端的聚集，使用填充剂的目的主要是降低成本和着色。

炭黑对SBS不补强，碳酸钙和陶土是两种最主要的填充剂。白炭黑适用于半透明（牛筋底）高档鞋。

（e）防护体系

SBS由于没有交联而有大量双键，光、臭氧、紫外线、热对它的劣化作用特强，因此必须添加防老剂和紫外线稳定剂。

◎配方举例

（2）彩色（或本色）、鞋底料（直接注塑底）

[例1]. 中国某厂：

配方：充油SBS（Asaprene 475）150，PS（679）60，RX－80树脂10，环烷油40，轻质碳酸钙45，钛白粉5，硬脂酸锌0.5，抗氧剂3114 1，紫外线吸收剂（UV-9）0.5，颜料适量。

性能：熔体流动速率（E条件）3～10g•（10min）-1，硬度（A）44度；拉伸强度6.37MPa，300％定伸应力3.93MPa，拉断伸长率555％，拉断永久变形14％，撕裂强度19.6KN•m-1，屈桡龟裂（3级）3万次，DIN磨耗指数2.71.

[例2].美国Shell公司Kraton D5119/Kraton D5122混合料

配方：充油SBS（Kraton D4122）155/155，PS 70/100，环烷油50/45，轻质碳酸钙60/55，钛白粉5/5，抗氧剂1010 0.5/0.5

性能：硬度（A）50/65度，熔体流动速率（E条件）22/25g•（10min）-1

（3）办透明高级鞋底料（单片底）

[例1]. 中国某厂：

配方：SBS（Asaprene 475）150，PS（679）15，环烷油7.5，白炭黑10.5，Rx-80树脂12，抗氧剂3114 0.75，紫外线吸收剂0.75，硬脂酸锌0.5；

性能：熔体流动速率（E条件）7g（10min）-1，硬度（A）58度，拉伸强度12.1MPa，300％定伸应力 5.0MPa，拉断伸长率980％，拉断永久变形23％，撕裂强度35KN•m-1，回弹力38％，DIN磨耗指数1.5.

[例2].美国Shell公司配方：

配方：SBS（Kraton 1150）73，SBS（Kraton 1184）27，环烷油58，白炭黑，抗氧剂DLTP 0.5，抗氧剂1010 0.5，紫外线吸收剂UV-P 0.5，硬脂酸锌0.5.

性能：硬度（A）60度，拉伸强度6.5MPa，300％定伸应力2.3MPa，拉伸长率700％，拉断永久变形24％，撕裂强度23 KN•m-1，回弹性45％。

2、. 混炼/造粒

图1 SBS的混炼/造粒流程.

目前，基本上商用高速捏合机或螺带混合机预混、双螺杆挤出机挤出、热切造粒。粒子约为∮4X4圆柱形，直接用于注塑成型。

[例1].某生产线使用的设备

a．螺带混合机：容量1200L，转速70RPM，生产能力600Kg •h-1。

b．双螺杆挤出机：意大利MARLIS TM 150L，螺杆直径∮150，长泾比（L/D）32/1，螺杆转速8～80RPm，生产能力6000 Kg •h-1。

c．注塑：直接成型底是套帮直接注塑，单元底是先注塑出套底，然后与鞋帮冷粘合。Desma等国外进口的注塑机以及国产多工位圆盘注塑机都在国内广泛应用。注塑工艺条件要根据SBS粒料的性能以及注塑机的型号和鞋底尺寸而定。

粘合：SBS是比较难粘合的材料，单元底应先进行卤化处理（次氯酸钠或次氯酸钙/盐酸水溶液，三氯三异氰酸的卤化效果更佳）然后根据鞋帮材料涂适当的粘合剂，