改性PP(聚丙烯)在家用電器中的應(yīng)用
發(fā)布日期： [2010/3/29]
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對聚丙烯材料的改性一般是通過礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌、耐侯改性、玻璃纖維增強(qiáng)、阻燃改性等幾個途徑。每一種改性產(chǎn)品在家用電器領(lǐng)域都有著大量的應(yīng)用。
礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌是最為普遍的改性途徑之一。向聚丙烯原料中添加的礦物質(zhì)通常是碳酸 鈣、滑石粉、硅灰石、玻璃微珠、云母粉等。這些礦物質(zhì)不僅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的機(jī)械性能和沖擊韌性，降低聚丙烯材料的成型收縮率以加強(qiáng)其尺寸 穩(wěn)定性，并且由于礦物質(zhì)與聚丙烯基體在成本上的巨大差別，可以大幅度降低聚丙烯材料的成本。目前，波輪洗衣機(jī)和滾筒洗衣機(jī)的內(nèi)筒一般使用的都是礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌聚丙烯材料，以代替早期的不銹鋼內(nèi)筒。聚丙烯材料經(jīng)礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌后，可克服其原有的強(qiáng)度不足、光澤度不好、收縮太大等問題。這種改性聚丙烯除了用于制作洗衣機(jī)的內(nèi)筒以外，還被用于制作波輪和取衣口等部件，僅海爾集團(tuán)對其每年的用量就在1700t左右（每個洗衣機(jī)內(nèi)筒約 重2kg）.另外，微波爐的很多部件也采用礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌聚丙烯材料制造。由于礦物質(zhì)的加入， 可以在聚丙烯材料本身較高的耐熱溫度的基礎(chǔ)上，使其耐熱溫度進(jìn)一步得到提高，以適應(yīng)微波爐對高溫的要求。例如，微波爐門體的密封條、微波爐揚(yáng)聲器喇叭口、 喇叭支架等都采用了這種改性的聚丙烯材料。此外，冰箱上的擱物架現(xiàn)在也基本采用了礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌聚丙烯材料。由于與玻璃面板可進(jìn)行整體注塑，從而很好地解決了原來ABS材料的面板沁水問題。
耐侯改性聚丙烯材料是由于聚丙烯含有不穩(wěn)定的叔碳基團(tuán)，經(jīng)光、熱、氧作用后，易發(fā)生老化降解而導(dǎo)致變 色、強(qiáng)度下降等問題，從而限制了其在戶外制品上的應(yīng)用。因此，通過對聚丙烯進(jìn)行耐候改性，可以大幅度提高聚丙烯材料在戶外惡劣氣候條件下的使用壽命。該改 性料主要用于制造常年暴露在露天下的家用電器，尤其是用于制造空調(diào)器室外主機(jī)外殼，以替代傳統(tǒng)的金屬噴塑外殼，從而克服了原來的金屬噴塑外殼所存在的制作 工藝復(fù)雜、成本高、重量較大、容易生銹（可影響整機(jī)性能和使用壽命）等缺點(diǎn)，最終減輕了工人的勞動強(qiáng)度、降低了能耗、延長了使用壽命。這項(xiàng)技術(shù)最早是由日 本住友和三菱化學(xué)株式會社合作于20世紀(jì)90年代初開發(fā)成功并投入使用的。
玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料是聚丙烯材料本身的機(jī)械性能距離工程結(jié)構(gòu)件的要求差別很大，一般拉伸強(qiáng)度在20～30MPa之間，彎曲強(qiáng)度在25～50MPa之間，彎曲模量在800～1500MPa之間。如果要想把它用在工程結(jié)構(gòu)件上，就必須使用玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)。一般，通過玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯產(chǎn)品的機(jī)械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高。具體來說，拉伸 強(qiáng)度達(dá)到了65～85MPa，彎曲強(qiáng)度達(dá)到了70～95MPa，彎曲模量達(dá)到了3000～4500MPa。這樣的機(jī)械強(qiáng)度完全可以與ABS和增強(qiáng)ABS產(chǎn) 品相媲美，并且更耐熱。一般，ABS和增強(qiáng)ABS的耐熱溫度在80℃～98℃之間，而玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯材料的耐熱溫度可以達(dá)到135℃～145℃。它 可以被用來制作冰箱、空調(diào)等制冷機(jī)器中的軸流風(fēng)扇和貫流風(fēng)扇，其成本要比ABS增強(qiáng)產(chǎn)品或AS增強(qiáng)產(chǎn)品低很多。此外，它也可以用于制造高轉(zhuǎn)速洗衣機(jī)的內(nèi)筒 以適應(yīng)其對機(jī)械性能的高要求。
阻燃改性聚丙烯材料是為了避免火災(zāi)，現(xiàn)在許多國家都要求家用電器產(chǎn)品中的電子、電氣元器件所用材料必須具有 阻燃性，一般要求達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)的阻燃等級V0級。由于聚丙烯屬于易燃材料，因此目前一般使用Br/Sb復(fù)合體系阻燃劑來對其進(jìn)行阻燃改性。通過阻燃改 性，聚丙烯產(chǎn)品可以做到遇火即熄，并且能耐6500C甚至7500C灼熱絲而不起燃。這種阻燃改性的聚丙烯材料一般被用于制作諸如洗衣機(jī)控制盤座、線控器 殼，冰箱蒸發(fā)皿，通風(fēng)道等具有潛在燃燒危險的部件。
礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌是最為普遍的改性途徑之一。向聚丙烯原料中添加的礦物質(zhì)通常是碳酸 鈣、滑石粉、硅灰石、玻璃微珠、云母粉等。這些礦物質(zhì)不僅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的機(jī)械性能和沖擊韌性，降低聚丙烯材料的成型收縮率以加強(qiáng)其尺寸 穩(wěn)定性，并且由于礦物質(zhì)與聚丙烯基體在成本上的巨大差別，可以大幅度降低聚丙烯材料的成本。目前，波輪洗衣機(jī)和滾筒洗衣機(jī)的內(nèi)筒一般使用的都是礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌聚丙烯材料，以代替早期的不銹鋼內(nèi)筒。聚丙烯材料經(jīng)礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌后，可克服其原有的強(qiáng)度不足、光澤度不好、收縮太大等問題。這種改性聚丙烯除了用于制作洗衣機(jī)的內(nèi)筒以外，還被用于制作波輪和取衣口等部件，僅海爾集團(tuán)對其每年的用量就在1700t左右（每個洗衣機(jī)內(nèi)筒約 重2kg）.另外，微波爐的很多部件也采用礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌聚丙烯材料制造。由于礦物質(zhì)的加入， 可以在聚丙烯材料本身較高的耐熱溫度的基礎(chǔ)上，使其耐熱溫度進(jìn)一步得到提高，以適應(yīng)微波爐對高溫的要求。例如，微波爐門體的密封條、微波爐揚(yáng)聲器喇叭口、 喇叭支架等都采用了這種改性的聚丙烯材料。此外，冰箱上的擱物架現(xiàn)在也基本采用了礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌聚丙烯材料。由于與玻璃面板可進(jìn)行整體注塑，從而很好地解決了原來ABS材料的面板沁水問題。
耐侯改性聚丙烯材料是由于聚丙烯含有不穩(wěn)定的叔碳基團(tuán)，經(jīng)光、熱、氧作用后，易發(fā)生老化降解而導(dǎo)致變 色、強(qiáng)度下降等問題，從而限制了其在戶外制品上的應(yīng)用。因此，通過對聚丙烯進(jìn)行耐候改性，可以大幅度提高聚丙烯材料在戶外惡劣氣候條件下的使用壽命。該改 性料主要用于制造常年暴露在露天下的家用電器，尤其是用于制造空調(diào)器室外主機(jī)外殼，以替代傳統(tǒng)的金屬噴塑外殼，從而克服了原來的金屬噴塑外殼所存在的制作 工藝復(fù)雜、成本高、重量較大、容易生銹（可影響整機(jī)性能和使用壽命）等缺點(diǎn)，最終減輕了工人的勞動強(qiáng)度、降低了能耗、延長了使用壽命。這項(xiàng)技術(shù)最早是由日 本住友和三菱化學(xué)株式會社合作于20世紀(jì)90年代初開發(fā)成功并投入使用的。
玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料是聚丙烯材料本身的機(jī)械性能距離工程結(jié)構(gòu)件的要求差別很大，一般拉伸強(qiáng)度在20～30MPa之間，彎曲強(qiáng)度在25～50MPa之間，彎曲模量在800～1500MPa之間。如果要想把它用在工程結(jié)構(gòu)件上，就必須使用玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)。一般，通過玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯產(chǎn)品的機(jī)械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高。具體來說，拉伸 強(qiáng)度達(dá)到了65～85MPa，彎曲強(qiáng)度達(dá)到了70～95MPa，彎曲模量達(dá)到了3000～4500MPa。這樣的機(jī)械強(qiáng)度完全可以與ABS和增強(qiáng)ABS產(chǎn) 品相媲美，并且更耐熱。一般，ABS和增強(qiáng)ABS的耐熱溫度在80℃～98℃之間，而玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯材料的耐熱溫度可以達(dá)到135℃～145℃。它 可以被用來制作冰箱、空調(diào)等制冷機(jī)器中的軸流風(fēng)扇和貫流風(fēng)扇，其成本要比ABS增強(qiáng)產(chǎn)品或AS增強(qiáng)產(chǎn)品低很多。此外，它也可以用于制造高轉(zhuǎn)速洗衣機(jī)的內(nèi)筒 以適應(yīng)其對機(jī)械性能的高要求。
阻燃改性聚丙烯材料是為了避免火災(zāi)，現(xiàn)在許多國家都要求家用電器產(chǎn)品中的電子、電氣元器件所用材料必須具有 阻燃性，一般要求達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)的阻燃等級V0級。由于聚丙烯屬于易燃材料，因此目前一般使用Br/Sb復(fù)合體系阻燃劑來對其進(jìn)行阻燃改性。通過阻燃改 性，聚丙烯產(chǎn)品可以做到遇火即熄，并且能耐6500C甚至7500C灼熱絲而不起燃。這種阻燃改性的聚丙烯材料一般被用于制作諸如洗衣機(jī)控制盤座、線控器 殼，冰箱蒸發(fā)皿，通風(fēng)道等具有潛在燃燒危險的部件。