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改性PP在家电中的应用

家用电器——主要指在家庭及类似场所中使用的各种电气和电子器具,又称民用电器、日用电器。

家用电器使人们从繁重、琐碎、费时的家务劳动中解放出来,为人类创造了更为舒适优美、更有利于身心健康的生活和工作环境,提供了丰富多采的文化娱乐条件,已成为现代家庭生活的必需品。

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国外通常把把家电分为4类:白色家电、黑色家电、米色家电(信息产品)和新兴的绿色家电(高效节能可回收再利用)。

家用电器的分类按产品的功能、用途分类

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塑料材料在家用电器上的应用进程:


四大通用塑料材料:即聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及工程塑料丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚合物(ABS)都是家电中常用的塑料材料。

1PP材料的特点


因此,必须对其进行改性,才能满足于家电性能的需求。


PP的改性

根据产品的要求和用途,可以用共混、填充、增强、添加助剂,以及共聚、共混、交联等方法加以改性。

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PP改性材料性能的差异性及改进措施

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1、矿物填充改性PP

矿物质填充改性是最广泛采用的改性途径。

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矿物填料种类改性效果


矿物填充改性PP在冰箱上的应用

近年来,原材料价格的大幅度飙升,出现了大量的PP材料成功替代ABS和聚苯乙烯。

选用矿物质增强、增韧PP材料替代聚苯乙烯材料注塑冰箱抽屉后,每吨原材料可以节约成本1500~2000元。

很多冰箱企业的冰箱台面板也换用了矿物质增强增韧PP材料。

矿物填充改性PP在电饭煲上的应用

电饭煲对材料性能的要求:

用于电饭煲上的塑料制件的PP改性材料主要分为高光泽类和耐热类,

电饭煲外壳——较高的光泽度、低收缩性;

电饭煲底座——较高的耐热性;

电饭煲的外壳材料:主要采用改性PP来替代ABS

电饭煲外壳材料的改性:

1、可以通过矿物填充的方法改善收缩性,在矿物的选择上要选择对表面光泽影响小的玻璃微珠,硫酸钡,碳酸钙等;

2、通过成核剂、润滑剂、荧光剂等来改善表面光泽。

矿物填充改性PP在微波炉上的应用

微波炉是一种用微波(电磁波)加热食品的现代化烹调灶具。

微波炉由电源、磁控管、控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4000伏高压,磁控管在电源激励下,连续产生微波,再经过波导系统,耦合到烹调腔内。在烹调腔的进口处附近,有一个可旋转的搅拌器,因为搅拌器是风扇状的金属,旋转起来以后对微波具有各个方向的反射,所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内。微波炉的功率范围一般为5001000瓦,从而加热食物。

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矿物质的加入,在PP材料本身较高的耐热温度的基础上,使其耐热温度进一步得到提高,以适应微波炉对高温的要求。

2、耐候改性PP

由于PP含有不稳定的叔碳基团,使分子链上交替出现叔碳原子,而叔碳原子对紫外线很敏感,极易发生氧化反应,导致聚丙烯的耐氧化性和耐辐射性差,经光、热、氧作用后,易发生老化降解而导致变色、强度下降等问题,从而限制了其在户外制品上的应用。

耐候改性的目的:可以大幅度提高PP材料在户外恶劣气候条件下的使用寿命。

耐候改性剂:氧化锌、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或乳白填料等可使聚丙烯改善其耐老化性能。

耐候改性PP的应用

该改性料主要用于制造常年在露天使用的家用电器,尤其是用于制造空调器室外主机外壳,以替代传统的金属喷塑外壳。

空调器室外机外壳要经受日晒、雨淋、严寒等不同气候条件的考验,且要满足长期使用要求。

除了空调器室外机外壳,空调室外机轴流风叶和暖风机出风口等也用到耐候PP

近几年,随着空调器产量的增长,改性耐候PP在该产品市场的应用也逐渐增多。

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塑料代替金属喷塑技术——最早是由日本住友和三菱化学株式会社合作于20世纪90年代初开发成功并投入使用的,这种技术克服了原来的金属喷塑外壳所存在的制作工艺复杂、成本高、重量较大、容易生锈(可影响整机性能和使用寿命)等缺点,最终减轻了工人的劳动强度、降低了能耗、延长了使用寿命。

3、阻燃改性PP

阻燃改性PP——是指具有阻燃性能的改性PP 塑料。

改性料厂家采用PP原料+阻燃剂、色母等用单螺杆塑化而成。

建议:用PP原料+阻燃母料+色母粒的方法生产,在同等阻燃效果下,比阻燃PP节约至少1000多元的成本/吨。

阻燃改性的PP的应用

为了避免火灾,许多国家都要求家用电器产品中具有潜在燃烧危险的的电子、电气元器件所用材料必须具有阻燃性。

PP的高结晶和易燃性使其达到电气及其他行业所需要高阻燃级别困难,且成本增加较多,但随着社会对塑料制品阻燃要求的提高,阻燃PP的比例会随之增加,目前阻燃PP的用量年增长率为8%

由于PP属于易燃材料,因此目前市场上一般使用Br/Sb复合体系阻燃剂来对其进行阻燃改性。通过阻燃改性,PP产品能够达到UL94V-0级,并且能耐650甚至750灼热丝而不起燃。

2:改性PP阻燃级别及应用比例

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UL94V-0级:

对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下

UL94V-2级:

样品进行两次10秒的燃烧60秒内可以有燃烧物掉下,滴落的微粒可点燃棉花.

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PP环保无卤阻燃剂

PP阻燃剂是PP专用环保阻燃剂属氮磷阻燃剂,是专为聚丙烯而开发的无卤、膨胀型阻燃剂。它是由具有协同作用的含磷含氮化学物聚合而成的,在聚丙烯中有良好的相容性,对塑料的机械性能影响很小,同时在加工过程有优良的加工稳定性。

PP专用环保阻燃剂不同于含卤型阻燃剂,在燃烧过程中通过产生致密的膨胀碳层达到隔热隔绝空气阻燃的目的,而不会有刺激性卤化氢气体以及黑烟产生,是一种环保型阻燃剂。

阻燃改性PP应用实例

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4、玻纤增强改性PP

增强改性——纤维状材料既大径厚比的材料加入到塑料中,可以显著提高塑料材料的拉伸强度和弯曲模量(刚性)。

玻纤增强改性PP—— PP本身因自身性能的缺陷不适合用作工程结构件,使用纤维增强后方可制作工程结构件。

玻纤的要求:

①含量一般不超过40%

②纤维长度大于0.2mm时产生改性效果;

③玻纤的直径在十几个微米时效果较好;

④玻纤含量增大时,增强PP的加工流动性相应下降。

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3:玻纤增强改性PP性能对比

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通过玻璃纤维增强的PP产品的机械性能能够得到成倍的提高。这样的机械强度完全可以与ABS及增强ABS产品相媲美,并且更耐热。

玻纤增强改性PP的应用

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改性PP发展趋势及展望

个性化的新式绿色家电产品的不断涌现,对PP改性也提出了更高的要求,PP改性技术和改性材料的发展将围绕以下几个方面展开并呈现出良好的态势。

1. 高刚性、高光泽PP

这种产品将在某些家电,特别是小家电产品中取代PSABS

2. 无卤阻燃PP

欧盟RoHS法令的实施,和对环境保护的重视,无卤阻燃PP的发展前景广阔,无卤膨胀阻燃剂得到了发展的契机。

3. 长玻纤增强PP

长玻纤增强PP克服短玻纤易翘曲,冲击强度低,受热容易变形的缺陷,制品有较好的表面、较高的使用温度、较高的冲击强度,可应用于冰箱以及耐热性比较高的厨用电器等。

4. 玻纤增强阻燃PP

随着人们对火灾的危害性的重视,很多家用电器和车用塑料都提出了防火、阻燃的概念。阻燃增强PP料的研发,玻纤增强PP无卤阻燃剂的开发并成功地应用在家电行业和汽车行业的玻纤增强阻燃PP材料中,部分取代了ABSPBT的使用,取得良好的经济效益。

5.抗菌PP

这种塑料是一种自身具有杀菌、抑菌性能的新型功能高分子材料,可应用于洗衣机内胆、电冰箱内塑料制件等,前景广阔。


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