電子電器材料應用
一.聚丙烯 英文名稱:Polypropylene 簡稱:PP
作為通用材料之一PP,具有優良的綜合性能、良好的化學穩定性、較好的成型加工性能和相對低廉的價格;它也是存在著強度、模量、硬度低,耐低溫沖擊強度差,成型收縮大,易老化等缺點。因此,必須對其進行改性,以使其能夠適應產品的需求。對 PP 材料的改性一般是通過添加礦物質增強增韌、耐候改性、玻璃纖維增強、阻燃改性和超韌改性等幾個途徑,每一種改性 PP 在家用電器領域都有著大量應用。
(1)填充改性 PP 塑料
礦物質填充改性是采用的改性途徑。向 PP 原料中添加碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、玻璃微珠、云母粉等礦物質。這些礦物質不僅可以在一定程度上改善 PP 材料的機械性能和沖擊韌性,降低 PP 材料的成型收縮率以加強其尺寸穩定性,并且由于礦物質與 PP 基體在成本上的巨大差別,可以大幅度降低 PP材料的成本。
目前,礦物填充改性 PP 在家電中的應用部位主要包括:波輪洗衣機和滾筒洗衣機的內桶、波輪和取衣口等部件;微波爐的密封條、揚聲器喇叭口、喇叭支架;冰箱的擱物架;電飯煲的外殼和底座等。
(2)耐候改性 PP
由于 PP 含有不穩定的叔碳基團,經光、熱、氧作用后,易發生老化降解而導致變色、強度下降等問題,從而限制了其在戶外制品上的應用。因此,通過對 PP 進行耐候改性,可以大幅度提高 PP 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在露天使用的家用電器,尤其是用于制造空調器室外主機外殼,以替代傳統的金屬噴塑外殼。除了空調器室外機外殼,空調室外機軸流風葉和暖風機出風口等也用到耐候 PP。近幾年,隨著空調器產量的增長,改性耐候PP 在該產品市場的應用也逐漸增多。
(3)阻燃改性 PP
為了避免火災,現在許多國家都要求家用電器產品中的電子、電氣元器件所用材料必須具有阻燃性。在阻燃 PP 中,有 63%的要求達到 UL94V-0 級,23%要求達到 UL94V-2 級,12%為 DIN4102B1 級,1%為其他阻燃級別。PP 的高結晶和易燃性使其達到電氣及其他行業所需要高阻燃級別困難,且成本增加較多,但隨著社會對制品阻燃要求的提高,阻燃 PP 的比例會隨之增加,目前阻燃 PP 的年增長率為 8%。
由于 PP 屬于易燃材料,因此目前市場上一般使用 Br/Sb 復合體系阻燃劑來對其進行阻燃改性。通過阻燃改性,PP 產品能夠達到 UL94V-0 級,并且能耐 650℃甚至 750℃灼熱絲而不起燃。這種阻燃改性的 PP材料一般被用于制作諸如電視機外殼、洗衣機控制盤座、線控器殼、冰箱蒸發皿、通風道等具有潛在燃燒危險的部件。
(4)玻纖增強改性 PP
通常,PP 材料的拉伸強度在 20M~30MPa 之間,彎曲強度在 25M~50MPa 之間,彎曲模量在 800M~1500MPa 之間。如果要想把 PP 用在工程結構件上,就必須使用玻璃纖維進行增強。一般來說,通過玻璃纖維增強的 PP 產品的機械性能能夠得到成倍甚至數倍的提高。具體來說,拉伸強度達到了 65MPa~90MPa,彎曲強度達到了 70MPa~120MPa,彎曲模量達到了 3000MPa~4500MPa,這樣的機械強度完全可以與 ABS 及增強 ABS 產品相媲美,并且更耐熱。一般 ABS 和增強 ABS 的耐熱溫度在 80℃~98℃之間,而玻璃纖維增強的 PP 材料的耐熱溫度可以達到 135℃~145℃。
它可以被用來制作冰箱、空調等制冷機器中的軸流風扇和貫流風扇,其成本要比 ABS 增強產品低很多。此外,它也可以用于制造高轉速洗衣機的內桶、波輪、皮帶輪以適應其對機械性能的高要求,用于電飯煲底座和提手、電子微波烤爐等對耐溫要求較高的場所。
改性PP目前有4個主要發展方向:
1.高剛性、高光澤 PP。這種產品將有可能在某些家電,特別是小家電產品中取代 PS 和 ABS。
2.無鹵阻燃 PP。歐盟 RoHS 法令的實施,各國對環境保護的重視,無鹵阻燃PP的研發成功已經悄然上市,且市場有較好的賣點。
3.長玻纖增強 PP。普通的短玻纖增強 PP,由于含有的玻纖短,易翹曲,沖擊強度低,受熱容易變形,長玻纖能夠克服短玻纖的上述缺陷,且制品具有較好的表面、較高的使用溫度、較高的沖擊強度,已應用于冰箱以及耐熱性比較高的廚用電器等。
4.抗菌 PP。這種是一種自身具有殺菌、抑菌性能的新型功能高分子材料,可應用于洗衣機內膽、電冰箱內制件等,前景廣闊。
二.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (簡稱ABS)
ABS樹脂是一種共混物,這三者的一般比例為20:30:50(熔點為175℃)。只要改變其三者的比例、聚合方法、顆粒的尺寸,便可以生產出一系列具有不同沖擊強度、流動特性的品種,如增加丁二烯的組份,則其沖擊強度會得到提高,但是硬度和流動性就會降低,強度和耐熱性亦變差。
ABS是一種綜合性能十分良好的樹脂,無毒,微黃色,在比較寬廣的溫度范圍內具有較高的沖擊強度,熱變形溫度比PA、PVC高,尺寸穩定性好,收縮率在0.4%-0.8%范圍內,若經玻纖增強后可以減少到0.2%-0.4%,而且絕少出現塑化后收縮。
ABS具有良好的成型加工性,制品表面光潔度高,注塑加工過程配備蒸汽模具和氮氣輔助,且具有滿足免噴涂和消除表面縮影,良好的涂裝性和染色性,也可電鍍成多種色澤。
ABS尚具有良好的配混性,可與多種樹脂配混成合金(共混物),如PC/ABS、 ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,使之具有新的性能和新的應用領域,ABS若與PMMA摻混可制成透明ABS,透光率可達80%。
由于ABS有高的光澤和易成型性,成型后低的收縮率,所以在家電和小家電中更有著廣泛的市場,如電視機,有些廠家大屏幕電視機的前后殼體使用阻燃 ABS制成,家用傳真機、音響、VCD中也大量選用ABS為原料,電風扇、空調、冷氣機、吸塵器中也使用了很多 ABS制作的零件,廚房用具也大量使用了ABS制作的零件。
三.聚對苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylene terephthalate(簡稱PBT)
PBT為乳白色半透明到不透明、結晶型熱塑性聚酯。具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性,自潤滑、低摩擦系數,耐候性、吸水率低,僅為0.1%,在潮濕環境中仍保持各種物性(包括電性能),電絕緣性,但體積電阻、介電損耗大。耐熱水、堿類、酸類、油類、但易受鹵化烴侵蝕,耐水解性差,低溫下可迅速結晶,成型性良好。缺點是缺口沖擊強度低 ,成型收縮率大 。故大部分采用玻璃纖維增強或無機填充改性,其拉伸強度、彎曲強度可提高一倍以上,熱變形溫度也大幅提高??梢栽?40℃下長期工作,玻纖增強后制品縱、橫向收縮率不一致,易使制品發生翹曲。




4.合金PC/ABS
未完待續