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家电用塑料原料及其改性技术的发展

家用电器种类繁多,按其用途可分为:厨房电器、家务电器、视听电器、空调类电器、医疗健身类电器以及其他类家用电器。在家电用塑料材料中,大约90%为热塑性塑料,其余为热固性塑料;在热塑性塑料中,大部分是通用塑料,如:PP、PS、PVC、PE等;所使用的工程塑料主要有ABS、AS、PA、PC、POM、PPO、PPS、PET、PBT、PMMA、LCP、PEEK、PSF、PUR等。热固性塑料通常包括酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等。


近年来,PP因具备优良的综合性能、价格低、密度小等方面的特点而成为家电中用量增长快且大的塑料品种。特别是近年来开发的高光泽PP在替代ABS方面得到了大量应用。PP在家用电器中主要被用于制作洗衣机的内外筒、底座、脱水桶、盖板,电视机的壳体、后盖,电风扇的外壳件,电冰箱的门胆、透明抽屉以及微波炉等小家电外壳件。目前,其在家用电器中的用量约占30%左右。


PS过去主要被用于制作家电透明件,现在则被更多的用作泡沫包装材料;HIPS通常被用于制作电冰箱的门胆、内胆、蔬菜箱、肉盘、冰盒,电视机、计算机、录音机、空调器、吸尘器、电话机、电子琴及其他家用电器的壳体,录音录像带盒,键盘等。在HIPS中,具有高光泽、高流动、耐环境应力开裂的品种发展快。


PVC在家电中应用不多,一般是被用作电冰箱密封条和一些小注塑件,但PVC/ABS、PVC/PS合金由于成本低,可以替代ABS和HIPS而被用于电视机壳、电风扇、吹风机、洗衣机内桶、吸尘器等要求阻燃的部件的制作。


PE主要被用于制作家电中要求不高的非受力件,,如洗衣机和吸尘器的波纹管。


在家电用工程塑料中,ABS的用量居一位,主要被用于制作电冰箱的内衬,电视机、计算机、录音录像机、空调器、吸尘器、电话机、电子琴及其他小家电的壳体及其内部结构件。其中,家电中的透明外部件及冰箱的内部透明件是采用透明ABS制作的。


AS可用于制作冰箱蔬菜盘、电器开关、小家电透明件等。


PC因具有韧性好、透明、高低温性能好、具自熄性等特点,被大量用于电吹风、电热器中对耐热和阻燃要求较高的透明罩壳的制作。此外,PC还可用于制作对光学性能要求较高的光碟,PC/ABS合金则被用于手机外壳等的制作。


PA系列通常被用于家电中的齿轮、轴承及滑动类零件的制作。


POM具有良好的综合性能,过去主要被用于制作家电齿轮、轴套及滑动类零件。近年来,POM合金在精密结构件中得到了广泛的应用。


改性PPO属耐热工程塑料,综合性能好,有自熄性,因此,通常被用于制作电视机和收音机的零部件、插座、绝缘支撑体、线圈骨架等。


经纤维增强后的PBT可以制作线圈骨架、变压器外壳等;PET主要被用作录音录像带的基材。近年来,由于PET价格相对较低,使得各类PET与通用塑料的共混合金可以替代其他工程塑料而在小家电中得到大量应用。

PPS、LCP、PEEK等一般被用于制作高耐热的精密结构件,如计算机的接插件等。


PUR在家电中可被用于制作弹性零件,如电饭煲的密封圈。PUR更多的被用作硬质泡沫塑料,在冰箱中起到隔热、在电饭煲中起到保温的作用。


在热固性塑料中,酚醛塑料主要被用于制作电热类电器底板、开关、接线板、纤维增强零部件等;胺基塑料主要用于制作旋钮、耐热壳体、装饰贴面等;环氧树脂主要用于印刷电路板和封装材料的制作。


家电行业的快速发展及其对塑料的大量需求,促进了整个塑料工业的发展,合成出一批家电专用的树脂,如聚丙烯EPS30R、透明ABS、透明PA、高分子量PS、高光泽PS、高熔体强度PC等。此外,塑料改性技术也得到进一步完善和提高,例如,聚合物接枝马来酸酐技术、高流动PP和高光泽PP的制备技术以及PC/ABS合金、PVC/ABS合金、透明PP、阻燃ABS等的制备技术。而塑料合金对相容剂的大量需求则促进了相容剂制备技术的发展。其中,各种马来酸酐接枝物、MS树脂、SEBS、SEDS、EAA、4IP、IO、SPS、EVOH等一批可用作增容剂的聚合物制备技术已经成熟,其合成产物得到了广泛的应用。塑料增韧的需求则促进了热塑性弹性体的快速发展,目前,POE、EPDM、SIS、TPU、SEBS、聚酯弹性体等热塑性增韧剂已在塑料中得到广泛应用。同时多种粉末橡胶在塑料中的应用正在快速增长。


改性技术的发展和家电的需求也促进了一些助剂及其应用技术的发展。例如,对无卤阻燃剂的需求使得磷系、氮系、硅系、硼系阻燃剂和氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂的应用领域得到扩大;成核剂在PP、PET中的应用有效地改善了塑料的性能;在薄壁和高光泽制品原料中广泛使用了流动改性剂和光亮剂;由于玻纤增强塑料的广泛使用,使得新的助剂——玻纤外露防止剂应运而生;冰箱、洗衣机、电话机的抗菌需求则促进了纳米抗菌剂的应用。


此外,以改善综合性能、提高电绝缘性为目的的用于热塑性塑料的交联技术也得到广泛应用;伴随着一些家电对屏蔽方面的要求,促进了导电塑料的发展;家电的低成本要求则对废塑料再利用技术的发展产生了积极推动作用;为了适应环保要求,一些家电企业正在使用PE、PP泡沫替代传统的EPS泡沫用于家电的包装中,有些企业还对可降解EPS包装进行了研究。一般,冰箱保温层为聚氨酯泡沫,由于使用的氟利昂发泡剂对臭氧层有破坏作用,目前全世界的相关企业正在进行氟利昂替代品的研究和开发工作。


尽管中国已成为家电生产大国,但在家电用塑料原料方面,与国外相比仍有较大的差距。具体表现在:可规模生产的树脂品种少。家电涉及的工程塑料种类及专用料牌号很多,由于工程塑料的合成技术含量高、投资大,因此,受资金和技术的限制,国内工程塑料工业还处于较低层次,仅可提供部分品种的通用工程塑料,而大部分家电用塑料品种,如用于共混改性的相容剂、热塑性弹性体等主要还是依赖进口。此外,许多塑料助剂在国内尚属空白,专用料品种牌号少,改性技术的研究和应用与国外相比还具有一定差距。


近年来,国内每年平均进口工程塑料100万吨,已成为工程塑料进口大国,,并且每年以18%的速率递增。


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