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家電用塑料原料及其改性技術的發展

家用電器種類繁多,按其用途可分為:廚房電器、家務電器、視聽電器、空調類電器、醫療健身類電器以及其他類家用電器。在家電用塑料材料中,大約90%為熱塑性塑料,其余為熱固性塑料;在熱塑性塑料中,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。熱固性塑料通常包括酚醛塑料、氨基塑料、環氧樹脂等。


近年來,PP因具備優良的綜合性能、價格低、密度小等方面的特點而成為家電中用量增長快且大的塑料品種。特別是近年來開發的高光澤PP在替代ABS方面得到了大量應用。PP在家用電器中主要被用于制作洗衣機的內外筒、底座、脫水桶、蓋板,電視機的殼體、后蓋,電風扇的外殼件,電冰箱的門膽、透明抽屜以及微波爐等小家電外殼件。目前,其在家用電器中的用量約占30%左右。


PS過去主要被用于制作家電透明件,現在則被更多的用作泡沫包裝材料;HIPS通常被用于制作電冰箱的門膽、內膽、蔬菜箱、肉盤、冰盒,電視機、計算機、錄音機、空調器、吸塵器、電話機、電子琴及其他家用電器的殼體,錄音錄像帶盒,鍵盤等。在HIPS中,具有高光澤、高流動、耐環境應力開裂的品種發展快。


PVC在家電中應用不多,一般是被用作電冰箱密封條和一些小注塑件,但PVC/ABS、PVC/PS合金由于成本低,可以替代ABS和HIPS而被用于電視機殼、電風扇、吹風機、洗衣機內桶、吸塵器等要求阻燃的部件的制作。


PE主要被用于制作家電中要求不高的非受力件,,如洗衣機和吸塵器的波紋管。


在家電用工程塑料中,ABS的用量居一位,主要被用于制作電冰箱的內襯,電視機、計算機、錄音錄像機、空調器、吸塵器、電話機、電子琴及其他小家電的殼體及其內部結構件。其中,家電中的透明外部件及冰箱的內部透明件是采用透明ABS制作的。


AS可用于制作冰箱蔬菜盤、電器開關、小家電透明件等。


PC因具有韌性好、透明、高低溫性能好、具自熄性等特點,被大量用于電吹風、電熱器中對耐熱和阻燃要求較高的透明罩殼的制作。此外,PC還可用于制作對光學性能要求較高的光碟,PC/ABS合金則被用于手機外殼等的制作。


PA系列通常被用于家電中的齒輪、軸承及滑動類零件的制作。


POM具有良好的綜合性能,過去主要被用于制作家電齒輪、軸套及滑動類零件。近年來,POM合金在精密結構件中得到了廣泛的應用。


改性PPO屬耐熱工程塑料,綜合性能好,有自熄性,因此,通常被用于制作電視機和收音機的零部件、插座、絕緣支撐體、線圈骨架等。


經纖維增強后的PBT可以制作線圈骨架、變壓器外殼等;PET主要被用作錄音錄像帶的基材。近年來,由于PET價格相對較低,使得各類PET與通用塑料的共混合金可以替代其他工程塑料而在小家電中得到大量應用。

PPS、LCP、PEEK等一般被用于制作高耐熱的精密結構件,如計算機的接插件等。


PUR在家電中可被用于制作彈性零件,如電飯煲的密封圈。PUR更多的被用作硬質泡沫塑料,在冰箱中起到隔熱、在電飯煲中起到保溫的作用。


在熱固性塑料中,酚醛塑料主要被用于制作電熱類電器底板、開關、接線板、纖維增強零部件等;胺基塑料主要用于制作旋鈕、耐熱殼體、裝飾貼面等;環氧樹脂主要用于印刷電路板和封裝材料的制作。


家電行業的快速發展及其對塑料的大量需求,促進了整個塑料工業的發展,合成出一批家電專用的樹脂,如聚丙烯EPS30R、透明ABS、透明PA、高分子量PS、高光澤PS、高熔體強度PC等。此外,塑料改性技術也得到進一步完善和提高,例如,聚合物接枝馬來酸酐技術、高流動PP和高光澤PP的制備技術以及PC/ABS合金、PVC/ABS合金、透明PP、阻燃ABS等的制備技術。而塑料合金對相容劑的大量需求則促進了相容劑制備技術的發展。其中,各種馬來酸酐接枝物、MS樹脂、SEBS、SEDS、EAA、4IP、IO、SPS、EVOH等一批可用作增容劑的聚合物制備技術已經成熟,其合成產物得到了廣泛的應用。塑料增韌的需求則促進了熱塑性彈性體的快速發展,目前,POE、EPDM、SIS、TPU、SEBS、聚酯彈性體等熱塑性增韌劑已在塑料中得到廣泛應用。同時多種粉末橡膠在塑料中的應用正在快速增長。


改性技術的發展和家電的需求也促進了一些助劑及其應用技術的發展。例如,對無鹵阻燃劑的需求使得磷系、氮系、硅系、硼系阻燃劑和氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機阻燃劑的應用領域得到擴大;成核劑在PP、PET中的應用有效地改善了塑料的性能;在薄壁和高光澤制品原料中廣泛使用了流動改性劑和光亮劑;由于玻纖增強塑料的廣泛使用,使得新的助劑——玻纖外露防止劑應運而生;冰箱、洗衣機、電話機的抗菌需求則促進了納米抗菌劑的應用。


此外,以改善綜合性能、提高電絕緣性為目的的用于熱塑性塑料的交聯技術也得到廣泛應用;伴隨著一些家電對屏蔽方面的要求,促進了導電塑料的發展;家電的低成本要求則對廢塑料再利用技術的發展產生了積極推動作用;為了適應環保要求,一些家電企業正在使用PE、PP泡沫替代傳統的EPS泡沫用于家電的包裝中,有些企業還對可降解EPS包裝進行了研究。一般,冰箱保溫層為聚氨酯泡沫,由于使用的氟利昂發泡劑對臭氧層有破壞作用,目前全世界的相關企業正在進行氟利昂替代品的研究和開發工作。


盡管中國已成為家電生產大國,但在家電用塑料原料方面,與國外相比仍有較大的差距。具體表現在:可規模生產的樹脂品種少。家電涉及的工程塑料種類及專用料牌號很多,由于工程塑料的合成技術含量高、投資大,因此,受資金和技術的限制,國內工程塑料工業還處于較低層次,僅可提供部分品種的通用工程塑料,而大部分家電用塑料品種,如用于共混改性的相容劑、熱塑性彈性體等主要還是依賴進口。此外,許多塑料助劑在國內尚屬空白,專用料品種牌號少,改性技術的研究和應用與國外相比還具有一定差距。


近年來,國內每年平均進口工程塑料100萬噸,已成為工程塑料進口大國,,并且每年以18%的速率遞增。


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