發(fā)布時(shí)間:2018/3/20 8:47:38 來源:家電網(wǎng) 編輯:中國家裝家居網(wǎng)
一、行業(yè)整體情況
在“十二五”規(guī)劃的推動(dòng)下,我國家電行業(yè)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)型升級(jí),由智能家電制造大國轉(zhuǎn)變成智能家電制造強(qiáng)國,其中新材料、新技術(shù)、新能源的應(yīng)用至關(guān)重要。目前家電材料因其外觀光滑度與剛度要求,應(yīng)用較多的以ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈聚合物)和HIPS(抗沖擊性聚苯乙烯)材料為主。在許多具有安全防火要求的應(yīng)用領(lǐng)域,諸如電視機(jī)外殼、洗衣機(jī)電機(jī)外殼等,阻燃ABS、HIPS被廣泛使用以滿足家電制件對(duì)于阻燃防火方面的性能要求。但是,這兩種材料存在兩方面的不足:一是價(jià)格偏高,由于ABS和HIPS合成使用的原料多樣,加上合成方法及工藝較復(fù)雜,造成樹脂原料價(jià)格較高;二是耐黃變及抗老化性能一般,ABS和HIPS樹脂受材料結(jié)構(gòu)限制,在長期使用中材料會(huì)發(fā)生黃變及老化現(xiàn)象,影響材料的使用,在淺色家電上尤為顯著。
隨著家電行業(yè)競爭日趨白熱化,家電生產(chǎn)企業(yè)對(duì)材料的性能要求與成本要求也越來越高。PP材料憑借低廉的價(jià)格、優(yōu)異的耐黃變及抗老化性能、較好的成型加工性能等優(yōu)點(diǎn)逐漸得到生產(chǎn)商的青睞。
二、阻燃PP市場分布
從地區(qū)分布情況來看,目前我國的阻燃PP生產(chǎn)企業(yè),主要集中在長三角地區(qū)和珠三角地區(qū),數(shù)據(jù)顯示,這兩個(gè)區(qū)域占到了全國阻燃PP總產(chǎn)量的約85%。
雖然目前國內(nèi)阻燃PP的生產(chǎn)技術(shù)、規(guī)模化程度相比國外仍有一定差距,且相比國外生產(chǎn)企業(yè),國內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)品穩(wěn)定性、產(chǎn)品附加值等方面,依舊處于相對(duì)落后的階段。但是,國內(nèi)改性塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,尤其是以金旸(www.jinyoung.cn)為代表的技術(shù)型企業(yè),其阻燃技術(shù)的開發(fā)水平處于國內(nèi)行業(yè)前列,特別是在阻燃PP的技術(shù)研發(fā)、市場規(guī)模等方面已逐步接近甚至趕超國外同類企業(yè)。
三、阻燃PP應(yīng)用于家電產(chǎn)品的性能要求
阻燃PP主要集中應(yīng)用于黑色家電,因?yàn)榘咨译妼?duì)美觀要求較高,而阻燃PP在這方面的表現(xiàn)依然不夠理想。阻燃PP具有易加工、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì),被大量應(yīng)用于一些對(duì)材料性能要求不高,尤其是對(duì)耐熱性要求一般的元件,例如電腦機(jī)箱內(nèi)的接線端子、墻壁開關(guān)等,阻燃PP材料能較好地滿足產(chǎn)品需求的同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。也正因?yàn)槿绱耍枞糚P在電機(jī)、骨架線圈等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。下面介紹幾類應(yīng)用于家電產(chǎn)品的阻燃PP材料性能要求。
1.洗衣機(jī)電機(jī)外殼
洗衣機(jī)內(nèi)的電機(jī)外殼,主要對(duì)洗衣機(jī)的馬達(dá)起到固定保護(hù)的作用。在洗衣機(jī)高速脫水的過程中,部分制件可能會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)摩擦而產(chǎn)生火花。為了電機(jī)更安全地運(yùn)作,許多生產(chǎn)企業(yè)對(duì)電機(jī)外殼材料提出了阻燃要求。為此,金旸研發(fā)了可以滿足家電企業(yè)要求的阻燃PP產(chǎn)品,其各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。
表1 金旸阻燃PP外殼性能測(cè)試數(shù)據(jù)
項(xiàng)目
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測(cè)試條件
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測(cè)試方法
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指標(biāo)
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拉伸強(qiáng)度/MPa
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斷裂點(diǎn)50mm/min
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GB/T 1040.1-2006
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65
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斷裂拉伸率/%
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斷裂點(diǎn)50mm/min
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GB/T 1040.1-2006
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3.5
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彎曲強(qiáng)度/MPa
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跨度64mm,2mm/min
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GBT/T9341-2008
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95
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彎曲模量/MPa
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跨度64mm,2mm/min
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GBT/T9341-2008
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6500
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缺口沖擊強(qiáng)度/KJ*m-2
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懸臂梁23℃,2.75J擺錘
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GB/T 1843-2008
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11
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熱變形溫度/℃
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-
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GB/T 1634.1-2004
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145
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阻燃性
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-
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UL94
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V0
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密度/g*cm-1
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2.5mm厚
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GB/T 1033-2008
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1.44
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收縮率/%
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-
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GB/T 15585-1995
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0.5~0.8
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熔體質(zhì)量流動(dòng)
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230℃,2.16kg
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GB/T 3682-2000
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10
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2.家電插座外殼
家電插座開關(guān)屬于小家電一類,家電插座的插套及起連接作用的端子使用阻燃材料制成。按目前建筑住宅樓的標(biāo)準(zhǔn)估算,住宅對(duì)于插座的需求量約為8億個(gè)。
國內(nèi)插座企業(yè)為了提升產(chǎn)品價(jià)格競爭力,逐漸開始用阻燃PP取代阻燃ABS來制作家用插座外殼。金旸阻燃PP滿足了插座企業(yè)對(duì)材料的性能要求,其應(yīng)用于插座制件的阻燃PP產(chǎn)品各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)見表2。
表2 家用插座對(duì)材料的要求
項(xiàng)目
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測(cè)試條件
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測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
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指標(biāo)
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灼熱絲
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1.6mm
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IEC 60695-2-12
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850 ℃
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漏電起痕指數(shù)
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-
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IEC 60112
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450 V
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阻燃性
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2mm
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UL94
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V2
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熱球壓痕
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125℃
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-
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<2mm
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熱氧老化
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100℃,96h
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-
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△E<2
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落錘沖擊
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-15℃ 放置16h,1kg落錘,高度50cm
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-
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允許制品開裂,但不能對(duì)里面的金屬元件造成損壞
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表3 阻燃ABS與阻燃PP在成本上的比較
材料
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密度/g*cm-1
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單件減重
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單件降本
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阻燃ABS
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1.18
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-
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-
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阻燃PP
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0.98
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20%
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37%
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由表3可以看出,在滿足產(chǎn)品性能要求的前提下,對(duì)比阻燃ABS材料,阻燃PP材料在重量上減輕了20%,成本上降低了37%。正是基于這種顯著優(yōu)勢(shì),目前輕量化、高性價(jià)比的阻燃PP產(chǎn)品已取代大部分傳統(tǒng)阻燃ABS產(chǎn)品。
3.空調(diào)外殼
圖1 阻燃PP與阻燃ABS老化后彎曲強(qiáng)度保持率對(duì)比
家用空調(diào)的室內(nèi)機(jī)外殼,傳統(tǒng)的材料選擇一般為HIPS或ABS,而近些年則逐步出現(xiàn)了耐老化PP的材料替代方案。隨著消費(fèi)者對(duì)室內(nèi)家用電器安全要求的不斷提升,很多空調(diào)企業(yè)開始使用阻燃PP作為室內(nèi)機(jī)外殼的材料。阻燃PP除了能滿足空調(diào)外殼的基本性能和阻燃性能要求外,相比阻燃ABS等材料,在抗老化性能方面也有較明顯的優(yōu)勢(shì)。
四、阻燃PP的改性方向
1.低鹵、低煙環(huán)保型阻燃PP
鹵系阻燃PP材料約占70~80%的阻燃材料市場份額,由于其價(jià)格低廉且阻燃效果穩(wěn)定,目前在大多數(shù)家電應(yīng)用領(lǐng)域難以找到替代品。因此未來相當(dāng)長的時(shí)間里,含鹵阻燃PP仍將是主要的阻燃材料。與此同時(shí),隨著越來越多的新型高效鹵系阻燃劑的開發(fā)成功,為開發(fā)低鹵、低煙環(huán)保型阻燃PP提供了技術(shù)保障。未來,低鹵、低煙環(huán)保型阻燃PP將會(huì)成為材料生產(chǎn)企業(yè)的重點(diǎn)研發(fā)方向。
2.無鹵阻燃型PP
隨著歐盟出臺(tái)ROHS條例,國際上許多公司對(duì)材料中所含的部分物資進(jìn)行了禁止出現(xiàn)或者限量管制等要求。針對(duì)這一情況,無鹵阻燃PP已經(jīng)成為目前業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn),但是無鹵阻燃劑的價(jià)格依然高昂,開發(fā)成本居高不下的難題仍待進(jìn)一步解決。
3.耐老化、高光澤
由于PP含有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)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,從而限制了其在家電尤其是高端戶外家電領(lǐng)域的應(yīng)用。未來,對(duì)阻燃PP進(jìn)行耐老化改性,延長阻燃PP材料長期在惡劣環(huán)境中的使用壽命,是阻燃PP在高端家電領(lǐng)域急需解決的問題。
此外與阻燃ABS、HIPS高光澤表面效果相比,阻燃PP應(yīng)用在家電外觀件中仍然遜色不少。因此,提高阻燃PP表面光澤度和外觀表現(xiàn),將有助于阻燃PP產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。
五、家電阻燃材料的的發(fā)展趨勢(shì)
為了避免火災(zāi),許多國家對(duì)于家用電器中的電子制件、可能存在潛在燃燒危險(xiǎn)的部件,都有著較高的阻燃要求。家電生產(chǎn)企業(yè),為了給使用者營造一個(gè)更安全的用電環(huán)境,提高了許多制件的防火等級(jí)。在PP塑料制件方面,一些原先阻燃性能較低,或者沒有明確阻燃性能要求的PP產(chǎn)品,已經(jīng)逐步提高了材料防火阻燃的要求。
可以預(yù)見,隨著阻燃材料的發(fā)展,將有更多新型阻燃產(chǎn)品持續(xù)研發(fā)出來。作為改性塑料供應(yīng)商,金旸將緊跟家電行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),著力開發(fā)適用于家用電器的新型改性材料,持續(xù)為家用電器提供新型材料解決方案。