(3)PP改性
石油涨价,使PP声名鹊起,如日中天。现在PP不仅在蚕食ABS和HIPS的地盘,而且还加盟PA6、PBT、PET等工程塑料(PA6/PP合金),挟LFT技术之威,觊觎工程塑料王国。看样子PP是真要崛起了。
PP的崛起是由它自身的条件和目前的石油持续上涨态势、环境保护的严峻形势决定的。没有任何一种塑料具有PP那样的改性潜质,添加、填充、增强、降解、交联、接枝无所不能,从很软的SOFTELL到高结晶PP再到长玻纤增强材料,从发泡到可降解塑料,都有PP的身影。最低的比重、低廉的成本使PP在汽车上的应用具有其它塑料无可比拟的优越性。高光PP的出现和通过填充改性所达到的低收缩率使PP可以替代ABS应用在电子电器领域。但是PP的耐热性有限,尺寸稳定性也不是很好,这限制了PP的更加广泛的应用。
本论坛对PP改性的讨论是最具看点的精彩部分。雁南飞开辟的《名副其实的PP改性专帖 [
2 3 4 ... 10 ]http://plas2006.com//Show.asp?id=152&BoardID=8&TB=1》创下了跟贴94个、浏览次数2735的记录。让我们领略一下里面的旖旎风光。雁南飞提出的问题是,给客户开发的电饭煲用红色PP材料要求没有刺激性气味、水煮不变色和一套比较困难的三高性能(日本的同类产品拉伸强度 = 32MPa,弯曲模量 = 3200MPa,简支梁缺口冲击强度(23度)= 7.5KJ/m2,灰份(矿物质含量) =22.5%)。正当大家猜测是用滑石粉、硫酸钡(雁南飞)还是玻纤(JASON,上海北京顺德)时,KISSME1202语出惊人,是红色颜料创造了奇迹。雁南飞后来成功宣布,“象kissme1202说的一样,我做的这个材料配方很简单,就是颜料的体系,同样的配方(本色与深红色)性能相差很多啊!冲击,拉伸,弯曲都有所提高,尤其是机械性能阿,弯曲模量2800了,没有小日本的强,但是我已经满意了,完全达到客户的数据要求阿。关于水煮问题,要求的是“沸水中煮沸30min不变色”,我们做过试验阿,由于本身是深红色,所以“水蒸气导致塑料制品变成红色”的问题是不存在的,经过测试总色差只有0.5,肉眼辨认无色差。”LEXAN1979揭示了红色颜料改进力学性能的机理,“模量是个大问题,冲击还好说一些,有些红颜料会有成核的作用,比如喹丫啶酮系列,冲击能做到8-9,我们的一个基础配方就是PP粉加的硫酸钡,(紫红色的)模量不够,别的还行。”雁南飞本人也总结说,“红颜料会有成核的作用,也许这的确是红色产品的机械强度高于本色产品的原因呢。”JASON进一步拓展,“颜料,特别是无机颜料,不一定是红色啊。由于存在异相成核作用,不排除对材料的性能有所影响的。”
在这个《名副其实的PP改性专帖 [
2 3 4 ... 10 ]http://plas2006.com//Show.asp?id=152&BoardID=8&TB=1》中,JASSON提出的PP的N-P阻燃很是惹眼。雁南飞在阻燃上的工夫是有目共睹的。他说,“这一阵子,我一直在做PP的无卤阻燃啊,尝试了许多厂家的N-P系阻燃剂,在这里向大家汇报一下:几乎每一家的N-P系阻燃剂都存在这样那样的问题,到现在为止还没有找到一家无可挑剔,尽善尽美的阻燃剂。1.)在阻燃PP产品注塑过程中存在物质析出,导致光泽度下降;2.)挤出时发泡;3.)染色能力不行(上海北京顺德注:热稳定差);4.)阻燃PP产品注塑时温度偏高则变黄变黑。5.)由于N-P系阻燃剂要求30%左右的添加量,导致体系的综合性能可调性下降。”这是一个真正的实验家,善于观察和总结,这是书本上找不到的知识。当时还不认识JASON的KINGKUO也有同感,“这位老兄讲的很实际,无卤阻燃PP开了十几次,试了几家的无卤阻燃剂,我用台州的试生产了一小批,这个厂就在我们公司附近,他们到我公司看,也没有解决问题,据说是我母校一个老师搞的,存在的问题上面这位老兄已经讲过。我做的基本配方是PP 55 阻燃剂 30 PER 5 talc 8 其他 2; 做出来阻燃效果还可以,在35机上做做实验,问题不太大,就是没办法上75机大规模生产,注塑时变色很严重,所以我一直在找PP的无卤阻燃剂,郁闷啊。”可见,我们论坛很少说假话的,这是科学的精神,也是我们论坛的精神。高分子材料先生第一个响应,“关于PP无卤阻燃的的热稳定性问题,其实完全可以解决。在阻燃剂体系中,每一种原料单独的热稳定性都基本高于250度以上,只是配合以后降低了热分解温度,其实也有好的耐高温不变色的阻燃剂,只是成本会有很大的提高,如果不考虑成本因素,我们完全可以提供注塑250度以上的PP无卤阻燃剂。”我们看到了新的希望,可惜高分子材料先生引而不发跃如也。配方健将雁南飞对N-P阻燃PP也感受深切,“低添加高阻燃的溴锑体系怎么能够与现在的高添加量的N-P体系相比呢,前者添加量少,性能可调范围大,光泽度好,后者添加量大,兼之是有机高聚物和无机多聚物的配合,相容性大成问题,加上N-P体系系多组分复配产品,更是产生缺陷的可能性加大,总是出现一些让你意想不到的问题。。。。。。今天上大机挤出又出现了一个新情况:将色板对折2次就发现表面出现起皮分层的现象,用刀挑开起皮处,发现分层很严重,而且层与层之间还有白色粉末掉下来,显然是有机高聚物PP和无机多聚物APP的配合上出现了不相容的情况。”接着JASON谈了他自己使用的几种N-P阻燃剂的情况,由于这些文字的每一个字下面可能躺着几公斤料,我不能不照录如下:
“一般PP阻燃多用APP类型的。也有人推荐N-P复合。科来恩的AP756我也用过,上海一个兄弟的阻燃剂也用过,海以的ANT-6也用过。还有其他的杂七杂八的。这里一起概括一下:
AP756 添加分量25%,基本上不产生发泡膨胀的现象。可以达到1/8 V0。不过不适合加填料。虽然科来恩的人说可以,但是我做的,效果达不到。水煮没有测试,不过科来恩自己也说很难过关。
上海的,添加分量跟AP756差不多。在加工上需要注意温度。基本上还是可以过关的。阻燃方面可以跟AP756媲美。但是耐热方面需要改善。
海以的哄了我一年多。开始说是完全用ANT-6就可以了。加到30%,达不到阻燃效果不说,还不容易分散。后来王履新说要加碳源,我狂倒了很久。
其他的,基本上都是热稳定的问题。容易发泡。
至于工艺上,我一般用高分散的组合加工。雁南飞说的情况我没有碰上。不过根据你的情况,应该是湿润不足造成的。建议改善组合。另,不知道是否成立,一般N-P系列的东西,都不建议加接枝。在PP里面我没有尝试过,但是在尼龙里面,用MCA的,是不允许用接枝的。严重影响阻燃效果。如果真的要增韧,建议用含极性基团的共聚物。例如shanghaipoly说的EMA和EBA。
上面是我对无卤阻燃的一点看法和一些实际使用例子。看法肯定有偏颇的,不过例子是绝对真实的。看完了记得回帖子啊。”
冒号跟着冒号,引号套着引号,做综述真够麻烦的。最佩服JASON和雁南飞这两员配方干将,大做特做,仔细观察,认真思考。这就是做配方的典范。雁南飞紧接着的一些总结非常重要和经验十足,我也不能不照单验收:
“Jason你的无卤阻燃PP有否大批量生产过啊,“至于工艺上,我一般用高分散的组合加工。”这个我现在是真的确信了,原来小试验做的好好的,到了大机上就不行了,因为我们的实验线是分散最好的。
我们的要求是实际上使用的阻燃剂要能够长期供应并且满足客户的挑剔(阻燃性我们测试垂直燃烧UL94V0和灼热丝850度两个性能,至于说机械性能和韧性一般就可以了,别掉地上就摔碎了就可以了,当然太脆太软都不行啦)。
客户的挑剔包括什么呢?
1) 不能要求长时间烘料,最好不用烘;
2) 不能够在模具上残留任何种类的物质(即不析出,不粘模);
3) 不能在注塑过程中出现任何颜色变化(变黄变黑坚决不允许);
4) 不能出现分层现象(以前到还真没发现这一点呢)。
其实这些都是很基本的要求啦。我们也不能说客户挑剔了。”
雁南飞的最后怨气冲天总结道,“阻燃PP要环保,路子倒还是不少,有溴的,无卤的,全MDH的,好几个办法都可以做到啊。可是要想1)密度不加 2)成本不涨 3)不析出不沾模 4)机械性能流动性可调范围宽 5)染色性能好 6)加工容易的六个要求的话基本上就坐不出来了。现在海尔物流就这么要求我啊,要换用环保的阻燃体系,不能影响注塑厂家加工性能(包括熔较时间增加一点也不能够接受),不能够涨价还不允许增加密度,想甩挑子不干都不行,真是秋风秋雨愁煞人啊。”好了,N-P阻燃就暂时综述到这里。所有的经验和教训都在这里,没做过的人和做过没找到答案的人,请认真地读一读这些鲜活的文字记录,对你们是有好处的。
忍者深闺在其帖子《坛中高人哪位了解透明无卤阻燃PP?http://plas2006.com//Show.asp?id=2606&BoardID=40&TB=1》提出的问题是,“哪位了解无卤阻燃PP,前几天有客户管我们要透明无卤阻燃PP,当时就傻眼了,哪里有卖这个阻燃剂?”她进一步证实市场上存在这种东西,“有一次出去开会,听在佛山的一家厂子说在日本看到有使用液体阻燃剂阻燃PP添加在12份就阻燃了,不知道是否是真的?”只有上海北京顺德很不自信地回答,“有可能。第一,要选择透明性好的无规共聚PP;第二,选择的阻燃剂在体系中要呈分子或者纳米分散。”
雁南飞在《看看这个阻燃PP怎么做?http://plas2006.com//Show.asp?id=1733&BoardID=29&TB=1》中又出难题了,“虽然我一直在做Super Density的阻燃PP,但是在这么变态的阻燃PP面前我还是望洋兴叹阿:TS=33mpa,FS=47mpa,FM=3100mpa,Density=1.31g/cm3,阻燃性:UL 94 V0级(1/8)MI=3.1g/10min。我自己的TS=20mpa,FM=2100mpa还差不多。”一群网友(雁南飞、hntgf、123tnt)终于查出这是上海金昌的料。厉害!金昌厉害,网友更厉害。忍者深闺判断说“这是典型的环保阻燃PP料。”这个判断我也觉得有道理,N-P体系的阻燃PP的热变形不是升高不少嘛,那模量又与热变形正相关,这样,N-P体系的阻燃PP的模量升高也不足为奇了。不过,我回头查了一下我的那篇帖子《阻燃剂对阻燃PP的热变形温度影响机理讨论http://plas2006.com//Show.asp?id=881&BoardID=4&TB=1》,岳阳石化的模量也才2265MPA啊。当然,使用高结晶PP,也许能进一步提高。不对啊,N-P体系的密度小于1的。不知道到底是哪种环保体系,抑或不是环保体系?jun先生在《一无卤阻燃PP的性能指标http://plas2006.com//Show.asp?id=2006&BoardID=29&TB=1》一贴中也提出了难度较大的指标,要求MFR=2.3,拉伸强度=30.4MPA,缺口冲击强度=9.4 KJ/m2。看看雁南飞的经验,“N-P体系由于需要添加25%以上的阻燃剂,而且都是无机物,与PP基体相容性很差,即使不考虑析出、热稳定性这些烦人的问题,仅从性能的角度老考虑:用均聚PP做基体,拉伸强度也会大幅度消减到25以下,所以拉伸强度30mpa可以说是做不到的。用共聚PP做基体,不考虑拉伸强度,多添加一点阻燃剂,冲击是没有什么问题的,不过这时候的拉伸强度恐怕只有18左右了。”经验是经验,但是我们永远不要太武断,要相信大家的创造性。
由于环保要求,含溴阻燃PP在论坛中并没有多少讨论,仅有的两篇还都与老衲的土有关。Wushuping《求教如何解决溴类阻燃剂在PP,PE里析出问题?http://plas2006.com//Show.asp?id=872&BoardID=24&TB=1》,“请教各位高人,我用八溴做的用在PP,PE的阻燃母粒,为什么只要注塑的产品颜色深了就会有析出现象,请教如何解决?”小尾巴语重心长地开导,“老吴,你说的不够清楚,一般来说溴系阻燃母粒和PP、PE的融合性应该还可以吧,不知道你的母粒中阻燃剂含量是多少。就你所说的现象,我想有几点值得注意的:1)并不象你说的只在颜色深的注塑件上析出,颜色浅的时候可能照样析出,只是颜色浅,不容易看出来而已。2)不知道你有没有跟三氧化二锑配着用、含量多少,那东西是无机的如经过表面处理过上述情况可能会好一点。3)如果你的母粒浓度多低点,添加量高一点,析出的现象会有所缓解的。”楼主还是坚持自己观察到的结果,“我做的母粒同样的产品用在PP注塑白色电器外壳没有发现有这种现象,有的客户抽粒也没有,就上次有家客户做汽车上面的零件,用的是PE和PP两种料做的,是暗灰色的,有点深,就有析出,阻燃效果很好,现在他又想改为用EVA做.实在是头痛.”可惜,我没注意到这个讨论。EVA做就不析出吗?果真如此,相容性在其中起了不小作用,那么考虑加些EVA、PP-G-MAH之类的相容剂,也许有好处。Again的建议也值得考虑,“加入有机蒙脱土可减少阻燃剂的析出,由于蒙脱土片层阻隔作用,蒙脱土用于阻燃还具有成炭性好、搞熔滴等作用。”
(待续)
「该帖子被 雁南飞 在 2006-12-20 0:57:03 编辑过」