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如何选用功能助剂

时间: 2011-07-07 06:35 来源: 作者: 北京市化工研究院 庄严 罗道友  点击:
在工程中添加功能助剂可赋予制品在力学性能、电性能、耐老化性、安全加工工艺性等方面的特定性能,然而面对种类繁多的功能助剂,工程塑料制品开发人员应该如何正确选择和应用呢?

随着我国塑料行业在21世纪的快速发展,工程塑料作为一类在机械、汽车交通、电子通讯、电气电器等领域广泛应用的重要基础材料,始终保持着15%~20%的年增长速度,其制品则日趋高性能化、差异化、精细化。

为了满足工程塑料制品的特殊要求,对材料进行改性是必需的。目前对高分子材料进行改性的方法主要有三种:一是可以通过合成技术,引进新的单体和改变本体结构来实现;二是可以将多种具有不同结构的高分子材料进行物理化学的处理,以进行合金化改性;三是针对改性的目标,添加各类高分子功能助剂。从经济性和快捷性来比较,第三种改性手段最有优势,只要合理设计和筛选使用助剂,就可以很方便地实现功能和成本的最佳结合。

不过,需要注意的是,助剂品种繁多,而且其功能和应用特性也不尽相同,若选用不正确,不仅不能充分发挥助剂的功效,达不到预期的目标,反而会对解决问题的思路产生误导,从而不利于后续的改进工作,既浪费人力又浪费物力。因此,面对品种繁多的功能助剂和不同使用要求的工程塑料制品,如何正确选择功能助剂是工程塑料制品开发人员必须认真对待的问题。下面就针对工程塑料制品所需的几种典型性能逐一进行阐述。

高电性能

在电子电器控制开关元器件中,虽然传统的热固性塑料(如环氧树脂、不饱和树脂)具有良好的电绝缘性能,特别是在潮湿环境下的稳定电性能,但由于存在反应注射成型周期长,浇口不可回用等问题,使其应用受到限制。而新型的具有高湿热稳定性、高电性能的热塑性工程塑料则不存在此问题。与热固性不饱和树脂(UP)对比,它具有如下优点:产品成型周期短、能耗低、生产效率高,更适用于规模化生产;产品无污染和固体废弃物问题、环保性高、可回收利用,进一步降低了用户成本;产品密度小,一般小于1.8 g/cm3(UP类产品比重一般在2.0 g/cm3以上),其单位成本较低,经济效益高。

对于该类新型材料中的阻燃类产品而言,为实现高电性能,特别需要对配方体系中的阻燃体系进行筛选,因为对电性能影响最大的往往是阻燃剂。如果使用常规卤素阻燃剂体系,就必须解决其析出问题,降低对电性能的影响。为此,一方面可选用与树脂基体相容性好的阻燃剂,如选用美国雅宝公司的BT-93,另一方面也可使用高分子量的阻燃剂来避免析出,如选用以色列ICL(死海溴公司)的溴化环氧类阻燃剂F2100或大湖产的聚溴化苯乙烯PBS-64HW等。


具高电性能的电子电器元器件

近几年,采用对电性能影响小的含磷、氮类阻燃剂是一个趋势。一般而言,含磷、氮类的阻燃剂与树脂的相容性较好,且一般不需要无机助阻燃剂,从而使所制得的工程塑料产品的电性能比较高。例如,近几年日本东丽公司新开发出的非卤、非红磷的PBT阻燃材料EC44G30,在阻燃达到V-0级(1/32″)的前提下,其CTI值可达600V。目前,含氮类阻燃剂主要有三聚氰胺氰脲酸酯(MC)及其盐(MCA),含磷、氮类阻燃剂有三聚氰胺多聚磷酸酯(MPP)、聚间苯二酚磷酸苯基酯(RDP)等。

表1是北京市化工研究院开发出的用于电子温控器的高电性能热塑性PBT 551-GT30SF(H)产品的数据表,该产品属含卤素的阻燃体系(满足欧盟RoHS要求),具有优异的电性能(CTI达到425V)、良好的加工成型性,综合性能优良,可用于各类电子电器产品的生产。(end)

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