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聚丙烯(PP)塑料的改性应用产品介绍

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聚丙烯(PP)是一种来源广、价格低廉的通用性塑料树脂,有着非常广泛的用途。但由于脆性大(特别是低温脆性)、结晶度较高、分子极性小,PP与其他高分子(如塑料、橡胶)和无机填料的共混性及粘接力很差,限制了其在一些领域的应用。

 

20世纪90年代初,美国提出先进的固相接枝改性法,现已开发出相关产品,如伊士曼公司生产的氯化改性PP(MCPP)树脂,在我国市场每吨售价高达50多万元。改性PP(MPP)和MCPP作为特种PP专用料,大大扩展了PP的应用范围,具有极大的经济效益。采用固相接枝法对等规PP进行改性得到MPP,然后对MPP进行氯化即可获得MCPP固体粉状树脂。氯化改性后的树脂附着力强,接伸模量提高,易于与其他树脂共混;而且由于改性使PP的结晶受到破坏,极性增加,从而可溶于某些溶剂,制得不同浓度的MCPP溶液。

 

MPP的用途主要有四个方面。一是提高工程塑料的耐冲击性能。用MPP作相容剂,制得的PP与其他塑料的共混物冲击强度提高2~3倍,可用作抗冲击壳体材料;二是exfer塑料公司开发的Dexpro合金,即为聚酰胺和PP在相容剂存在下的合金,现已商品化;三是用作热塑料粉末涂料,用于金属底材表面,起到防腐和抵抗化学药品的作用。日本Nozagl-GIZ牌号产品就是PP与尼龙的合金材料,具有较高的耐化学药品和耐油性能,尤其是具有极佳的耐氯化钾性能三是提高PP填料的粘合性。MPP的引入可提高填料与PP的相容性,改善复合材料的性能,提高材料的整体热稳定性和局部抗热能力;四是MPP也应用于自由基活性废料的固化。此外,MPP还可用于提高PP纤维的可染色性和塑料制品的可装饰,制造可蒸煮的包装材料等。

 

从市场上看,每年国内PP的总需求量在350多万吨,其中PP专用料在100万吨以上。接枝法改性PP需求量以10万吨/年级计,主要用于:与其他聚合物材料如尼龙、聚碳酸酯、橡胶等共混,制备新型高分子材料;加入填料如无机粉体、玻璃纤维、天然纤维等,制备高强度PP;进一步加工产品,用于粉末涂料、液体涂料等。目前我国等规PP固相接枝改性方法尚属空白,没有此类产品投入市场,所需空缺主要依靠进口,德国赫司特公司在我国推广的改性PP产品售价为15000~18000元/年。

 

MCPP的用途主要有:一是用于制备塑料制品用底漆和塑料表面装饰涂料的附着力促进剂,特别是轿车保险杠、轮毂盖、电视机机壳等民用与工业用塑料器具的涂装;二是大量用作塑料表面印刷油墨树脂;三是用作防腐涂料树脂,用于钢屠、铝材等材料重防腐领域。

 

随着塑料制品的大量使用,人们对塑料表面的装饰越来越关注。但是由于塑料制品表面能低,存在难以直接涂装及涂装的附着力较差等问题。通常塑料表面在涂装前,首先需要进行表面处理,主要方法有2种。一是采用火焰、电晕放电、气体等离子等进行表面处理,这类技术难点是既要形成均匀的表面、又不能处理过度,否则会导致表面的聚合物链断裂,从而影响材料的性能。二是采用表面底漆进行表面处理,其中氯化聚烯烃(CPO)是较为理想的底漆树脂,可用于制备提高附着力的底漆或者用作附着力促进添加剂。例如美国伊士曼公司已经工业化的FastmanCP164-1溶剂型产品(固体含量25%的二甲苯溶液)及CP310W和CP347W水性产品。据悉,伊士曼公司的25%的CPO溶液产品的国内市场售价高达125元/kg。最近还有专利报道了含有CPO树脂的丙烯酸聚氨酯漆,可用作一次性面漆;环氧/MCPP涂料则是1种耐酸碱性能很好的防腐涂料。

 

MCPP树脂车用塑料件表面涂装需求量为500吨/年以上,金属表面防腐涂料领域需求量超过20万吨,在印刷油墨方面,目前市场需求量在500吨/年以上。目前广州珠江电化厂采用固相悬浮氯化法生产未改性氯化PP,生产能力达到30000吨/年,产品十分畅销,售价为35000元/吨左右。美国伊士曼公司生产的MCPP固体物料,国内售价高达500000元/吨,50%的MCPP的溶液售价则达270000元/吨左右。PP改性产品作为PP的功能化产品,可大大拓宽PP的应用领域,有着广泛的市场和应用前景,值得大力开发。

 

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