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PC改性料技術有哪些?未來市場發展如何?

玻纖增強PC

PC綜合性能優良,但耐疲勞強度較低,容易産生應力開裂,缺口敏感性高,耐磨性較差,不适合應用于冷熱頻繁交變場所或沖擊類動力工具外殼。

經玻纖增強改性後,PC樹脂機械強度大幅提高,耐疲勞性能明顯改善,缺口敏感性降低,尺寸穩定性優良,可作為電子電器零件、汽車零部件、電動工具外殼、體育器材等用品的優質原材料。

玻纖增強PC是PC改性料的主要産品之一,Sabic、Bayer、Teijin、Dow等跨國公司均有系列成熟産品,國内金發、上海錦湖日麗等知名改性公司亦有系列産品出售。總體來看,按玻纖含量劃分主要可分為10%、15%、20%、30%四個規格,根據阻燃類别可分為環保阻燃、無鹵阻燃兩大類,阻燃等級以1.5mmV0為主。

表1 市售主流玻纖增強PC

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通用PC/ABS合金

通用PC/ABS合金綜合了PC和ABS的優良性能,既可降低PC的熔體粘度,改善加工性能,減少制品内應力和沖擊強度對制品厚度的敏感性,又提高了ABS的耐熱性和力學強度。因綜合性能優良,通用PC/ABS合金在各行各業獲得廣泛應用,市場佔有率相對較大,主要應用于汽車零部件、手機、家電、OA裝置、數位産品、體育器材等領域。

目前Sabic、Bayer、Dow、Teijin等跨國公司均有系列成熟産品出售,Sabic産品規格齊全,處于絕對優勢地位。國内知名改性公司,如廣州金發、上海錦湖日麗、上海普利特、浙江俊爾、深圳科聚、廣州銀禧等企業也均有成熟系列産品,産品品質差異較小。根據應用領域的差異,産品可進一步細分為高沖擊、超高流動、高流動、耐熱、高耐熱等數個規格。

表2 市售通用PC/ABS合金

PC改性料技術有哪些?未來市場發展如何?

環保阻燃PC/ABS合金

環保阻燃PC/ABS合金曾是阻燃PC/ABS合金的主力産品,但受制于國際RoHS、REACH等環保法規指令限制,市場逐漸萎縮,主要應用于電子電器、汽車零部件、家電、OA裝置、照明等對材料阻燃性能有較高要求的場所。

環保溴系阻燃劑是主打阻燃劑,常用産品主要包括十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化環氧樹脂、溴代雙酚A型聚碳酸酯起齊聚物,其中以美國科聚亞大湖公司的FM2100R、BC-52、BC-58最為出名,所得阻燃PC/ABS合金阻燃性能好,産品光澤度佳,力學性能及耐熱性能保持率高。根據應用領域的差異,産品可進一步細分為高流動、耐熱、高耐熱等數個規格。

表3 環保阻燃PC/ABS合金

PC改性料技術有哪些?未來市場發展如何?

超薄無鹵阻燃PC/ABS合金

受輕量化、節能減排、綠色環保的新材料産業政策導向,薄壁塑膠件在家電、OA裝置、通訊、汽車零部件、建築、照明等領域應用日益廣泛。為了提高成本效益,筆記本電腦的塑膠外殼壁厚已由1.5~1.8mm逐漸減薄至1.0~1.1mm,甚至減薄至0.8mm,家電及辦公裝置注塑件壁厚從2.5~3mm打薄到2.0~2.3mm,汽車塑件的壁厚則從2.5~3.2mm打薄到1.5~2.0mm。

此類産品零部件衆多,單一制件結構相對複雜,壁厚減薄的同時,不僅要顧及産品的結構強度,還要兼顧各種表面裝飾的完美呈現,這對材料的加工成型性能、材料剛性、阻燃性能及耐熱性能提出了較高要求。

為了滿足此類需求,需要:

(1)材料具有更高的流長比,更為優異的熔體流動性,便于成型大型薄壁制件;

(2)材料具有優異剛性保證制件使用需要;

(3)材料具有優異的沖擊強度;

(4)符合家電行業安全标準,滿足RoHS及UL-94V-0。其中,加工流動性、材料剛性及阻燃等級是選材的關鍵性名額,目前正常的阻燃ABS已經難以滿足實際應用要求,高流動無鹵阻燃PC/ABS合金應運而生。

根據産品用途,UL94規定的阻燃要求是:筆記本電腦的阻燃性要求達到V-0或者V-1級;固定式電子産品的阻燃性要求達到V-0或者5V級。

目前市售高流動無鹵阻燃PC/ABS合金主要産品包括Saibc公司CYCOLOY系列、Bayer公司BAYBLEND系列、Samsung公司STAROY 系列、LG公司LUPOY系列、Mitsubishi公司IUPILON系列、Teijin公司MULTILON系列、KumhoSunny公司HAC系列、Dow公司EMERGE系列、Samyang公司TRILOY系列等的高流動無鹵阻燃牌号。

其中,Sabic公司CYCOLOY系列最為出衆,産品種類豐富,牌号可達30餘種。各家公司的主流産品詳見表。

據統計,市售高流動無鹵阻燃PC/ABS合金的阻燃等級基本維持1.6mmV0,可滿足下遊廠商主流産品需求,阻燃等級0.75mmV0産品僅有Sabic公司CYCOLOY系列有相關牌号問世(CX7240、CX7110等)。

但據下遊客戶反應,實際注塑加工過程中,因加工裝置、模具及注塑工藝差異較大,此類牌号生産的超薄壁注塑件的阻燃性能實測結果并不理想,阻燃穩定性不佳,制件成品率不高。由于PC/ABS合金的阻燃機理主要表現為凝聚相成炭,為了保持較好的阻燃性能,PC含量通常在70%以上。

如果PC制品厚度過薄,在阻燃測試階段,高溫熔融狀态下的PC層難以支撐逐漸生成的阻燃炭層,導緻阻燃劑的實際效果大打折扣。究其原因,超薄壁狀态下高效阻燃劑的選擇以及阻燃劑均勻分散技術是關鍵,目前仍處于技術攻關階段,尚無完全合規的産品面世。

表4 市售主流高流動無鹵PC/ABS合金

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超薄無鹵透明PC

超薄無鹵透明PC具有綠色環保,透明度高,流動性優良的特點,由于具有較高的流長比及較高的剛性,在滿足産品輕量化的同時又可大幅提高設計自由度,便于設計輕量化、智能化、時尚化的家電及IT産品。

目前PC合成廠家均有相關産品出售,但阻燃性能差異較大。總體來看,市售不透明PC阻燃等級可達0.7~1.0mmV0,半透明PC阻燃等級可達1.1~1.6mm V0,而透明PC阻燃等級最高僅為1.5mmV0,其中日本帝人公司MN4800系列透明無鹵阻燃PC表現較為出衆,在保持優良阻燃性能的同時,産品的透明度保持率高,與PC通用料基本一緻。各家公司的主流産品詳見表5。

據分析,超薄無鹵PC技術可控,但該産品若想保持優良的透明性,高效、透明無鹵無磷阻燃劑的開發将是技術關鍵,目前國内在這方面研究較少,主要集中于含矽阻燃劑開發。

表5 市售主流高流動透明無鹵PC

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來源:PC聚碳酸酯産業鍊

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