20世紀90年代初,美國提出先進的固相接枝改性法,現已開發出相關產品,如伊士曼公司生產的氯化改性PP(MCPP)樹脂,在我國市場每噸售價高達50多萬元。改性PP(MPP)和MCPP作為特種PP專用料,大大擴展了PP的應用范圍,具有極大的經濟效益。
改性PP市場廣泛 應用前景可期
采用固相接枝法對等規PP進行改性得到 MPP,然后對MPP進行氯化即可獲得MCPP固體粉狀樹脂。氯化改性后的樹脂附著力強,接伸模量提高,易于與其他樹脂共混;而且由于改性使PP的結晶受到破壞,極性增加,從而可溶于某些溶劑,制得不同濃度的MCPP溶液。
MPP的用途主要有四個方面。一是提高工程塑料的耐沖擊性能。用MPP作相容劑,制得的PP與其他塑料的共混物沖擊強度提高2~3倍,可用作抗沖擊殼體材料;二是exfer塑料公司開發的Dexpro合金,即為聚酰胺和PP在相容劑存在下的合金,現已商品化;三是用作熱塑料粉末涂料,用于金屬底材表面,起到防腐和抵抗化學藥品的作用。
日本Nozagl-GIZ牌號產品就是PP與尼龍的合金材料,具有較高的耐化學藥品和耐油性能,尤其是具有極佳的耐氯化鉀性能三是提高PP填料的粘合性。MPP的引入可提高填料與PP的相容性,改善復合材料的性能,提高材料的整體熱穩定性和局部抗熱能力;四是MPP也應用于自由基活性廢料的固化。此外,MPP還可用于提高PP纖維的可染色性和塑料制品的可裝飾,制造可蒸煮的包裝材料等。
從市場上看,每年國內PP的總需求量在350多萬噸,其中PP專用料在100萬噸以上。接枝法改性PP需求量以10萬噸/年級計,主要用于:與其他聚合物材料如尼龍、聚碳酸酯、橡膠等共混,制備新型高分子材料;加入填料如無機粉體、玻璃纖維、天然纖維等,制備高強度PP;進一步加工產品,用于粉末涂料、液體涂料等。目前我國等規PP固相接枝改性方法尚屬空白,沒有此類產品投入市場,所需空缺主要依靠進口,德國赫司特公司在我國推廣的改性PP產品售價為15000~18000元/年。
MCPP的用途主要有:一是用于制備塑料制品用底漆和塑料表面裝飾涂料的附著力促進劑,特別是轎車保險杠、輪轂蓋、電視機機殼等民用與工業用塑料器具的涂裝;二是大量用作塑料表面印刷油墨樹脂;三是用作防腐涂料樹脂,用于鋼屠、鋁材等材料重防腐領域。
隨著塑料制品的大量使用,人們對塑料表面的裝飾越來越關注。但是由于塑料制品表面能低,存在難以直接涂裝及涂裝的附著力較差等問題。通常塑料表面在涂裝前,首先需要進行表面處理,主要方法有2種。一是采用火焰、電暈放電、氣體等離子等進行表面處理,這類技術難點是既要形成均勻的表面、又不能處理過度,否則會導致表面的聚合物鏈斷裂,從而影響材料的性能。二是采用表面底漆進行表面處理,其中氯化聚烯烴(CPO)是較為理想的底漆樹脂,可用于制備提高附著力的底漆或者用作附著力促進添加劑。
例如美國伊士曼公司已經工業化的FastmanCP164-1溶劑型產品(固體含量25%的二甲苯溶液)及 CP310W和CP347W水性產品。據悉,伊士曼公司的25%的CPO溶液產品的國內市場售價高達125元/kg。最近還有專利報道了含有CPO樹脂的丙烯酸聚氨酯漆,可用作一次性面漆;環氧/MCPP涂料則是1種耐酸堿性能很好的防腐涂料。
MCPP樹脂車用塑料件表面涂裝需求量為500噸/年以上,金屬表面防腐涂料領域需求量超過20萬噸,在印刷油墨方面,目前市場需求量在500噸/年以上。目前廣州珠江電化廠采用固相懸浮氯化法生產未改性氯化PP,生產能力達到30000噸/年,產品十分暢銷,售價為 35000元/噸左右。
美國伊士曼公司生產的MCPP固體物料,國內售價高達500000元/噸,50%的MCPP的溶液售價則達270000元/噸左右。PP改性產品作為PP的功能化產品,可大大拓寬PP的應用領域,有著廣泛的市場和應用前景,值得大力開發。