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DURAFIDE® PPS 低含氯品级的介绍

DURAFIDE® PPS 低含氯品级的介绍
1. 前言

聚苯硫醚(Polyphenylenesulfide-PPS) 是结晶性工程塑料,在其分子结构中苯环和硫原子交替连接。PPS 的熔点是280-290℃ ,UL连续使用温度是200-240℃,表现出非常高的耐热性,特别是它被分类为超级工程塑料类树脂。PPS 具有十分优良的机械性能和尺寸精度;树脂本身就具有阻燃性。另外,在200℃以下没有可以溶解PPS 的有机溶剂,具有可与氟树脂媲美的耐化学药品性。

作为PPS 的应用产品,接插件、开关、电机绝缘子等电器电子领域产品是其最传统的应用实例,近年在汽车领域的使用比例升到了最高。这都是因为有通过采用塑料替代金属材料实现轻量化、通过注塑成型提升产品设计的自由度以及降低总体成本方面的需求,再加上在使用过程中逐步积累起来的对PPS 的高可靠性的评价结果。

作为汽车零部件的使用例,有各种传感器外壳、ECU 盒子、动力单元的零部件、电动水泵等。因为这种树脂具有优良的耐热水性,因此也大量作为水路的水龙头混合水栓及热水器的电磁阀等的涉水零部件的材料。

这次介绍的低含氯品级DURAFIDE® PPS 以独特的高分子聚合法及共混技术为基础,形成了可以满足各种用途的产品系列。作为可以应对市场上对低卤素化的需求(产品中卤素的含量在900ppm 以下)材料,与LAPEROS® LCP 树脂、DURANEX® PBT NF 系列并列,成为本公司的低卤素产品系列之一面向了市场应用。



2. 低含氯PPS开发的背景

由于PPS 树脂不需使用阻燃剂就可达到UL94V-0的阻燃规格,因此一直以来作为接插件、开关等电子零部件的材料被大量使用。其中DURAFIDE PPS 产品中的离子性金属杂质很少,被广泛用作为对电性能要求非常严格的领域及半导体器具等的成型材料。

近年,以欧美厂家为代表,在智能手机及个人电脑等的信息终端产品上不使用添加了卤素类阻燃剂的材料的倾向越来越明显。对于PPS,追求产品中的含氯量尽量少的品级的情形越来越多。

通常采用图 1 所示的合成路线制备PPS。因为使用对二氯苯作为原料, 因此在形成的高分子链的末端残存有氯原子存在以及作为反应副产物的氯化钠也残存于产品中等, 使得在PPS 产品中含有500-5,000ppm 的氯。只要是采用图 1 所示的聚合流程进行生产,对于传统的技术要对PPS 中的含氯量大幅减少就必然会导致生产效率的降低以及因为必须增加额外的工序而使得总体成本大幅升高。普遍认为要达到市场所要求的900ppm以下的氯含量是极其困难的。

为了应对客户对低卤素化的需求,本公司与PPS 原料高分子的制造厂家株式会社吴羽公司开展合作,以线形高分子的制造法为基础,对其聚合技术进行了改良,并融合进了本公司独特的共混技术,开发出了产品中的氯含量得到大幅低减的低含氯品级。代表性的就是作为填充40% 玻璃纤维的标准品级开发的DURAFIDE 1140A66,后来针对各种用途要求的品级也得到了扩充。不但可以把这些低含氯品级的含氯浓度控制在900ppm以下,而且还能保持与通用品级同等的PPS 树脂本来所具有的优良的机械性能及耐化学药品性等。

下面分别介绍各种低含氯品级的特点。



图1 : PPS的聚合反应式


3. 标准品级、高流动性品级

DURAFIDE 1140A66 是玻璃纤维含量为40%的低含氯标准品级。它的最大的特点是在所有产品中含氯浓度控制在900ppm以下,玻璃纤维含量达到40% 的品级,其机械物性也十分优良(如表1)。


表1:DURAFIDE® 1140A66 的物性一览表
品 级 1140A66 1140V1
特 点 低含氯量 低含氯量、高流动性
用 途 接插件,一般应用 接插件
<项目> <单位>    
 比重 g/cm3 1.66 1.68
 熔融粘度 (310℃、1000/s) Pa • s 260 (120)1)
 拉伸强度 MPa 185 130
 拉伸破坏应变 % 1.7 1.2
 弯曲强度 MPa 260 210
 弯曲模量 MPa 13,200 14,300
 简支梁抗冲击强度 kJ/m2 9 10
 燃烧特性 UL-94 V-0 V-0
 氯含量 ppm ≦ 900 ≦ 700

※ 表中的数字为测试结果的代表性数值,并非该品级的质量保证值。

※ 氯含量是采用本公司的测试方法测得的结果。

1)熔融粘度:340℃时的测试值


此外,以低含氯高分子为基础,流动性得到了改善的DURAFIDE 1140V1(玻璃纤维40%),这个品级的产品具有极其优良的薄壁流动性(如图2)。1140A66 和1140V1 这两个品级的材料主要用作接插件用途,正在创造着辉煌的市场业绩。


图2 : 流动长度的测试结果 (厚度:0.5mm、注塑压力100MPa)
※ 料筒温度:1140A66(320℃)、1140V1(340℃)


4. 结束语

从2007 年前后开始,以欧美厂家为中心,在个人电脑及手机等的信息终端产品领域开始强化回避使用卤素含量多的材料。对这类低卤素材料的需求,近年销售量突飞猛进的智能手机及平板电脑等终端产品领域也不例外,可以预期这种倾向在今后也将持续下去。

在宝理塑料公司,与上面介绍过的DURAFIDE 低含氯PPS系列并列,LAPEROS、DURANEX NF系列作为低卤素产品群的拓展也在进行。我们将根据市场需求及具体用途,以提供最佳材料和品级为目标,积极开发和拓展低卤素品级产品系列。根据不同用途,提供最合适的材料给客户进行评价,期待大家今后一如既往地使用本公司的材料。





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2018/12/10