PPA(Polymer Processing Addtive)是由含氟高分子聚合物为基础结构的聚合物加工助剂,中文名称为含氟聚合物加工助剂,是由低表面能氟碳聚合物组成。
含氟聚合物(Fluoropolymers)是指以C--C链为主链,在侧链或支链上连接有一个或一个以上的氟原子,甚至于全部是氟原子的聚合物,氟的强电负性、高C--F键能(540kj/mol)、除氢外最小的范德华半径以及对碳链的屏蔽保护作用,赋予含氟聚合物优越的热稳定性、耐候性和化学惰性,以及特殊的电性能、表面特性等,正因为具有这些独特的性能,使得含氟聚合物广泛应用于国防、军工、航空航天、石油化工、塑料化工等领域。
PPA含氟聚合物加工助剂的发展历程
目前国内外生产PPA含氟加工助剂粉体的有美国杜邦DUPONT,美国3M,日本大金DAIKIN,法国阿科玛ARKEMA,上海鲁聚化学LANPOLY等。
PPA含氟加工助剂最早是由美国杜邦公司于1961年发明,并于80年代投入市场,后由3M公司推出氟弹性体类PPA得以扩大出口量,日本大金公司于2012年开始推出PPA产品,上海鲁聚化学2007年推出PPA产品,阿科玛公司是最近几年才开始推广PPA产品。PPA主要生产方式为溶液聚合法,目前国内拥有PPA聚合工艺的厂家很少,未来大有可为。
市场主要流通PPA含氟加工助剂型号列表:
品牌 | 牌号 | 有效成分 | 平均粒径 | 密度 |
Lanpoly 鲁聚
| PPA2200 | 90% | <10目 | 0.72g/cm3 |
PPA2300 | 97% | <10目 | 0.69g/cm3 | |
PPA2800 | 100% | <10目 | 1.7-1.76g/cm2 | |
3M Dynamar | FX5924 | 90% | <10目 | 0.7g/cm3 |
FX5920 | 97% | <10目 | 0.7g/cm3 | |
FX5911 | 100% | <2400微米 | 1.9-1.96g/cm2 | |
Daikin 大金 | DA-310 | 90% | 450微米 | 1.0g/cm3 |
DA-910 | 70% | 300微米 | 0.7g/cm3 | |
Dupont 杜邦 | Z100 | 70% | ||
Z200 | 100% | |||
Arkema 阿科玛 | 2821-50 | 100% | <15目 | 0.5g/cm3 |
8601 | 50% | <15目 | 0.7g/cm3 | |
5301 | 70% | <15目 | 0.9g/cm3 |
PPA浓缩母粒的发展前景
PPA 由于添加量小(300-1000PPM),所以,市场上会以含量3-5%的母粒形式出现,下游终端产品的认可,让色母粒厂及功能母料厂得以快速发展,市场上销售PPA母粒占有量比较大的公司如:
外资企业如:香港华谊,安配色,毅兴行,科莱恩,舒尔曼等;
内资企业如:江阴精良,上海尚瑞格,广州美联,常州一诺等等.
2017年PPA母粒增长率将同比增长超8%,原因是终端产品对于氟弹性体的认可,需要大幅度上升,膜,管材,软管,线缆等等对PPA母粒的需求将会面临更大的增长。
PPA含氟聚合物的起效原理
PPA加入基础树脂中,可形成一个不相容的、以极小的微粒存在的分散相,在塑料加工时,低表面能的微粒迁移至熔体表层与机筒、螺杆与模头的金属表面接触,逐渐在金属表面形成:聚合物熔体---低表面能聚合物“涂层”---金属表面---的多层结构,“涂层”的低表面能,能使被加工的聚合物畅通的滑过界面。
“涂层”的形成,使界面上树脂的氧化与交联降低了,熔体与金属间粘着力下降了,进而减小熔体在模具内的剪切速率及粘滞拖拽,延迟熔体破裂的发生,从而改善产品的表面光洁度,在连续挤出过程中,这一涂层是处于动态平衡的,当动态平衡稳定后,挤出过程和产品的质量就会达到稳定。
PPA含氟聚合物的使用范畴
PPA助剂广泛应用于聚乙烯(包括LLDPE,mLLDPE, MDPE, HDPE,HMW-HDPE,LDPE,VLDPE),乙烯-醋酸乙烯酯(EVA),聚丙烯(PP),聚氯乙烯(PVC),聚苯乙烯(PS)等塑料的加工。
多以用于薄膜(吹塑,拉伸和流延)的加工;丝、板、管、型材、线缆包覆的挤出工艺;也适用于颜料的分散工艺和薄壁制品的中空吹塑工艺。
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膜(附图):
食品包装/农膜领域/工业包装
管(附图):
PE管/PPR管/PERT管
线缆(附图):
PE电缆/PVC电缆/
中空吹塑(附图):
瓶/油桶
色母粒(附图):
各种彩色母粒
型材(附图):
PVC型材/PE型材
拉丝(附图):
各种细丝如POF拉丝/PP拉丝
PPA含氟聚合物的使用效果
提高产品表面质量,提高表面光泽度;
消除口模积料;
降低熔体破裂,减少破膜现象;
改善树脂的加工性能;
在彩色薄膜的加工过程中可提高薄膜的鲜艳度;
降低熔体压力、降低电流损耗;
增加产品挤出质量,提高产效。
1.美国杜邦
美国杜邦公司于2015年完成对科慕公司的拆分,独立出科慕化学,现在主要是以生产氟橡胶原材料为主。
2.美国3M
DynamarTM(泰乐玛TM) PPA 加工助剂主要生产基地以法国生产线为主,现为PPA全球最大生产商。
3.日本大金
大金氟化工(中国)有限公司是由日本大金工业株式会社投资成立。日本大金工业株式会社创立于1924年,是一家活跃在空调,氟化学,液压设备和特种设备等多种领域的跨国企业。
4.法国阿科玛
主要以PVDF生产为主,是全球领先的PVDF供应商。
虽然国外已经有4家主要的生产企业,但国内有聚合能力的厂家还是很少,鲁聚化学主要是以生产氟添加剂为主的企业,在中国浙江省一期投入产能有1000吨的PPA含氟加工助剂与1200吨的聚四氟乙烯抗滴落剂,PPA采用的是溶液法聚合,目前鲁聚化学PPA装置是亚洲最大,二期正在进行筹划中,预计建设投入后生产能力全年可达3000吨,由于近几年氟添加剂的应用领域认可度越来越高,使得氟添加剂得以迅速增长,未来将会有更迅速的发展!
后附:氟的生产工艺图