滑石粉在填充改性聚丙烯PP塑料中的应用

滑石粉已成为塑料改性重要的无机矿物填料，在填充改性聚丙烯PP塑料的应用中受到广泛重视，开发滑石粉填充改性PP塑料，提高其品质，应用在汽车、电器领域，有巨大的市场。
滑石粉在塑料改性中，起到重要作用，成为不可缺少的改性助剂。在不同的应用领域，滑石粉作为增量剂、增强剂、功能改性剂，已被业内人士认同。其特性：层间的连接力（范德华力）很微弱，使其柔软，降低了加工过程中对设备的磨损性；片层结构可给予填充体系刚度和冲击强度间的平衡；对于有机物具有一定的亲和力；滑石粉表面既有疏水性又有惰性；较高的白度。

填充滑石粉对聚丙烯性能的改善
聚丙烯/PP树脂与其它通用热塑性塑料相比，具有相对密度小，价格低、加工性好及综合性能良好等特点。由于它能够与多种材料很好地配混，能够以较低的价格模拟高价格工程树脂的性能，以及能够薄型化和减轻重量等，使其在汽车与电器材料应用中，满足汽车与电器用塑料的苛刻要求具有优势。
众所周知PP存在低温脆性、耐低温冲击强度低、刚性差、成型收缩率大、易老化等缺点；应用滑石粉改性可以提高填充PP塑料的热变形温度、增加制品尺寸稳定性、降低成型收缩率、提高刚性；超细滑石粉母料的加入，作为聚丙烯PP的补强填充剂，不但能够显著的提高聚丙烯PP制品的刚性、表面硬度、耐蠕变性、电绝缘性，还可以提高聚丙烯PP的冲击强度，改善PP的耐冲击能力、赋予体系优良的表面性能；还具有熔体流动促进剂的作用，以及与某些阻燃剂的协同剂作用；当聚丙烯PP中添加少量的滑石粉时，能起到成核剂的作用，细化晶粒、提高聚丙烯PP的结晶性，从而使聚丙烯PP各项机械性能提高，并且改善其透明性。

滑石粉/PP改性塑料汽车专用料的应用
聚丙烯改性材料以其质轻、价廉、易加工、改性产品成熟、可回性、综合性能优良等特性在汽车部件上的应用量逐年增长。日本的车用塑料以PP为主，由90年代初平均每辆汽车用PP量为25公斤，90年代未增加到37公斤，PP在所用塑料中的比例也由过去的28.8%上升到37％，占世界首位，乘用车中PP使用比例高，达70.5%；美国汽车用塑料量最大的品种也是PP，约占20％，目前每辆车用PP用量为24公斤，并以15％的速度增长；欧洲主要车用塑料的构成与日本相近，以PP占首位，用量占塑料总量的28%，目前以10％的速度增长。据预测，五年内全世界汽车用PP量将增长50％。世界大型聚丙烯生产企业，如BASELL公司、DOW化学公司、EXXON-MOBIL公司、日本三井化学、韩国现代与SK等、三井石化、日超、上海日之升等都能够提供不同品质的改性产品和PP共混改性的产品，聚丙烯改性专用料。
我国汽车工业对PP市场需求持续增长，主要是因为PP能够与多种材料很好的配混，能够以较低的价格达到与价格较高的工程塑料相同的性能以及实现薄型化和减轻重量等目标的作用，不仅在替代非聚合物，而且在与其他的聚合物，如PVC、ABS、HDPE和工程塑料的竞争中也具有很大的优势。我国汽车塑料中用量最大的塑料品种是PU和PP，PP塑料在汽车用塑料总量中占25%。
利用滑石粉制备汽车PP专用料可用作多种汽车零部件。主要生产企业有：上海杰事杰工程塑料有限公司、北化研化工新技术公司、北京聚菱燕公司、上海三井复合塑料有限公司、上海金昌工程塑料有限公司、日超工程塑料有限公司。
改性PP保险杠专用料
改性PP在汽车上应用广泛，主导产品是制造保险杠和仪表盘的PP改性专用料。目前普遍采用PP/EPDM（如Nissan、TOYOTA、Mazda/Mitsubishi Motor、Honda五大汽车制造商）作为前后杠材料，已占90％以上，其中使用弹性体改性的聚丙烯杠约70％；日本聚烯烃公司PP/SEBS/POE/滑石粉/PP接枝复合材料作保险杠，具有高冲击强度和极好的涂覆性。
日本丰田汽车工业公司与三菱化学公司共同开发成功PP/EPR（乙丙橡胶）/滑石粉复合材料，克服了PP改性材料韧性增加而断裂伸长率下降的特点，兼具高流动性、高刚性和耐冲击性，用于前后保险杠，该材料被称为“丰田超级烯烃聚合物（TSOP）。丰田公司已开发出汽车仪表板和保险杠用“新一代”聚丙烯配混料，以替代TSOP，该HEHCPP性能与热塑性聚烯烃(TPO)相当，但成本低30%。
我国生产聚丙烯杠材料的企业：北京聚菱燕公司、上海三井复合塑料有限公司、上海金昌工程塑料有限公司、日超工程塑料有限公司等。
国内采用PP/TPE/滑石粉/助剂制备汽车保险杠，均衡性能；康华公司采用PP/TPE（或POE）/滑石粉/助剂制备汽车保险杠，性能优越，可涂装性好，有相当用量；以下为PP/TPE/HDPE/滑石粉改性材料的性能表：
滑石粉添加份数    0    5     10     15    20
缺口冲击强度KJ/m²     28.5     36     32     24     22.5
弯曲强度　　Mpa     24.3    25.4    27     29.5    22.5
弯曲模量　　MPa     700     810    920     1040    1100
断裂伸长率　％    640    530    490     280     200

改性PP仪表板专用料
仪表板是主要的汽车内饰件之一，目前普遍采用对PP进行橡胶增韧和无机填充增强的方法，使汽车仪表板用PP同时具有高刚性、高韧性。无机填料或增强材料有：滑石粉、玻纤等。目前使用的仪表板可分为硬质和软质仪表权。滑石粉改性PP主要用于成型硬质仪表板和软质仪表权的骨架。共聚PP、EPDM等加20～25份滑石粉、硫酸镁的熔融共混物，制得低温韧性好、耐热、硬度高的PP共混物，机械强度高、外观好、加工流动性好，用于汽车仪表盘PP专用料； 中科化研所、岳化院、洛化院等采用均聚PP、共聚PP、30份滑石粉（海城）、增韧剂等得到了综合性能较理想的汽车仪表板PP专用料；采用共聚聚丙烯主基础树脂，POE为增韧剂，滑石粉主填料制得性能符合要求的汽车仪表板专用料。利用熔融接枝的方法制备了高分子型界面相容剂，将其应用于PP与滑石粉的共混体系中，并在共混体系中加入增韧剂共聚物(POE)进行增韧，结果表明，相容剂发挥了良好的增容作用，在一定条件下使PP/滑石粉共混体系实现了强韧化，与未加相容剂的PP汽车仪表板专用料相比，拉伸强度与冲击强度均有较大幅度的提高。
仪表板要求具有高的冲击强度和韧性，采用EPDM含量较高的抗冲击改性的滑石粉增强PP，可用于轿车的仪表板，其表面质量良好，易成型加工。采取复合增强的方法也是常用的措施，如碳酸钙/滑石粉复合增强PP，其性能如下：
含量   拉伸强度Mpa   弯曲强度Mpa    弯曲模量MPa    洛氏硬度    模型塑缩率％
20％碳酸钙    27.8     40    2000     105    0.87
20％滑石粉    29     42     1300    100     0.82
10％碳酸钙
＋10％滑石粉    32     45     2500     130    0.74
我国汽车的塑料使用量为90公斤/辆，其中PP用量为33公斤，2010年车用塑料将达到120万吨以上。

滑石粉/PP改性材料在家电业的应用
在家电工业中，使用的改性PP是作为替代性材料来应用，从大件的冰箱、洗衣机和空调到小件的电饭煲、咖啡壶等，主要包括聚丙烯高光泽专用料、聚丙烯阻燃专用料、玻纤填充增强聚丙烯等，滑石粉在其中是增强剂，有些时候是阻燃协同剂；改性PP应用比例：
PP类型     高光泽PP    阻燃PP    玻纤填充PP    色母粒及其它
所占比例％     45    15    25     15
　　
我国家电业对改性PP的需求总量约为9.2万吨，其中电冰箱产品中塑料占总重量约为10％，需求量约为3万吨；洗衣机则约为11％，需求量约为4万吨；空调器中应用改性的有空调室外机外壳、风罩、格栅、轴流风叶和暖风机出风口等，需求量约为1.5万吨，这些产品要求高刚性，需要应用滑石粉填充，最多填充量达到40％，像广东金发空调器专用料的销售增长率达到78％，其中滑石粉等填充PP材料既提高性能以降低成本。
　 从未来家电技术发展情况敌看，传统家电将向小型化、大型化两极方向发展。光电型家电产品的不断推出，聚丙烯性能的不断提高，特别是高刚性、高光泽聚丙烯的工业化，将有可能在小家电产品中取代PS和ABS。

PP改性料的发展
目前出现了采用晶型成核剂增韧改性PP的新方法。它通过使PP中抗冲击性能较差的晶型向冲击性能极好的晶型发生转变来达到增韧的目的，在不明显降低其他性能的情况下，能大幅度提高PP的抗冲击性能。同时，对于利用无机刚性粒子代替橡胶来增韧增强PP，已日益受到的重视，滑石粉是廉价无机成核剂。