1、發(fā)泡聚丙烯工程介紹1.概述泡沫塑料具有質輕、隔熱、緩沖、絕緣、防腐、價格低廉等優(yōu)點，因此在日用品、包裝、工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)、軍事工業(yè)、航天工業(yè)得到廣泛應用，我國 20 世紀 90 年月以來泡沫塑料的進展格外快速，其中主要品種有聚氨酯(PU) 軟質和硬質泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料和聚乙烯(PE)泡沫塑料三大類。但聚氨酯泡沫在發(fā)泡過程中存在對人體有害的異氰酸酯殘留物，并且發(fā)泡材料無法回收利用。而聚苯乙烯PS發(fā)泡過程中通常會使用到氟氯烴化合物或丁烷， 對環(huán)境有不利影響，產品降解困難且簡潔形成“白色污染”，聯(lián)合國環(huán)保組織已打算停頓使用 PS 發(fā)泡產品。交聯(lián)聚乙烯泡沫塑料剛性較低，且最高使用

2、溫度為80。比照以上三種泡沫塑料，聚丙烯發(fā)泡材料有很多優(yōu)點：聚丙烯PP剛性優(yōu)于聚乙烯PE，PP 彎曲模量大約為 1.52Gpa，PE 僅為207Mpa，耐化學性與 PE 相像。聚丙烯的玻璃化溫度低于室溫，抗沖擊性能優(yōu)于 PS，而且相比 PS 泡沫的難回收性，聚丙烯泡沫是一種環(huán)境友好的材料。聚丙烯有較高的熱變形溫度，可以在一些高溫領域中應用。發(fā)泡聚丙烯通常能耐 130的高溫，比聚乙烯泡沫的最高使用溫度 80高得多。封閉式泡孔構造使其熱導率不會因潮濕而受影響，因此可用作保溫材料。良好的低溫特性：制品即使在-30時也表現(xiàn)出很好的性能。能量吸?。河捎?PP 發(fā)泡制品具有很好的吸取能量特性，具有優(yōu)異的抗

3、壓吸能性能。廣泛應用于汽車保險杠能量處理系統(tǒng)及其他防沖撞吸能部件。尺寸外形恢復穩(wěn)定性：PP 發(fā)泡制品受屢次連續(xù)撞擊和撓曲變形后會很快恢復原始外形，而不產生永久形變。質量輕且能夠反復使用：PP 發(fā)泡制品的密度能夠到達很低水平，因此能大幅度降低重量，同時 PP 發(fā)泡制品柔韌性好，可反復使用，不易裂開；易回收再利用，易分解，制品不含對人體有毒有害的成分，燃燒不產生有毒物質。具有良好的外表保護性和隔音性能：PP 發(fā)泡制品是半硬質成形，具有適度的硬度、松軟性，不會擦傷、碰傷與其接觸的物體，具有較好的外表保護性。聚丙烯樹脂具有質輕、原料來源豐富、性能價格比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性、耐化學腐蝕性、易于回收等特點

4、，是世界上產量增長量最快的通用熱塑性樹脂， 目前，我國 PP 樹脂已成為產量最大的樹脂品種。然而應用主要是編織產品和農用薄膜，PP 樹脂行業(yè)面臨消費構造單一，需求不旺且產品檔次低的問題。各樹脂生產企業(yè)都在樂觀調整生產思路，開發(fā)生產適銷對路、高質量、高附加值的專用料，以使 PP 具有更大的應用價值和經(jīng)濟效益。其中聚丙烯泡沫的爭辯開發(fā)也成了近年來的熱點，盡管聚丙烯發(fā)泡產品具有良好的性能和應用前景，但聚丙烯泡沫的開發(fā)難度很大，目前國內尚未有其相關的、可工業(yè)化的核心技術。目前一些興旺國家正在大力進展并作為替代發(fā)泡聚苯乙烯的綠色包裝材料。2 產品應用領域分析目前, 聚丙烯發(fā)泡材料已廣泛應用于汽車 , 建

5、筑, 食品包裝材料, 家用電器等領域, 參見表 1, 其中聚丙烯發(fā)泡顆粒EPP和發(fā)泡片材是最典型和用量最大的品種之一。表 1 PP 發(fā)泡材料的應用領域應用 關鍵性能領域實例制品照片緩 能量吸取沖 性、外表柔包計算機、高級醫(yī)療器具、周密儀器、聲像材料、照相機、玻璃陶瓷、工藝品、各種家用電器包裝用的角墊、襯墊、鞍墊、封裝物、裝 軟裝箱插入物、掩蓋片、襯料食 衛(wèi)生無毒、品 耐食用油、 盤、碟、碗、盒、盆、飲料杯、瓶用密封墊、包 化學穩(wěn)定肉品包裝、微波爐餐具、一次性餐具裝 性、耐熱性熱 低熱導率、絕 耐熱性緣輕質、熱成汽 型性、能量車 吸取性、耐熱性、吸音熱水管、暖房、貯存室的絕緣，太陽能水加熱器、空

6、調保溫管，高溫蓄電池的隔熱材料， 發(fā)動機室和車間的隔熱材料，暖器保溫套、汽車頂棚，冷卻器的隔熱材料，液態(tài)氣體的保溫材頭枕、儀表板、門襯、方向盤、輪胎罩、行李倉內襯、座位靠背裝飾、遮陽板、保險杠芯材、空調阻隔板、地毯支撐材料、頂板、側護板、門內板吸能保護墊、緩沖墊、消音內插件、后置發(fā)動機分隔間、發(fā)動機護罩低熱導率、 密封劑支持物、伸縮縫填料、密封條、固化建 低水蒸汽透 毯、鋪地材料、屋頂襯料、建筑模板、合成筑 過性、吸音 木材體育休閑工業(yè)應用漂移性、低吸水性、能 救生衣、滑水帶、沖浪板、游泳搶救品、水量吸取性池罩、體操毯、壁墊和運動墊、野營毯可壓縮性、耐油性、漂 墊圈、封油環(huán)、防震墊、浮筒、油柵

7、、環(huán)狀浮性浮袋、護舷材、體操墊2.1 聚丙烯發(fā)泡片材:包裝領域與發(fā)泡 PS 和發(fā)泡 PE 片材相比，發(fā)泡 PP 可在微波爐中使用，且耐沸水，熱成型的盤子在低溫下有足夠高的沖擊強度，可在深冷環(huán)境中使用，外表感覺舒適而且松軟。如密度 0.10.5g/cm3、厚度 13.5mm 的發(fā)泡 PP 片材可以用于食品或肉品包裝，還可以用于制作薄殼制品、各種器皿盤、碟、碗、盒等；密度0.50.7g/cm3、厚度 0.51.5mm 的發(fā)泡 PP 片材是生產具有高剛性和良好隔熱性的餐具如：盤、碗、飲料杯等的原材料；密度 0.20.5g/cm3、厚度 1.0 3.5mm 的發(fā)泡 PP 板用于生產肉類包裝材料、餐具、

8、或加工成盆、碟，用于貨柜中蘋果醬、乳酸酪等低酸度食品的包裝。為了削減使用對人體有害的 PS 樹脂， 興旺國家大多改用聚烯烴類樹脂制作各種餐盒。以前承受的是透亮 PP 片材或擠出 PP 單層發(fā)泡片材制作。2022 年 5 月起正式承受 PP 單層發(fā)泡片材制作可在微波爐中加熱的各式餐具和容器，由于安全性好和不簡潔受到熱的影響，從 2022 年開頭廣泛應用于制造食品包裝容器。美國、奧地利、丹麥等地相繼建成發(fā)泡PP 制品生產線，用于生產食品包裝盒和微波爐用托盤和容器。PP 發(fā)泡盤有代替EPS 模塑盤的趨勢，由于用戶感興趣的是 PP 發(fā)泡片材可以從卷取輥上直接加到成型罐裝封口裝置上，而且盤可以做得較陡，

9、所以占貨架較少，很受商家歡送。此外，可回收利用的發(fā)泡 PP 模塑托盤對于水果和其它農產品的處理和運輸很便利。汽車領域：用于汽車零部件的 PP 發(fā)泡材料近年來日趨重要。PP 泡沫除具有高耐熱性、高沖擊能量吸取力量、良好回彈性和熱成型性外，可回收再生也是個重要因素。這使完全用 PP 制造零部件的方案得以實施，例如儀表盤中，用 GMT 或滑石增 強 PP 制造托架，用 PP 泡沫作松軟的彈性中間層，用軟質密封膜作外皮。承受這種方案，汽車的塑料零部件在汽車報廢后，經(jīng)拆卸、清洗和重造?？芍赜糜谳^低級產品的用途如用作車輪拱板內襯。但由于本錢很高且過程簡單，使得這種工藝受到限制。假設用熱成型的方法制造出帶有

10、光滑表層的發(fā)泡 PP 并與注塑的 PP 或 ABS 基層進展粘接，全部這些問題都會被解決了。擠出 PP 發(fā)泡片材可用于生產汽車門的隔水層或隔音板，豪華轎車后置發(fā)動機分隔間。用玻璃氈片增加的硬質 PP 泡沫板可用于生產汽車發(fā)動機護罩、承重的地板和備用胎外罩等。由于良好的熱焊接性，發(fā)泡 PP 可用于作汽車頂板；由于其熱加工性，交聯(lián)發(fā)泡PP 將進一步應用在把握箱和防震板等構件中。發(fā)泡 PP 片材和 PP、ABS 等內層材料，PVC 等表層材料靠粘合劑或加熱貼合，真空成型后可制作地毯支撐材料、遮陽板、隔音板、門襯和行李架等。發(fā)泡 PP 還可制造方向盤、行李倉內襯以及對空調蒸汽的阻隔板、側護板、門內板吸

11、能保護墊、緩沖墊、頭枕、工具箱等。在這些需要較高工作溫度的領域，發(fā)泡 PP 比發(fā)泡 PE 更有優(yōu)勢，由于后者只能在溫度低于 80的場合。由于 PP 的高耐熱性，國外廣泛用于替代 PS 發(fā)泡片材 耐熱性達不到要求的場合，如用于 90120熱載體循環(huán)蓄電池的隔熱材料、發(fā)動機室和車間的隔熱材料、暖器的保溫套，以及汽車內必需保溫的地方，如遮陽板、儀表上的保溫板及兩個車門間溫度易上升的地方?？傊?，在全部使用 PE 發(fā)泡材料時存在耐熱問題的部位，都可以使用發(fā)泡 PP 。建筑領域：中心發(fā)泡、外表光滑的 PP 發(fā)泡板，簡稱 CD 板，其外表無需刨削加工，可用加工木材的工具和加工方法來加工，具有可焊接、不吸水、

12、不腐爛、不霉變， 外表可以復合織物、金屬片、薄膜、木紋片或膜，可用回收料來加工等特點。用CD 板作建筑模板，不吸水，不粘水泥，透氣性好，深得國外建筑部門的寵愛。如澳大利亞為了迎接奧運會，特地引進 1 臺注塑量為 80kg 的低壓注塑機用來生產 CD 板，為奧運會場館建設供給模板。用作模板的 CD 板，可以用 100%的回收塑料制造，價格完全可以和膠合板競爭，而且 CD 板可以反復使用 50 次，壽命是膠合板的 10 倍。更貴重的是，使用 50 次后仍可以回收，沒有廢棄物，不會對環(huán)境造成污染，稱得上是“綠色產品”。低發(fā)泡 PP 板材可用作塑料野營房的門板、墻板和屋面板等。3.2 聚丙烯發(fā)泡珠粒

13、EPP:聚丙烯預發(fā)泡珠粒模塑制品的應用格外廣泛，這是由于其優(yōu)良的耐熱性、衛(wèi)生性、隔熱性和良好的環(huán)境效應等，可在包裝、汽車、建筑等領域發(fā)揮重要作用。隨著加工技術和制品爭辯開發(fā)的不斷進步，其應用空間將會更加廣泛，形成巨大的市場規(guī)模。緩沖包裝緩沖包裝要求最重要的性能是能量吸取性。PP 泡沫模塑制品可用來承受高載荷，其對重復沖擊的防護力量比可發(fā)泡性聚苯乙烯PS模塑制品或發(fā)泡聚 氨酯PUR更優(yōu)越。所以，EPP 模塑制品可用于計算機、高級醫(yī)療器具、周密儀器、聲像材料、照相機、玻璃陶瓷、工藝品、各種家用電器等的防震緩沖包裝， 以免在運輸過程中患病損傷及破壞。由于可直接回收，質地松軟不會損傷被包裝物外表的優(yōu)點

14、，在電器包裝領域中有取代 PS 發(fā)泡材料的趨勢。德國 Hotec Folien 公司認為，PP 發(fā)泡盤有代替聚苯乙烯模塑盤的趨勢，可回收利用的 EPP 模塑托盤對水果和其它農產品的處理和運輸很便利。熱絕緣材料發(fā)泡 PP 的熱導率比發(fā)泡 PE 低，熱絕熱性好，因此將作為高級保溫材料應用。發(fā)泡 PP 可作為太陽能水加熱器上的銅管和橡膠軟管的保溫材料，這些保溫管是用來連接太陽熱收集器、熱水池和其它裝置的，管道中的熱水溫度有時可達100，而屋頂四周的溫度有時可達 120。此外，蒸汽管的保溫材料開頭使用發(fā)泡 PP。發(fā)泡 PP 還可用作石油化工管道的保溫材料、自來水管防凍保溫套，以及熱水管、暖房、貯槽的熱

15、絕緣材料等。由于發(fā)泡 PP 的高耐熱性，國外廣泛將其用于 PS 發(fā)泡片材耐熱性達不到要求的場合，如用于如 90-120熱載體循環(huán)蓄電池的隔熱材料、發(fā)動機室和車間的隔熱材料、暖氣管的保溫套。總之，幾乎在全部使用發(fā)泡 PS、發(fā)泡 PE 時存在耐熱問題的部位，都可以使用發(fā)泡 PP 材料。據(jù)報道，今后我國絕熱材料的年增長率將在 10以上，估量到 2022 年用于隔熱的泡沫塑料將達 15 萬噸，這對于國家提倡的節(jié)能降耗，可持續(xù)進展戰(zhàn)略具有重要意義。汽車零部件聚丙烯珠粒模塑制品具有耐熱性、高沖擊能吸取力量和良好的回彈性而且能夠回收再生，可用于制造各種汽車零部件，例如，門內板吸能保護墊，緩沖墊， 頭枕，工具

16、箱等。由于 PP 價格低廉且性能優(yōu)越，所以汽車內外飾件的進展將以PP 為主，現(xiàn)在市場上使用的 PP 零件占市場份額的 42，且以每年 8的速度增長，特別集中的汽車內飾方面。汽車保險杠，現(xiàn)代汽車保險杠是用合成樹脂包覆PUR 或 PS 泡沫塑料芯材制得的。泡沫芯材是影響汽車保險杠性能的重要材料， 通常要求芯材有良好的能量吸取性和耐沖擊性，同時要求芯材比較輕。現(xiàn)在已開頭用聚烯烴發(fā)泡材料作汽車保險杠的芯材，美國已開頭生產用于汽車保險杠的PP 珠粒發(fā)泡材料；日本 JSP 公司生產的非交聯(lián)發(fā)泡保險杠已被豐田公司承受， 這種保險杠承受 EPP 發(fā)泡珠粒生產，具有良好的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性，以及吸取沖擊能量大、

17、質輕、易回收的特性。法國標致公司已為其 306 型車配備了 EPP 保險杠系統(tǒng)。承受 PP 發(fā)泡塑料制作的保險杠芯材比 PUR 保險杠芯材輕 40 50，且吸能性高；兩者的耐沖擊力保持相等。在其它零部件方面，發(fā)泡倍率為1030 倍的高發(fā)泡 PP 材料可用作汽車減震器等的芯材，還可制造汽車中的消音和熱絕緣材料等用的內插件等，到 2022 年，國產汽車的產量將到達 500600 萬輛。以興旺國家每輛車用塑料 100130kg 計算，每輛車用 PP 材料可達 20kg 左右?？梢灶A見，隨著發(fā)泡 PP 的開發(fā)，其在汽車上的應用將是一個重要的進展領域。3. 現(xiàn)有的生產技術分析目前國際上使用的聚丙烯發(fā)泡工

18、藝主要有間歇式和連續(xù)式工藝。間歇式發(fā)泡生產的聚丙烯發(fā)泡材料(EPP)是一種性能卓越的高結晶型聚合物/氣體復合材料， 以其獨特而優(yōu)越的性能成為目前增長最快的環(huán)保型抗壓緩沖隔熱材料。EPP 制品具有格外優(yōu)異的抗震吸能性能、形變后回復率高、很好的耐熱性、耐化學品、耐油性和隔熱性,另外，其質量輕,可大幅度減輕物品重量。EPP 還是一種環(huán)保材料，不僅可回收再利用，而且可以自然降解，不會造成白色污染。自 1982 年 EPP 被制造以來(JSP 專利), 其應用領域也在不斷擴展。依據(jù)使用用途不同, EPP 產品的密度可用工藝參數(shù)來把握, 一般在 20-150kg/m3。目前 EPP 發(fā)泡粒子大都是通過間歇

19、式發(fā)泡來實現(xiàn)的,由于生產工藝較簡單,本錢較高,固然售價也較高, 國內市場 EPP 制件的價格在 12 萬人民幣/噸左右, 而歐洲市場 EPP 制件的價格在 2 萬歐元/噸左右。EPP 制件的模壓加工與 EPS 類似(工藝已經(jīng)成熟), 盡管如此高的價格, EPP 的市場還在逐步擴大。日本的 JSP 公司去年(2022 財政年度)生產并銷售了超過 10 萬噸的 EPP 發(fā)泡粒子及模壓制品, 主要用于汽車的保險杠杠芯材料等方面。在中國, JSP 公司于 2022 年在無錫建立了年產 3000 噸的 EPP 粒子的生產基地, 并已完成二、三期工程的擴建。隨著中國 EPP 市場需求的不斷擴大, JSP

20、公司打算在廣東省東莞興建的 EPP 生產基地。國內發(fā)泡聚丙烯制品生產廠家如上海眾通汽車配件、上海伊比伊隔熱制品、佛山市南海海洋包裝材料廠和天津潤生包裝材料等均承受購置的聚丙烯預發(fā)泡粒子， 通過二次發(fā)泡和模塑工藝生產汽車零部件和工業(yè)品的包裝, 大都用于高檔產品市場。而連續(xù)式聚丙烯發(fā)泡工藝的重大突破在 90 年月, 1994 年Basell公司推出高熔體強度的聚丙烯并成功用于連續(xù)化的聚丙烯發(fā)泡工藝, 隨后 Borealis 推出擠動身泡專用的高熔體強度聚丙烯樹脂, 目前,世界上已商品化的最先進的聚丙烯的發(fā)泡技術(制備泡沫密度 100kg/m3 以下的聚丙烯泡沫塑料)是利用高熔體強度聚丙烯經(jīng)丙烷或丁

21、烷發(fā)泡來實現(xiàn)的。但是由于高熔體強度聚丙烯樹脂的價格較高且使用易燃的發(fā)泡劑, 設備須經(jīng)特別的防爆處理, 因此聚丙烯發(fā)泡材料的本錢較高, 從而限制了其使用范圍, 盡管如此, 該工藝生產的聚丙烯發(fā)泡材料的市場仍以超過 20%的速度增長。德國的 Berstorff公司利用該工藝成功推出 EPP 發(fā)泡粒子及片材的生產技術, 目前廣東及深圳的發(fā)泡聚丙烯制品生產廠家購置他們的進口產品作為上游的原料。目前國內市場上對于 PP 發(fā)泡制品的需求格外旺盛，據(jù)初步估量，每年僅PP 發(fā)泡片材和 PP 發(fā)泡珠粒的需求量到達 40 萬噸，供遠小于市場需求。4 開展的技術路線及創(chuàng)點從 2022 年開頭爭辯聚丙烯發(fā)泡材料制備技術，目前在寧波材料所正建設國內第一條聚合物微發(fā)泡連續(xù)化擠出的中試生產線，承受了先進的超臨界流體技術和直接擠出技術，擬為聚合物發(fā)泡成型爭辯和工業(yè)技術開發(fā)供給 100 噸/年規(guī)模的示范生產線。本工程承受了直接擠出法制備聚丙烯發(fā)泡片材和聚丙烯珠粒, 技術方面屬于國際