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文檔簡介
1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。PP發(fā)泡片材項目投資分析-聚丙烯發(fā)泡材料制備技術(shù)泡沫塑料是氣體分散于固體聚合物中形成的聚集體,泡沫塑料具有質(zhì)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(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、軍事工業(yè)、航天工業(yè)得到廣泛應用,如美國市場近年來對泡沫塑料的需求量以每年4.2的速度持續(xù)增長。我國20世紀90年代以來泡沫塑料的發(fā)展十分迅速,其中主要品種有聚氨酯(PU)軟質(zhì)和硬質(zhì)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。但以上三類材料都有一定的局限性。1)聚苯乙烯(PS)發(fā)泡過程中通常
2、會使用到氟氯烴化合物或丁烷,對環(huán)境有不利影響,產(chǎn)品降解困難且容易形成“白色污染”,因此聯(lián)合國環(huán)保組織決定到2005年停止使用PS發(fā)泡產(chǎn)品。根據(jù)中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰的國家法案,我國確定在2005年12月31日前全面消除泡沫生產(chǎn)中使用的氟氯碳化合物。2)聚氨酯泡沫片材在發(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。3)交聯(lián)聚乙烯泡沫塑料剛性較低,最高使用溫度為80,同樣,聚苯乙烯泡沫被加熱到它的玻璃化溫度105時軟化變形。因此發(fā)泡聚丙烯材料應運而生。聚丙烯樹脂具有質(zhì)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,是世界上產(chǎn)量增長量最快的通
3、用熱塑性樹脂,對聚丙烯泡沫的研究開發(fā)也成了近年來的熱點,目前一些發(fā)達國家正在大力發(fā)展并作為替代發(fā)泡聚苯乙烯的綠色包裝材料,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。對比以上三種泡沫塑料,聚丙烯發(fā)泡材料有很多優(yōu)點:1)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相似。其壓縮強度略低于硬質(zhì)PUR和發(fā)泡PS,但比軟質(zhì)PUR和PE高。2)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。3)聚丙烯有較高的熱變形溫度,可以在一些高溫領(lǐng)域中應用。發(fā)泡聚丙烯通常
4、能耐130的高溫,比聚乙烯泡沫的最高使用溫度80高得多。封閉式泡孔結(jié)構(gòu)使其熱導率不會因潮濕而受影響,因此可用作保溫材料。4)良好的低溫特性:制品即使在-30時也表現(xiàn)出很好的性能。5)能量吸收:由于PP發(fā)泡制品具有很好的吸收能量特性,具有優(yōu)異的抗壓吸能性能。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。6)尺寸形狀恢復穩(wěn)定性:PP發(fā)泡制品受多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后會很快恢復原始形狀,而不產(chǎn)生永久形變。7)質(zhì)量輕且能夠反復使用:PP發(fā)泡制品的密度能夠達到很低水平,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,不易破碎;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
5、產(chǎn)生有毒物質(zhì)。8)具有良好的表面保護性和隔音性能:PP發(fā)泡制品是半硬質(zhì)成形,具有適度的硬度、柔軟性,不會擦傷、碰傷與其接觸的物體,具有較好的表面保護性。目前,我國PP樹脂生產(chǎn)廠家有70多家,各種裝置100余套,生產(chǎn)能力約450萬噸/年,預測到2006年底,我國PP樹脂的總生產(chǎn)能力將超過650萬噸/年。然而,我國PP樹脂的應用主要是編織產(chǎn)品和農(nóng)用薄膜,PP樹脂行業(yè)面臨消費結(jié)構(gòu)單一,需求不旺且產(chǎn)品檔次低的問題。各樹脂生產(chǎn)企業(yè)都在積極調(diào)整生產(chǎn)思路,開發(fā)生產(chǎn)適銷對路、高質(zhì)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。由此可見,聚丙烯發(fā)泡產(chǎn)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
6、很大,目前國內(nèi)尚未掌握其相關(guān)的、可工業(yè)化的核心技術(shù)。就國外而言,發(fā)泡聚丙烯的核心技術(shù)也掌握在少數(shù)幾個國家的少數(shù)幾個大公司手上,其主要原因為:聚丙烯屬結(jié)晶型聚合物,在結(jié)晶熔點以下幾乎不流動,但結(jié)晶熔點以上則熔體粘度急劇變小,所以在聚丙烯發(fā)泡過程中所產(chǎn)生的氣體很難被熔體包?。淮送?,聚丙烯從熔融態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)會放出大量的熱量,由熔體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w所需時間較長;加之聚丙烯透氣率高,發(fā)泡氣體易逃逸,故適于聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間窄,發(fā)泡過程較難控制。所以要得到泡孔均勻細密、發(fā)泡倍率高的聚丙烯發(fā)泡制品,通常需使PP樹脂在發(fā)泡之前交聯(lián),以使其熔融粘度的降低速度變慢,從而在較寬的溫度范圍內(nèi)具有合適的發(fā)泡粘度。但由于聚
7、丙烯的結(jié)晶度高,在主鏈旁有甲基,很難發(fā)生交聯(lián)反應,且聚丙烯大分子自由基很容易發(fā)生斷鏈而導致降解,因此PP的交聯(lián)擠出發(fā)泡技術(shù)需要非常嚴格的工藝控制,具有較高的難度,而且由于聚丙烯交聯(lián)后會降低材料的降解性能,所以從技術(shù)發(fā)展的趨勢來看,是希望通過常規(guī)聚丙烯的改性來得到非交聯(lián)的聚丙烯發(fā)泡產(chǎn)品。2國內(nèi)外研究背景和發(fā)展趨勢聚丙烯發(fā)泡產(chǎn)品種類很多,但用量最大的還是聚丙烯發(fā)泡片材和發(fā)泡珠粒模塑制品,因此本項目將重點對這兩種產(chǎn)品形式進行討論。聚丙烯發(fā)泡片材:在日本,東麗和古河電氣公司最早于上世紀70年代末開始推出發(fā)泡PP產(chǎn)品,在80年代初期,其PP泡沫產(chǎn)量達到5060t/a。目前,日本大約有4-5家企業(yè)能夠生產(chǎn)
8、PP發(fā)泡制品。歐洲70年代開始生產(chǎn)發(fā)泡PE,而交聯(lián)發(fā)泡PP一直到80年代后才實現(xiàn)工業(yè)化。近年來,其它一些國家也開發(fā)出不同用途的PP發(fā)泡產(chǎn)品。德國Reifenhauser采用共擠出方法,生產(chǎn)密度為0.10.5g/cm3可以用于食品或肉品包裝的PP發(fā)泡片材,還可以用于制作薄殼制品及盤、碟、碗、盒等各種器皿,以及汽車中的消音和絕緣材料等用的內(nèi)插件。Battenfield采用T型機頭生產(chǎn)化學發(fā)泡PP片材,比不發(fā)泡PP片材輕50%。英國的PackagingTrays在旋轉(zhuǎn)熱成型機上成型發(fā)泡PP片材。該公司采用化學交聯(lián)劑生產(chǎn)的發(fā)泡PP片材密度為0.5g/cm3,主要用于汽車工業(yè),制造地毯背襯材料、遮光板、
9、門襯和行李架等。美國Dow化學生產(chǎn)商標為Strandfoam的PP發(fā)泡板,先擠出多層發(fā)泡片材,然后迅速冷卻成堅硬且高度取向的板材,可用作沖浪板。該公司開發(fā)的發(fā)泡PP在熱絕緣和汽車上也得到應用。瑞士Alveo公司一直生產(chǎn)輻射交聯(lián)PP/PE泡沫,主要用于汽車工業(yè)。與未交聯(lián)的發(fā)泡制品相比,交聯(lián)泡沫塑料在熱成型后更易保持其形狀。意大利Oman公司采用CompactEPXT型機頭共擠生產(chǎn)線,采用吸熱型發(fā)泡劑生產(chǎn)密度低于0.5g/cm3的PP發(fā)泡片材,他們與Reedy-International公司合作,共擠出表皮不發(fā)泡、芯層發(fā)泡80%的片材。加拿大的EndexPolymerAdditives公司生產(chǎn)的吸
10、熱性發(fā)泡劑(放出CO2)已用于生產(chǎn)PP發(fā)泡片材多年。該公司生產(chǎn)的吸熱型發(fā)泡劑已成功用于PP、HDPE和PET發(fā)泡片材的生產(chǎn)中,采用高熔體強度PP樹脂時,使用該公司的發(fā)泡劑可以成型厚度40m的發(fā)泡薄膜。聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP):目前,世界上有日本的JSP、Kaneka,德國的BASF、Berstorff等擁有EPP生產(chǎn)技術(shù),產(chǎn)品主要為模塑發(fā)泡制品(作為包裝和汽車零部件),其中利用聚丙烯發(fā)泡珠粒通過模塑工藝成型的汽車用抗振吸能部件和抗沖擊包裝材料,由于生產(chǎn)工藝簡單,易于控制,且可成型形狀復雜的部件而占據(jù)較大的市場份額。美國CSI公司已建成用可發(fā)性PP珠粒生產(chǎn)發(fā)泡PP制品的生產(chǎn)線,用于生產(chǎn)食品包裝盒
11、、微波爐用托盤和容器。我國目前尚無預發(fā)泡聚丙烯(EPP)的工業(yè)生產(chǎn)線,發(fā)泡聚丙烯制品生產(chǎn)廠家如上海眾通汽車配件有限公司、上海伊比伊隔熱制品有限公司、佛山市南海海洋包裝材料廠和天津潤生包裝材料有限公司等均采用國外進口的聚丙烯預發(fā)泡粒子,通過二次發(fā)泡和模塑工藝生產(chǎn)汽車零部件和工業(yè)品的包裝。而這種進口的EPP原料價格昂貴,如JSP公司的發(fā)泡PP珠粒(EPP)有些牌號的售價高達10萬元/噸,此外,EPP粒子本身已經(jīng)是一種發(fā)泡顆粒,且密度很低(20150kg/m2),相應體積很大,進口價格中運輸費用所占成本很高。目前全世界范圍內(nèi)已有JSP、BASF、GEFINEX等公司的多家工廠在生產(chǎn)PP發(fā)泡模塑制品。
12、據(jù)不完全統(tǒng)計,美國1999年P(guān)P泡沫塑料的消耗量為350kt,歐洲為170kt,日本為10kt,亞洲其它國家為7kt,這些PP發(fā)泡制品主要用來制造汽車零部件和各種包裝制品。我國發(fā)泡PP的研究是從70年代末開始的,中石化北京化工研究院承擔了國家“九五”攻關(guān)課題,研制出具有較高熔體強度的新型改性PP樹脂,但目前在國內(nèi)尚沒有工業(yè)化。目前,PP發(fā)泡制品產(chǎn)業(yè)化在國內(nèi)尚為空白,國內(nèi)的很多廠商都在嘗試進行開發(fā),但是因為聚丙烯原料和發(fā)泡工藝方面的研究積累薄弱,使得工業(yè)化開發(fā)頗有難度,現(xiàn)在主要依靠進口來獲得發(fā)泡聚丙烯專用料。可以預見,積極開發(fā)并推廣應用聚丙烯發(fā)泡材料,對國內(nèi)合成樹脂工業(yè)的發(fā)展、擴大聚丙烯發(fā)泡材料
13、的應用領(lǐng)域和市場消費及汽車、包裝、食品、環(huán)保事業(yè)的發(fā)展都將具有極為重要的意義,具有廣闊的市場前景。應用領(lǐng)域關(guān)鍵性能實例制品照片緩沖包裝能量吸收性、表面柔軟計算機、高級醫(yī)療器具、精密儀器、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、裝箱插入物、覆蓋片、襯料食品包裝衛(wèi)生無毒、耐食用油、化學穩(wěn)定性、耐熱性盤、碟、碗、盒、盆、飲料杯、瓶用密封墊、肉品包裝、微波爐餐具、一次性餐具熱絕緣低熱導率、耐熱性熱水管、暖房、儲藏室的絕緣,太陽能水加熱器、空調(diào)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)氣體的保溫材汽車輕質(zhì)
14、、熱成型性、能量吸收性、耐熱性、吸音頭枕、儀表板、門襯、方向盤、輪胎罩、行李倉內(nèi)襯、座位靠背裝飾、遮陽板、保險杠芯材、空調(diào)阻隔板、地毯支撐材料、頂板、側(cè)護板、門內(nèi)板吸能保護墊、緩沖墊、消音內(nèi)插件、后置發(fā)動機分隔間、發(fā)動機護罩建筑低熱導率、低水蒸汽透過性、吸音密封劑支持物、伸縮縫填料、密封條、固化毯、鋪地材料、屋頂襯料、建筑模板、合成木材體育休閑漂浮性、低吸水性、能量吸收性救生衣、滑水帶、沖浪板、游泳救護品、水池罩、體操毯、壁墊和運動墊、野營毯工業(yè)應用可壓縮性、耐油性、漂浮性墊圈、封油環(huán)、防震墊、浮筒、油柵、環(huán)狀浮袋、護舷材、體操墊3.產(chǎn)品應用領(lǐng)域分析3.1聚丙烯發(fā)泡片材:(1)包裝領(lǐng)域與發(fā)泡P
15、S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,表面感覺舒適而且柔軟。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(chǎn)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1.03.5mm的發(fā)泡PP板用于生產(chǎn)肉類包裝材料、餐具、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。為了減少使用對人體有害的PS樹脂,發(fā)達國家大
16、多改用聚烯烴類樹脂制作各種餐盒。以前采用的是透明PP片材或擠出PP單層發(fā)泡片材制作。1999年5月起正式采用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,由于安全性好和不容易受到熱的影響,從1998年開始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(chǎn)線,用于生產(chǎn)食品包裝盒和微波爐用托盤和容器。生產(chǎn)發(fā)泡PP片材的德國OfotecFolien公司認為,PP發(fā)泡盤有代替EPS模塑盤的趨勢,因為用戶感興趣的是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,所以占貨架較少,很受商家歡迎。此外,可回收利用的發(fā)泡PP模塑托盤對于水果和其它農(nóng)產(chǎn)品的
17、處理和運輸很方便。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(nèi)必須保溫的地方,如遮陽板、儀表上的保溫板及兩個車門間溫度易升高的地方??傊?,在所有使用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。(2)汽車領(lǐng)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、高沖擊能量吸收能力、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泡沫作柔軟的彈性中間層,用軟質(zhì)
18、密封膜作外皮。采用這種方案,汽車的塑料零部件在汽車報廢后,經(jīng)拆卸、清洗和重新造??芍匦掠糜谳^低級產(chǎn)品的用途如用作車輪拱板內(nèi)襯。但由于成本很高且過程復雜,使得這種工藝受到限制。如果用熱成型的方法制造出帶有光滑表層的發(fā)泡PP并與注塑的PP或ABS基層進行粘接,所有這些問題都會被解決了。從這個觀點出發(fā),人們繼續(xù)努力使用發(fā)泡PP來作汽車儀表板等內(nèi)裝飾材料。擠出PP發(fā)泡片材可用于生產(chǎn)汽車門的隔水層或隔音板,豪華轎車后置發(fā)動機分隔間。用玻璃氈片增強的硬質(zhì)PP泡沫板可用于生產(chǎn)汽車發(fā)動機護罩、承重的地板和備用胎外罩等。目前市場上供應的密度約0.6g/cm3、厚度26mm的發(fā)泡PP板可以加工成汽車蓋子、箱體等,
19、密度在0.0350.085g/cm3、厚度在1.56.0mm的PP交聯(lián)發(fā)泡材料在汽車工業(yè)上用作襯材和和阻尼材料。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將進一步應用在控制箱和防震板等構(gòu)件中。發(fā)泡PP片材和PP、ABS等內(nèi)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(nèi)襯以及對空調(diào)蒸汽的阻隔板、側(cè)護板、門內(nèi)板吸能保護墊、緩沖墊、頭枕、工具箱等。在這些需要較高工作溫度的領(lǐng)域,發(fā)泡PP比發(fā)泡PE更有優(yōu)勢,因為后者只能在溫度低于80的場合。(3)建筑領(lǐng)域:中心發(fā)泡、表面光滑的PP
20、發(fā)泡板,簡稱CD板,其表面無需刨削加工,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、不腐爛、不霉變,表面可以復合織物、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喜愛。如澳大利亞為了迎接奧運會,專門從美國Hettinga公司引進1臺注塑量為80kg的低壓注塑機用來生產(chǎn)CD板,為奧運會場館建設(shè)提供模板。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。更可貴的是,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(chǎn)品”
21、。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(EPP):聚丙烯預發(fā)泡珠粒模塑制品的應用非常廣泛,這是因為其優(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(lǐng)域發(fā)揮重要作用。隨著加工技術(shù)和制品研究開發(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。(1)緩沖包裝緩沖包裝要求最重要的性能是能量吸收性。PP泡沫模塑制品可用來承受高載荷,其對重復沖擊的防護能力比可發(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、精密儀器、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
22、裝,以免在運輸過程中遭受損傷及破壞。由于可直接回收,質(zhì)地柔軟不會損傷被包裝物表面的優(yōu)點,在電器包裝領(lǐng)域中有取代PS發(fā)泡材料的趨勢。據(jù)統(tǒng)計,我國1997年僅彩色電視機和彩色顯象管這兩個產(chǎn)品就使用PS泡沫塑料2萬多噸。德國HotecFolien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(nóng)產(chǎn)品的處理和運輸很方便。(2)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。日本古河電氣公司正使用發(fā)泡PP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
23、,而屋頂周圍的溫度有時可達120。此外,蒸汽管的保溫材料開始使用發(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,幾乎在所有使用發(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,預計到2010年用于隔熱的泡沫塑料將達15萬噸,這對于我國堅持的節(jié)能降耗,可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。(3)汽車零部件聚丙烯珠粒模
24、塑制品具有耐熱性、高沖擊能吸收能力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(nèi)板吸能保護墊,緩沖墊,頭枕,工具箱等。由于PP價格低廉且性能優(yōu)越,所以汽車內(nèi)外飾件的發(fā)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(nèi)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收性和耐沖擊性,同時要求芯材比較輕?,F(xiàn)在已開始用聚烯烴發(fā)泡材料作汽車保險杠的芯材,美國已開始生產(chǎn)用于汽車保險杠的PP珠粒發(fā)泡材料;日本JSP公司生產(chǎn)的非交聯(lián)發(fā)泡保險杠已
25、被豐田公司采用,這種保險杠采用EPP發(fā)泡珠粒生產(chǎn),具有良好的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性,以及吸收沖擊能量大、質(zhì)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)。采用PP發(fā)泡塑料制作的保險杠芯材比PUR保險杠芯材輕4050,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(nèi)插件等,根據(jù)中國汽車工業(yè)的發(fā)展規(guī)劃,到2010年,國產(chǎn)汽車的產(chǎn)量將達到500600萬輛。以發(fā)達國家每輛車用塑料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
26、用將是一個重要的發(fā)展領(lǐng)域。4研究基礎(chǔ)、工藝路線和技術(shù)經(jīng)濟指標中藍晨光化工研究院科強化工裝備公司從2006年開始進行高熔體強度聚丙烯的研制開發(fā)及聚丙烯發(fā)泡材料成型制備技術(shù),與權(quán)威研究機構(gòu)及相關(guān)石化合作企業(yè)合作,對常規(guī)聚丙烯進行共混改性,制備了具有較高熔體強度的聚丙烯,其基礎(chǔ)測試數(shù)據(jù)表明主要性能指標達到了北歐化工高熔體強度聚丙烯的某些牌號。中藍晨光化工研究院科強化工裝備公司與合作研究機構(gòu)承擔的211工程建設(shè)項目將聚合物發(fā)泡成型作為一個重點支持方向,在實驗裝備及經(jīng)費上給予了重點支持,成功地建成了國內(nèi)第一條聚合物微發(fā)泡中試連續(xù)擠出生產(chǎn)線,采用了先進的超臨界流體技術(shù)和直接擠出技術(shù),為聚合物發(fā)泡成型研究和
27、工業(yè)技術(shù)開發(fā)提供了有力的支持。本項目在前期研究工作和國內(nèi)外調(diào)研的基礎(chǔ)上,采用了直接擠出法制備聚丙烯發(fā)泡片材和聚丙烯珠粒,工藝路線為:技術(shù)經(jīng)濟指標:1)本項目可用于生產(chǎn)聚丙烯發(fā)泡片材和珠粒制品,單條生產(chǎn)線年生產(chǎn)規(guī)模達到400噸。2)所制備的聚丙烯發(fā)泡片材和珠粒技術(shù)指標為:發(fā)泡片材:測試項目指標備注片材表觀密度(kg/m3)50-200之間可調(diào)GB1033-86片材寬度(mm)600片材厚度(mm)1-3.5之間可調(diào)靜態(tài)壓縮殘余應變(%)18GB8168-87食品包裝用衛(wèi)生性測試蒸發(fā)殘渣(mg/l)38GB5009.60-85高錳酸鉀消耗量(mg/l)15重金屬(mg/l)2褪色陰性發(fā)泡珠粒:測試
28、項目指標備注發(fā)泡珠粒表觀密度(kg/m3)25-100之間可調(diào)GB1033-86發(fā)泡珠粒尺寸(mmmm)(3-5)(3-5)動態(tài)壓縮殘余應變(%)*16GB8167-87靜態(tài)壓縮厚度減少率(%)*18GB8168-87靜態(tài)壓縮殘余應變(%)*15GB8168-87濕氣滲透速度(g/h)*0.18ASTM-C355*性能測試采用發(fā)泡珠粒模塑的樣品進行6.本技術(shù)的優(yōu)勢1)工業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢。本項目采用常規(guī)聚丙烯原料和國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備,其中主要原料聚丙烯為通用的等規(guī)聚丙烯,來源廣泛,價格較低;主要生產(chǎn)設(shè)備需要進行特殊設(shè)計和配套,目前均能夠在國內(nèi)進行加工制造。在國外,發(fā)泡聚丙烯專用料的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備都為少
29、數(shù)幾間知名公司壟斷;而在國內(nèi),大多數(shù)聚丙烯發(fā)泡材料的開發(fā)研究仍停留在實驗室探索階段,如中石化北京化工研究院,北京工商大學等,國內(nèi)目前尚無此類產(chǎn)品的中試和工業(yè)化生產(chǎn)線。2)價格優(yōu)勢。由于本技術(shù)在前期研究階段起就十分注重產(chǎn)品的生產(chǎn)成本問題,在多年的研究積累基礎(chǔ)上,通過獨創(chuàng)性的采用新工藝新方法,提高聚丙烯的熔體粘度,并采用直接擠出發(fā)泡工藝,具有較高的生產(chǎn)效率,因而產(chǎn)品生產(chǎn)成本控制在很低的范圍水平,較低的產(chǎn)品綜合生產(chǎn)成本是本項目能夠與國外同類產(chǎn)品進行競爭的最大優(yōu)勢。3)技術(shù)開發(fā)優(yōu)勢。本項目將高熔體強度聚丙烯與超臨界流體發(fā)泡技術(shù)很好地結(jié)合起來,使原料生產(chǎn)和制品開發(fā)相結(jié)合,這樣更有利于直接面向市場,得到P
30、P發(fā)泡制品廠的認可。同時我們還具備研發(fā)其它發(fā)泡聚丙烯制品的能力,進一步拓寬高熔體強度聚丙烯的應用領(lǐng)域。與國外產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的比較比較項目日本JSP德國Berstorff中藍晨光化工研究院科強化工裝備公司技術(shù)工藝擠出浸漬直接擠出直接擠出原料/發(fā)泡劑專用PP/CO2HMSPP/丁烷等規(guī)PP/CO2生產(chǎn)效率中等高高環(huán)境影響低中低綜合成本高高低二次可發(fā)性好否好產(chǎn)品密度(kg/m3)20-10016-5025-100*:浸漬為采用反應釜滲透飽和;HMSPP為高熔體強度聚丙烯7.投資經(jīng)濟效益分析以本項目開發(fā)的一條PP發(fā)泡制品生產(chǎn)線為例,年產(chǎn)量達到400噸,目前每噸PP發(fā)泡片材的售價為4.8萬元,每噸PP發(fā)泡珠
31、粒的售價為5.6萬元。本項目以所生產(chǎn)制品平均售價為4萬元計,進行投資經(jīng)濟效益分析:序號設(shè)備名稱數(shù)量單位技術(shù)參數(shù)造粒設(shè)備1高速/低速混合機組1套200/500L混合機組2Tssj-75平行雙螺桿擠出機1臺電機功率90-110kW,最高轉(zhuǎn)速400rpm。計量加料防架橋料斗3拉條造粒機頭1套4水槽風刀1套不銹鋼材料制造5切粒機1套6造粒料倉帶螺旋上料機1套7儲料倉1套容量300kg設(shè)備費用:90萬元,廠房面積:100平方米,電力200kW序號設(shè)備名稱數(shù)量單位技術(shù)參數(shù)氣體注入系統(tǒng)超臨界二氧化碳系統(tǒng),計量和注入系統(tǒng)1套最高壓力40Mpa,最高流量10kg/h,可實現(xiàn)多路供氣和復合供氣PP發(fā)泡片材成型設(shè)備
32、1Tssj75同向雙螺桿擠出機1臺電機功率90-110kW,最高轉(zhuǎn)速400rpm2600寬片材模具1套最大制品成型寬度:600mm3三輥定型壓光機組,牽引機組,收卷機組1套配置加熱、冷卻系統(tǒng)PP發(fā)泡珠粒成型設(shè)備1Tssj75同向雙螺桿擠出機1臺電機功率90-110kW,最高轉(zhuǎn)速400rpm2專用水環(huán)熱切造粒系統(tǒng)1套3濾水、風干、輸送系統(tǒng)1套輔助設(shè)備1空氣壓縮機2臺氣量2立方2邊角料回收機1臺產(chǎn)量:200-300kg/h3儲料倉3套容積:5立方設(shè)備費用(主機為1臺):230萬廠房面積:400平方米,電力160kW7.2廠房要求:總面積大于500平方米,長度大于40米,高度大于5米另外需要自備塑料
33、原料庫房、產(chǎn)品庫房等7.3水、電、氣配套要求(1)總裝機容量360千伏安;(2)冷卻水(循環(huán)水)不大于10噸/小時;7.4經(jīng)濟效益分析生產(chǎn)線總投資360萬元(含40萬元技術(shù)費),年產(chǎn)400噸PP發(fā)泡材料制品(1)、年銷售收入為:40040000=1600萬元(2)、原材料成本PP樹脂價格每噸12000元,配方成本約為2000元/噸,每噸原材料的成本為:14000元/噸(3)、生產(chǎn)費用:A人工費:平均1000元/月,全部生產(chǎn)線共8人,三班制)8100012=9.6萬元B電耗:裝機總?cè)萘考s為360kW,實際用量按裝機總?cè)萘康?0%計算,以每度08元計算:36070%720008=145萬元C設(shè)備折舊按10年計,250/10=25萬元D、辦
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