抗虎皮纹聚丙烯!镇海炼化产品取得新突破

来源:DT新材料 2024-03-21 10:50

近日,中石化镇海炼化3号聚丙烯装置成功生产出450吨汽车用改性聚丙烯新产品——抗虎皮纹聚丙烯ZHP5091,产品各项指标均达到进口标杆水平,成为国内首家成功开发抗虎皮纹注塑聚丙烯产品的企业。

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汽车保险杠虎皮纹

图源:网络

抗虎皮纹聚丙烯,小材料的大难点

虎皮纹是注塑类聚丙烯制品常见的外观问题之一,如保险杠、仪表板、门板、长内饰件等聚丙烯材料部位一条条波浪纹,对汽车外观造成了很大影响。

产生原因主要是集成化、薄壁注塑趋势下,聚丙烯熔体在流动过程中,因制件壁厚太薄、流程过长或者浇口偏小或者浇口数量、位置不合理等因素,造成熔体前端阻力增大和不稳定扰动。一旦熔体前端压力不稳定时,导致最终制件的外观上出现光泽度的差异,最终在注塑件表面形成可见的虎皮纹。

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虎皮纹表面缺陷在扫描电镜下的照片

图源:网络

材料端,如果增韧体系越多,虎皮纹越容易出现,比如增强材料、未增韧的尼龙、PBT等材料成型加工过程中不易出现虎皮纹现象,ABS、HIPS和添加了EPDM、POE(增韧)等成分的汽车注塑件用PP材料,虎皮纹缺陷则非常容易出现。

对于零部件厂商而言,除了改善注塑工艺和模具结构,解决虎皮纹最便捷的方法之一就是直接采用高流动、低收缩的抗虎皮纹聚丙烯材料,然而国内主要是进口,价格较通用聚丙烯产品至少高30%。

目前全世界供应抗虎皮纹聚丙烯材料的供应商主要是利安德巴塞尔、埃克森美孚、SABIC、巴西布拉斯克(Braskem)等,其中:

(1)利安德巴塞尔:作为全球主要的聚丙烯生产商之一,有专门推出了抗虎皮纹聚丙烯系列产品,用于薄壁注塑,包括HP744T、Hifax TYC 900P R等。

(2)埃克森美孚:主要产品系列有Achieve™ 高端聚丙烯、ExxonMobil™ 聚丙烯、Exxtral™ 高性能聚丙烯,其中典型的抗虎皮纹PP材料就是Achieve™ Advanced PP7985E1。

(3)SABIC:已经推出了许多高端的PP材料,其中抗虎皮纹的PP主要代表有PP compound 5405和5450等。

(4)Braskem:已推出的高端聚丙烯产品同样具有较高熔体流动速率和优秀的加工性能,其中的抗虎皮纹材料主要有Braskem PP TI2900C。

高端聚丙烯,还有很大进步空间

虽然我国目前聚丙烯产能很大,但包括抗虎皮纹聚丙烯、茂金属聚丙烯、电容膜高端聚丙烯、超低灰分聚丙烯、高透明聚丙烯、三元共聚聚丙烯等在内的多种高端聚丙烯材料,国内外差距还比较大,还有很大的进步空间。

(1)茂金属聚丙烯(mPP):mPP的相对分子质量分布窄、微晶较小、冲击强度和韧性极佳、透明性好、光泽度高、抗辐射性能好、绝缘性能优异,主要应用在无纺布和纺丝、注塑以及膜材料这三个方面,全球主要企业包括利安德巴塞尔、埃克森美孚、法国道达尔、日本聚丙烯株式会社(JPP公司)、三井化学、科莱恩化工、LG等,国内燕山石化、独山子石化、兰州石化生产。

(2)电容膜高端聚丙烯:主要用于电力电容器的电介质材料,需要耐高温、耐高电压和超薄化,因此对聚丙烯树脂原料要求非常高。市场主要供应商是北欧化工、大韩油化、新加坡聚烯烃。

(3)超低灰分聚丙烯:主要用于电池隔膜和电容膜,由于聚丙烯灰分来源广、控制难度大,想要生产超低灰分的只能采用特殊催化剂,技术壁垒高。全球生产商主要是大韩油化、北欧化工、新加坡TPC。

(4)高透明聚丙烯:高透明的PP材料备受瞩目,在医疗、包装、家居等诸多对透明性要求高的行业用途广泛。目前全球供应商主要是埃克森美孚、德国蒙特尔、英国石油阿莫科、SK化学、亨斯曼、三井化学、陶氏化学巴斯夫、北欧化工、三星、利安德巴塞尔、日本JPP、韩国大林等,国内主要是两桶油,包括镇海炼化、燕山石化、茂名石化、扬子石化、齐鲁石化、兰州石化等。

(4)三元共聚聚丙烯(TCPP):即三元无规聚丙烯,有很好的低温热封性能、更宽的热封窗口、更优异的透明性,主要应用于PP流延膜(CPP)、BOPP、热收缩膜等。由于熔融指数高、流动性高、温度压力变化大等因素,导致生产难度大。

全球供应商主要是新加坡TPC、日本JPP、LG化学、三星、道达尔、英力士等。国内燕山石化、独山子石化、利和知信、上海石化、茂名石化等企业已经实现量产。云天化、延长榆能化、兰州石化、扬子石化等企业已成功试产过三元共聚。

总的来说,这些高端材料虽然体量相对较小,但研发之难,除专利因素之外,高性能催化体系、外给电子体、助剂配方、乙烯含量、VOC脱除等都是难点,单单一个催化剂就需要控制等规度、分子量分布宽、氢调敏感性、活性、孔隙率等问题。鉴于应用领域较为关键,值得关注。

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