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【干货】近几年热门的发泡聚丙烯材料是如何生产的?

智享汽车圈2018-12-05 15:04:13

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   目前,市场上应用最广的泡沫塑料有聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料和聚乙烯(PE)泡沫塑料三大类。

聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物,并且发泡材料无法回收利用。而聚苯乙烯(PS)发泡过程中通常会使用到氟氯烃化合物或丁烷,对环境有不利影响,产品降解困难且容易形成“白色污染”,联合国环保组织已决定停止使用PS发泡产品。交联聚乙烯泡沫塑料刚性较低,且最高使用温度为80℃。


图 发泡PP在汽车中的应用

对比以上三种泡沫塑料,聚丙烯发泡材料有很多优点:

1) 聚丙烯(PP)刚性优于聚乙烯(PE);

2) 聚丙烯的玻璃化温度低于室温,抗冲击性能优于PS;

3) 聚丙烯有较高的热变形温度,可以在一些高温领域中应用;

4) 良好的低温特性;

5) 能量吸收优良;

6) 尺寸形状恢复稳定性好;

7) 质量轻且能够反复使用;

8) 具有良好的表面保护性和隔音性能。


因而,发泡聚丙烯是比较热门的发泡材料。我们来看看发泡聚丙烯包括哪四类?


一、可发性聚丙烯(EPP)


可发性聚丙烯由于质轻、耐热性好、高冲击能吸收能力和良好的回弹性,因而在汽车防冲撞领域得到广泛应用。据统计数据:目前每辆汽车应用的发泡聚丙烯量为4-6Kg,我国每年汽车用发泡聚丙烯用量高达6-9万吨。



图  EPP珠粒

1.EPP的生产工艺流程


图 EPP的生产工艺流程


2.EPP制备工艺优缺点

EPP的制备发泡剂通常采用熔体浸渍和固体浸渍2类:

熔体浸渍

优点:

1)浸渍速度快;

2)不需要超细切粒的工艺过程;

3)不受聚丙烯结晶度的影响;

4)成本较低。

缺点:

1)工艺控制难度很大,既要保证聚丙烯熔体成很细的颗粒,而且还要保证相互不粘黏;

2)技术水平要求很高。回复“聚丙烯”查看更多


固体浸渍

优点:

1)在固体形态下浸渍,不需要克服颗粒相互粘黏难题;

2)可以保证EPP颗粒的完好形态;

3)技术水平要求较低。

缺点:

1)浸渍速度慢;

2)必须经历超细切粒的工艺过程;

3)受聚丙烯结晶度的影响很大;

4)制造成本高。


不管哪一种,EPP由于可以借助结晶的约束作用,发泡过程对于聚丙烯熔体强度要求较低。然而工艺路线长,造价高,技术含量相对较低,受原料结晶度的影响较大。EPP是减震、缓冲最佳的材料。


图 EPP应用于汽车中


3.EPP国内现状

无论EPP还是模塑制品在国内已经都形成了一定的生产能力,但EPP在质量与稳定性方面都尚有欠缺,仍然以日本JSP公司为主流产品。


二.挤出发泡聚丙烯(XPP)



图 挤出发泡聚丙烯


1.XPP的生产工艺流程


图 XPP的生产工艺流程


2.XPP制备的主要优缺点

优点:

1)直接采用基本原料,辅以发泡剂、阻燃剂等即可实施;

2)原料无需任何预处理;

3)是保温的最佳材料

4)生产成本较低。

缺点:

1)对聚丙烯熔体强度要求最高;

2)对技术要求较高。


XPP由于直接在熔体状态下发泡,无法借助结晶的约束作用,因而发泡过程对于聚丙烯熔体强度的要求最高,且技术含量也相对较高。但工艺路线短,原料无需预处理,故而成本较低,是保温的最佳材料。


3.XPP国内生产现状

国内尚未显现出明显工业化的迹象,仅有日本JSP公司以及韩国有稳定的产品,也是5mm厚度以下的产品。像XPS那样的厚板材几乎没有。


三.注塑发泡聚丙烯(IPP)

图 注塑发泡聚丙烯制品


1.IPP生产工艺流程


图 IPP生产工艺流程


2.IPP制备的主要优缺点

优点:

1)可直接采用基本原料,辅以发泡剂、阻燃剂等即可实施;

2)原料无需任何预处理;

3)可以制备皮芯结构的保温制品;

4)生产成本低。

缺点:

1)世界上目前对于高发泡倍率聚丙烯泡沫尚无相应的注塑机;

2)由于注塑流动性与熔体强度形成一对矛盾,因而对技术要求很高。


四.模压发泡聚丙烯(MPP)



图 模压发泡聚丙烯


1.MPP的生产工艺流程


图 MPP的生产工艺流程


2.MPP制备的主要优缺点

优点:

1)在固态形态下浸渍,对聚丙烯熔体强度要求较低;

2)发泡过程易于控制;

3)产品泡孔精细、均匀,材料优质;

4)技术水平要求较低。

缺点:

1)浸渍速度慢;

2)必须经历压成薄板的预工艺过程;

3)受聚丙烯结晶度的影响很大;

4)靠压机进行生产,不仅不连续,且效率极低,难以实现工业化;

5)应用领域不明确;

6)制造成本最高。

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