四川超臨界二氧化碳發(fā)泡定制

摘要:長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）作為一種輕質(zhì)高強的復(fù)合材料逮刨，在滿足汽車零部件性能的同時，對零部件減重具有明顯貢獻堵泽，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞修己。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀，詳細(xì)介紹了薄壁注塑迎罗、物理發(fā)泡睬愤、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景纹安。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來尤辱，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展厢岂。然而光督，由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重，通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染塔粒，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點结借，其中，使用質(zhì)量更輕的非金屬材料替代傳統(tǒng)金屬材料的研究在近年來也取得了較大進展卒茬。運用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)船老、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法咖熟。在眾多的復(fù)合材料中，長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價格努隙、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞球恤。與短玻纖增強聚丙烯材料（PP-SGF）相比，PPLGF在強度荸镊、剛度咽斧、翹曲度、耐疲勞躬存、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢张惹，因此，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進一步實現(xiàn)重量及成本的降低岭洲。1 長玻纖增強聚丙烯材料性能特點長玻纖增強聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種宛逗，即熔融浸漬、溶液浸漬盾剩、粉末浸漬雷激、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝，而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法告私。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm～15mm屎暇，其中玻纖的含量可達20%～60%，粒子中玻纖的保留長度可達1mm～3mm,如圖1所示驻粟，相較于玻纖保留長度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料根悼，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能蜀撑、抗沖擊性能挤巡、耐蠕變性能等特點，更加適合應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件酷麦。此外矿卑，隨著纖維含量的增加，PP-LGF的性能也隨之提高沃饶。長玻纖增強聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件粪摘，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量，中绍坝、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板徘意，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件轩褐，同時也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)椎咧，因此要求其具有高強度及高剛性，目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料勤讽，在滿足相關(guān)性能的同時蟋座，可提升儀表板吸能性能，同時可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計厚度由3mm～3.5mm降低到1.8mm～2.5mm脚牍，從而降低儀表板骨架重量向臀，推動汽車內(nèi)飾輕量化。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑诸狭、物理發(fā)泡券膀、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用驯遇。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄芹彬，在模具中進行加工的一種成型方法，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比叉庐，PP-LGF材料運用薄壁注塑工藝制造的儀表板骨架產(chǎn)品壁厚一般為2.5mm左右舒帮，整體減重可達約25%。該工藝的投入成本較低陡叠，重量優(yōu)勢明顯玩郊。目前，該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中枉阵，如吉利译红、大眾、上汽岭妖、福特等均有應(yīng)用，一般選擇PPLGF20材料反璃，設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm昵慌。然而，薄壁注塑工藝也存在兩點問題淮蜈，首先是該工藝的模具成本較高斋攀，使用薄壁注塑，成型模具需要采用熱流道設(shè)計梧田，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高淳蔼。其次，注塑工藝管控和注塑精度要求高裁眯，因為PP-LGF中長玻纖分布的各向異性鹉梨，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性較差穿稳。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝存皂，它是以熱塑性材料為基體，通過將超臨界流體（二氧化碳或氮氣） 溶解到熱熔膠中形成單相溶體，并保持在高壓力下旦袋，然后骤菠，通過開關(guān)式射嘴射進溫度和壓力較低的模具型腔，由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在產(chǎn)品內(nèi)部形成從十到幾十微米不等的封閉氣泡微孔[4-5]疤孕，該項技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明商乎，1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實現(xiàn)全球商品化。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短祭阀、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好鹉戚、翹曲低、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣柬讨。MuCell工藝使用超臨界流體崩瓤，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段踩官，縮短成型周期却桶，同時，可使壓力分布均勻蔗牡，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力颖系，降低因長玻纖各項異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性辩越。另外嘁扼，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕，微孔結(jié)構(gòu)擴充黔攒，降低材料密度趁啸，產(chǎn)品重量減輕，較同材質(zhì)實體督惰，重量可降低5%～10%不傅。目前，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝赏胚，骨架產(chǎn)品設(shè)計壁厚2.4mm访娶，相較于實心材料重量降低了10%，此外觉阅，長城和大眾也有應(yīng)用于此項技術(shù)崖疤。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高，工藝難度大典勇，同時相關(guān)研究表明劫哼，使用該工藝對儀表板減重比控制在3%～8%時，產(chǎn)品性能會下降10%左右割笙，基本滿足性能要求沦偎，減重超過8%，機械性能和耐熱老化性能急劇下降，不能滿足要求豪嚎。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%搔驼。2.3 化學(xué)發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡工藝包括模內(nèi)發(fā)泡工藝和二次開模發(fā)泡工藝（core-back），二者均是在注塑過程中侈询，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機發(fā)泡劑舌涨，受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)扔字，以降低材料密度囊嘉，減輕產(chǎn)品重量。其中革为，core-back工藝因使用了二次開模扭粱，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高震檩，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多琢蛤，產(chǎn)品的減重比更大。一般來說抛虏，模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%～8%左右博其，而core-back工藝可高達30%～50%，具體根據(jù)退模行程決定迂猴。同物理發(fā)泡工藝一樣慕淡，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時，減少產(chǎn)品翹曲變形沸毁，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性峰髓，而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件。目前息尺，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝携兵，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm，重量降低了約40%掷倔，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝眉孩。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴个绍，開模的周期較長勒葱，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高，而且該工藝的技術(shù)難度較高巴柿，后期調(diào)試周期較長凛虽，產(chǎn)品的綜合成本較高。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴广恢，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯凯旋，減重效果低于薄壁注塑工藝，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝。

四川超臨界二氧化碳發(fā)泡定制

隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展至非，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代钠署，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史荒椭，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標(biāo)志谐鼎，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進了汽車的減重節(jié)能趣惠，提高了汽車的美觀舒適度狸棍。PP以密度小、性價比高味悄、具有優(yōu)異的耐熱性能草戈、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性侍瑟、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用唐片。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長丢习、投資巨大牵触、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)咐低，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛揽思、更有效、更經(jīng)濟见擦、更實用的改性钉汗。延伸性、機械的強度和抗斷裂性無機填料和彈性體增韌增強改性PP主要是“三高”鲤屡。是由 PP樹脂损痰、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉、碳酸鈣等無機填料的復(fù)合物酒来，其主要用于汽車保險杠的注射成型卢未，且改性PP保險杠具有成本低、質(zhì)輕堰汉、易涂裝辽社、可循環(huán)使用等優(yōu)點∏萄迹滑石粉填充改性PP材料具有高剛性滴铅、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率，且其抗化學(xué)腐蝕性能強就乓，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能汉匙，提高材料的模量和熱變形溫度拱烁。聚丙烯微孔發(fā)泡玻璃纖維增強改性PP玻璃纖維增強改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用(如在前端模塊、儀表板骨架噩翠、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點之一戏自。LGFPP制品指含有長度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)。10～25mm的長玻璃纖維增強聚合物相比普通4～7mm的短玻璃纖維增強聚合物具有更高的強度伤锚、剛度浦妄、韌性，以及尺寸穩(wěn)定性好见芹、翹曲度低等優(yōu)勢剂娄。此外，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能玄呛，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變阅懦。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比，LG-FPP的密度低徘铝，相同部件的質(zhì)量可減輕20%～50%;LGFPP能為設(shè)計人員提供更大的設(shè)計靈活性耳胎，可成型形狀復(fù)雜的部件、提高集成汽車零部件的能力惕它、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)怕午、減少能耗(長玻璃纖維增強聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%，鋁制品的35%～50%)淹魄、簡化裝配工序郁惜。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品，具有強度高甲锡、熱膨脹系數(shù)低兆蕉、耐高溫、阻燃性能好缤沦、低浮纖虎韵、低翹曲、低收縮 等特點缸废。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度包蓝，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)，其具有質(zhì)輕企量、耐熱测萎、耐高溫等優(yōu)點。隨著汽車輕量化的發(fā)展梁钾，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑绳泉，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多逊抡，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%姆泻，卡車零酪、工程機械車占20% ，客車拇勃、商務(wù)車占35%四苇。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料，因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想方咆，僅適合于需要表面覆皮的高端車月腋，不僅增加了制造成本，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用;而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體瓣赂，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源榆骚，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)，注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下煌集，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡妓肢，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ，但目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 苫纤。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡碉钠、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件卷拘，如車身門板喊废、尾門、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條栗弟、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等污筷。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% ，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重乍赫，注射壓力降低約30%～50% 颓屑，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%耿焊，同時還能提高汽車的節(jié)能性揪惦，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性罗侯，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活器腋。在一些部件中，如汽車風(fēng)管钩杰、風(fēng)道纫塌，還可實現(xiàn)隔熱、降噪的效果讲弄，減少后道工序的成本措左。密 度 為0.06g/cm3的輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能，作為汽車車頂避除，可降低汽車的質(zhì)量怎披，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件胸嘁，有利于汽車的輕量化。耐刮擦PP相對于工程塑料來說凉逛，PP性宏、橡膠改性PP、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收状飞、質(zhì)輕毫胜、成本低的優(yōu)勢，因而被越來越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域诬辈，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差酵使，而這一性能卻是儀表板、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能焙糟，也是汽車外部應(yīng)用部件凝化、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一，而且表面性能提高的聚烯烴能很好地代替金屬和工程塑料酬荞，同時還有利于涂色搓劫，因此積極尋找提高聚烯烴材料耐刮擦性能的解決方案十分重要。通過添加涂層混巧、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能枪向，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料咧党，因其可塑性強秘蛔、質(zhì)輕、回收再利用率高等特性傍衡，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛深员，無論是內(nèi)飾件、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件蛙埂，都越來越多地用到了塑料倦畅。我國汽車保有量達到1.75億輛，對應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要绣的，且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場叠赐，是一個前景廣闊的領(lǐng)域，學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐屡江。

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編者按：目前芭概，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國外汽車上達到了15%至20%惩嘉。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%罢洲，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機支架文黎、座位板惹苗、空調(diào)風(fēng)罩殿较、門嵌飾板等內(nèi)外飾。本文作者從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點申請人進行分析鸽粉，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考。標(biāo)題：微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化丙烯微孔發(fā)泡汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域抓艳，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一触机。目前，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右玷或，在國外汽車上達到了15%至20%儡首。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%，廣泛應(yīng)用于儀表板偏友、電機支架蔬胯、座位板、空調(diào)風(fēng)罩位他、門嵌飾板等內(nèi)外飾氛濒。該技術(shù)在20世紀(jì)80年代初被麻省理工學(xué)院提出，通常指孔徑小于10μm鹅髓、泡孔密度大于109個/cm3的發(fā)泡材料舞竿，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔，相對于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性窿冯，在汽車零件等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用骗奖。本文中，筆者將從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點申請人進行分析醒串，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考执桌。外注重工藝技術(shù)保護筆者通過專利數(shù)據(jù)庫檢索后發(fā)現(xiàn)，截至目前芜赌，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請仰挣，其中國外有1700余件，美國缠沈、日本椎木、德國三國的相關(guān)專利申請量居前三位；國內(nèi)相關(guān)專利申請有2400多件博烂，其中企業(yè)占1556件香椎，其次是科研院所，從申請人分布地區(qū)來看禽篱，廣東畜伐、江蘇、浙江等地的專利申請量較高躺率。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟玛界、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)万矾，該技術(shù)來源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣慎框，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell良狈。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔笨枯，通過壓力控制氣泡的生長使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)薪丁。后來，Trexel公司基于MuCell技術(shù)提交相關(guān)專利申請共有33件馅精，涉及微孔發(fā)泡工藝以及發(fā)泡設(shè)備結(jié)構(gòu)的研發(fā)严嗜，旨在提高超臨界流體在聚合物中的溶解性以及控制超臨界流體的流量。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性洲敢，Trexel公司通過加入液壓系統(tǒng)漫玄、設(shè)置旋轉(zhuǎn)擠壓系統(tǒng)以及在加熱工作缸內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)的螺旋件等方法改進；在超臨界流體計量控制上压彭，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設(shè)置儲料缸控制發(fā)泡劑計量睦优、螺桿上添加超臨界流體的計量泵等解決手段∽巢唬基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%刨秆，減少材料消耗并縮短成型周期，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案忆畅。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術(shù)方面也申請了較多專利衡未，其早的相關(guān)專利申請是在1995年，申請的25件相關(guān)專利均為螺桿等機械結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進家凯，其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術(shù)缓醋。該技術(shù)的核心是設(shè)置了氣體計量與混合模塊，使熔體/氣體混合物的均化過程獨立于塑化過程绊诲，獲得的制品具有較低的內(nèi)應(yīng)力送粱，消除了翹曲和縮痕，較適用于汽車內(nèi)飾掂之。阿博格公司是全球領(lǐng)先的注塑機制造商抗俄，其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)工藝簡單世舰，采用液體發(fā)泡劑动雹，通過密封螺桿加料段來使料斗和塑化裝置之間形成壓力腔，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入跟压。該技術(shù)主要適用于纖維增強發(fā)泡材料胰蝠，制得的發(fā)泡塑件多能減重30%。阿博格公司的專利申請量不多，主要涉及注塑機結(jié)構(gòu)設(shè)計茸塞，其中具有顆粒鎖結(jié)構(gòu)的注塑機是Profoam發(fā)泡工藝的關(guān)鍵技術(shù)躲庄。筆者認(rèn)為，Trexel钾虐、Demag Ergotech等國外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術(shù)噪窘，國內(nèi)企業(yè)在使用相關(guān)技術(shù)時必然面臨較高的專利許可費用。國內(nèi)注重原料技術(shù)研發(fā)在國內(nèi)專利申請人中效扫，南京聚隆科技股份有限公司（下稱聚隆科技）和會通新材料股份有限公司（下稱會通新材料）的相關(guān)專利申請量多倔监，這兩個申請人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主，涉及的技術(shù)均為通過原料選擇來提高發(fā)泡材料的熔體強度和流動性荡短，以獲得泡孔均勻丐枉、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品哆键。

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什么是MPP掘托？MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米籍嘹，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)闪盔。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震辱士、緩沖泪掀、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝颂碘、交通工具异赫、箱包、體育器材等領(lǐng)域头岔，是傳統(tǒng)EVA塔拳、PU、PS發(fā)泡材料峡竣、EPE和EPP的佳替代物靠抑。聚丙烯微孔發(fā)泡MPP所需的原料制造MPP一般需要使用高熔體強度聚丙烯(high melt strength PP)。通用的PP由于其是線性的半結(jié)晶聚合物适掰，加工窗口較窄颂碧，且難以得到封閉的泡孔結(jié)構(gòu)。性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP类浪，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體载城，并誘導(dǎo)其成核、發(fā)泡费就，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料个曙。發(fā)泡過程清潔無污染，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)垦搬，因此可回收循環(huán)使用呼寸。聚丙烯（PP）本身是無毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料猴贰。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械对雪、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖米绕、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域瑟捣，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫栅干。 PP是半結(jié)晶聚合物迈套，其熔點一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE碱鳞、PS桑李、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達120℃窿给，因此MPP特別適合高溫包裝贵白、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強崩泡、隔熱和降噪為一體禁荒，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域，如汽車角撞、軌道交通呛伴，船舶，風(fēng)機葉片等谒所。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用热康，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等百炬，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用褐隆。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有： 1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下，由于泡孔較小剖踊，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小庶弃。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料，更加降低制品重量和體積德澈。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控歇攻，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材，而片材表面不會穿孔梆造，可應(yīng)用于微電子器件的包裝(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在缴守，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板葬毫，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流屡穗，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞贴捡。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)村砂。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用烂斋。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極佳的表面保護性能础废，可應(yīng)用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領(lǐng)域汛骂。 MPP的阻燃著下游應(yīng)用范圍的不斷擴大以及性能要求的提升，對MPP阻燃要求日益劇增评腺，巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低帘瞭，添加1%即可達到UL94 VTM-2阻燃等級，對材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響蒿讥，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外蝶念，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性，以及不與酸性環(huán)境以及含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應(yīng)的優(yōu)點诈悍。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品祸轮，巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達到非常高效的光老化兽埃，延長MPP長時間在戶外暴曬的時間侥钳，防止材料老化降解； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外柄错，同時還具有形態(tài)顆料隙幔化，加工方便售貌，潔凈给猾，無粉塵污染等特點。

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微發(fā)泡注塑颂跨，聚丙烯/橡膠/滑石粉復(fù)合材料敢伸，增強增韌聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯作為一種經(jīng)濟高效的熱塑性聚合物，具有材料成本低恒削、抗腐蝕性好池颈、比強度高和易于成型加工等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于包裝工程钓丰、紡織躯砰、電子產(chǎn)品以及汽車工業(yè)。以汽車工業(yè)為例携丁，聚丙烯的年均用量高達255.6百萬噸琢歇，研究表明汽車每減重10%就可以將燃料的利用率提高至少6%。因此，近年來為了節(jié)省材料和能源李茫、減少環(huán)境污染進而實現(xiàn)經(jīng)濟社會的健康可持續(xù)發(fā)展揭保，塑料制品的輕量化問題引起了廣大學(xué)者的研究興趣，而其中發(fā)泡注塑成型工藝被視為是一種非常有前途的輕量化實現(xiàn)方式魄宏。然而掖举，由于聚丙烯的熔體強度低，導(dǎo)致其發(fā)泡能力非常差娜庇，常規(guī)微發(fā)泡注塑聚丙烯產(chǎn)品存在泡孔尺寸大且分布極其不均勻塔次，嚴(yán)重降低了其力學(xué)性能，尤其是沖擊力學(xué)性能名秀。針對上述問題励负，山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王桂龍和合作者提出了一種利用橡膠和滑石粉的耦合作用改性聚丙烯的新途徑，顯著提高了聚丙烯熔體強度和促進了結(jié)晶匕得，進而改善了聚丙烯的發(fā)泡能力继榆，終通過微發(fā)泡注塑制備了具有優(yōu)異綜合力學(xué)性能的微孔聚丙烯制品。