廣東專業(yè)聚丙烯發(fā)泡廠家
發(fā)布時(shí)間:2022-04-04 01:23:59廣東專業(yè)聚丙烯發(fā)泡廠家
發(fā)泡塑料發(fā)泡塑料是通過(guò)物理或者化學(xué)的方式使塑料內(nèi)部產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)而得到的一類塑料。這種塑料具有質(zhì)輕县匠、隔熱风科、緩沖、絕緣乞旦、防腐丐重、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成發(fā)泡塑料杆查,常見的發(fā)泡塑料有聚苯乙烯扮惦、聚氨酯、聚烯烴亲桦。三大發(fā)泡塑料對(duì)比聚丙烯微孔發(fā)泡發(fā)泡聚丙烯簡(jiǎn)介發(fā)泡聚丙烯是以聚丙烯為基礎(chǔ)樹脂制備的發(fā)泡塑料崖蜜。與常用發(fā)泡塑料相比,發(fā)泡聚丙烯具有諸多優(yōu)點(diǎn)客峭。發(fā)泡聚丙烯原料由于普通聚丙烯較低的熔體強(qiáng)度無(wú)法保證氣泡增長(zhǎng)時(shí)泡孔壁所承受的拉伸應(yīng)力豫领,所以發(fā)泡用聚丙烯需要采用高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)。提高聚丙烯熔體強(qiáng)度的方法包括物理共混和化學(xué)改性兩類方法舔琅。目前生產(chǎn)高熔體強(qiáng)度聚丙烯原料的廠家有巴塞爾(Basell)等恐、北歐化工(Borealis)、陶氏化學(xué)备蚓、韓國(guó)三星课蔬、埃克森美孚等郊尝,具備聚丙烯發(fā)泡技術(shù)的廠家有JSP和Kaneka以及BASF二跋、Berstorff公司。國(guó)內(nèi)很多科研院所對(duì)發(fā)泡技術(shù)進(jìn)行了較多研究流昏,部分廠家實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)扎即,如鎮(zhèn)海煉化吞获、燕山石化樹脂研究所、武漢富蒂亞谚鄙,但產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外相比仍有較大差距各拷。發(fā)泡聚丙烯制備工藝發(fā)泡聚丙烯主要有三種制備工藝:高熔體強(qiáng)度聚丙烯發(fā)泡、交聯(lián)聚丙烯發(fā)泡闷营、共混體系發(fā)泡工藝烤黍。發(fā)泡聚丙烯制備關(guān)鍵發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品具有良好的性能和應(yīng)用前景,但技術(shù)開發(fā)難度大粮坞,聚丙烯發(fā)泡工藝關(guān)鍵技術(shù)在于通過(guò)調(diào)整過(guò)程溫度來(lái)控制聚丙烯發(fā)泡穩(wěn)定性和發(fā)泡倍率蚊荣。發(fā)泡聚丙烯應(yīng)用領(lǐng)域1.食品包裝發(fā)泡聚丙烯具有良好的可降解性,耐油性好莫杈,這使得它在一次性包裝市場(chǎng)中比難降解的發(fā)泡聚苯乙烯餐具有明顯的優(yōu)勢(shì)互例。2.保溫隔熱發(fā)泡聚丙烯材料是一種新型的隔熱材料,耐溫能力強(qiáng)筝闹,通诚边叮可承受溫度范圍在-40~110℃,在短時(shí)間內(nèi)可承受130℃高溫关顷。3.汽車行業(yè)發(fā)泡聚丙烯材料近年來(lái)在汽車行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨擴(kuò)大糊秆,可以大幅降低汽車重量,節(jié)省油耗议双。4.建筑領(lǐng)域防水保護(hù)材料痘番、地板緩沖材料、外墻隔熱材料5.電子包裝6.緩沖包裝7.體育用品8.玩具發(fā)泡聚丙烯主要生產(chǎn)企業(yè)發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品具有良好的性能和應(yīng)用前景平痰,但技術(shù)開發(fā)難度很大汞舱,目前國(guó)內(nèi)尚未有其相關(guān)的、可工業(yè)化的產(chǎn)品出現(xiàn)宗雇,核心技術(shù)主要掌握在JSP和ANEKA這兩家公司手中昂芜。
廣東專業(yè)聚丙烯發(fā)泡廠家
摘 要:聚丙烯(PP)發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能,PP屬于結(jié)晶型聚合物赔蒲,在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)泌神,存在結(jié)晶區(qū),相態(tài)為固態(tài)舞虱,難以發(fā)泡欢际;而溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí),熔體強(qiáng)度急劇下降砾嫉,導(dǎo)致泡孔聚并和破裂幼苛。目前,關(guān)于超臨界二氧化碳制備PP微孔發(fā)泡材料的研究主要聚焦于改善PP的發(fā)泡行為焕刮,通過(guò)添加納米顆敛把兀或聚合物來(lái)調(diào)控PP的結(jié)晶方式,采用直接合成配并、共混改性和輻照交聯(lián)等手段提高PP熔體強(qiáng)度括荡,以及改進(jìn)發(fā)泡方法來(lái)獲得PP微孔發(fā)泡材料。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯(PP)發(fā)泡材料具有良好的力學(xué)性能溉旋、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能畸冲,剛性高于聚乙烯(PE)發(fā)泡材料,抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯(PS)观腊,耐熱溫度130 ℃邑闲,而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃;此外梧油,PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好苫耸,即使受到撓曲形變后也能立即回復(fù)到原始形狀。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居儡陨、包裝褪子、交通、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)需求骗村。超臨界二氧化碳由于無(wú)毒嫌褪、價(jià)廉、不易燃以及在聚合物中相對(duì)高的溶解度使其成為有應(yīng)用潛力的物理發(fā)泡劑胚股,因此笼痛,用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為琅拌、提高其熔體強(qiáng)度缨伊、改進(jìn)發(fā)泡方法等方面綜述了近年來(lái)用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進(jìn)展。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結(jié)晶度PP屬于結(jié)晶型聚合物财忽,在進(jìn)行固態(tài)發(fā)泡時(shí)倘核,由于晶區(qū)的存在,發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴(kuò)散即彪,因此溶解度低紧唱;而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻,從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響隶校,無(wú)法得到泡孔均一的發(fā)泡材料漏益。Doroudiani等發(fā)現(xiàn),在高結(jié)晶度聚合物中無(wú)法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)深胳,而在低結(jié)晶度的聚合物中卻可以得到绰疤。.2 晶區(qū)尺寸結(jié)晶型聚合物的泡孔密度高于非晶型聚合物,是因?yàn)槠渚^(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低舞终,有利于泡孔成核轻庆。一般而言癣猾,晶區(qū)面積小,結(jié)晶密度大可以促進(jìn)泡孔成核并減小泡孔尺寸余爆;而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核纷宇,甚至導(dǎo)致無(wú)法發(fā)泡。張純等研究PP微孔發(fā)泡時(shí)發(fā)現(xiàn)蛾方,PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核像捶、長(zhǎng)大和定型。1.3 熔體強(qiáng)度當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)桩砰,熔體強(qiáng)度急劇下降拓春,導(dǎo)致在熔點(diǎn)以上進(jìn)行PP發(fā)泡時(shí),泡孔發(fā)生破裂和聚并亚隅,因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃硼莽。因此,要制備泡孔均一分布枢步、泡孔尺寸小沉删、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品,需要解決PP在低溫時(shí)晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴(kuò)散醉途、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過(guò)程中PP熔體強(qiáng)度低等問(wèn)題矾瑰。一般從三方面考慮:一是改變PP的結(jié)晶行為,使PP能在較低的溫度發(fā)泡隘擎;二是對(duì)PP進(jìn)行改性殴穴,獲得高熔體強(qiáng)度PP(HMSPP);三是改進(jìn)發(fā)泡方法货葬。調(diào)控PP的結(jié)晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無(wú)機(jī)納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能采幌,碳納米纖維、碳納米管震桶、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來(lái)改變PP的結(jié)晶行為休傍,在PP發(fā)泡時(shí)起異相成核作用。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法蹲姐,利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為磨取,減小晶體尺寸,而且由于碳納米纖維與PP基體不相容柴墩,因此為泡孔成核提供了更多異相成核點(diǎn)忙厌,從而得到晶體尺寸小、密度高的發(fā)泡材料江咳。Wang Chuanbao等進(jìn)一步考察了碳納米纖維含量對(duì)納米材料發(fā)泡的影響逢净,結(jié)果表明:當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu),但泡孔尺寸分布不均一爹土,有大面積的未發(fā)泡區(qū)域甥雕;當(dāng)碳納米纖維含量提高時(shí),PP的結(jié)晶度和晶體尺寸均下降着饥,使二氧化碳的溶解度提高犀农,泡孔均一惰赋;當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到25%時(shí)宰掉,泡孔結(jié)構(gòu)為均一,泡孔尺寸小赁濒。Bledzki等研究木纖維與PP的復(fù)合材料發(fā)現(xiàn)轨奄,納米材料的尺寸、幾何形狀對(duì)結(jié)晶行為也有影響拒炎,并且得到纖維含量越高挪拟,泡孔尺寸越小的結(jié)論。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復(fù)合體系的儲(chǔ)能模量击你,并且可以明顯影響PP的結(jié)晶玉组。Rizvi等采用機(jī)械共混,將聚四氟乙烯(PTFE)微纖添加到PP發(fā)泡體系丁侄。結(jié)果表明:PTFE微纖促進(jìn)了PP結(jié)晶成核與氣泡成核惯雳,且PTFE對(duì)二氧化碳有親和性,提高了二氧化碳溶解度鸿摇,PP泡孔密度大幅提高石景。Luo Yiwei等分別對(duì)比了球狀和纖維狀聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)與PP復(fù)合材料的發(fā)泡。結(jié)果表明:球狀和纖維狀PBT作為異相成核劑促進(jìn)了PP的結(jié)晶拙吉,提高了PP的結(jié)晶密度潮孽,密集的晶體作為泡孔成核劑,減小了泡孔尺寸筷黔,提高了泡孔密度往史。提高熔體強(qiáng)度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強(qiáng)度,一種行之有效的方法就是對(duì)PP進(jìn)行改性以得到HMSPP佛舱,從而加寬發(fā)泡溫度范圍椎例。目前,獲得HMSPP的方法通常有直接合成名眉、共混擠出粟矿、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等。3.1 直接合成采用傳統(tǒng)的Zeigler-Natta催化劑和茂金屬催化劑能制備高線性和高規(guī)整聚合物损拢,但很難得到支化聚合物陌粹。Langston等將對(duì)-(3-丁基)苯乙烯作為共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑,與茂金屬催化劑結(jié)合福压,制備了相對(duì)分子質(zhì)量高掏秩、具有所需支化度且分子結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)整的長(zhǎng)支鏈PP(LCBPP)或舞。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α,ω-二烯單體制備LCBPP蒙幻。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體映凳,然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP。用這種方法制備LCBPP的相對(duì)分子質(zhì)量分布大于5邮破,且零剪切黏度也有所提高诈豌。3.2 反應(yīng)共混擠出反應(yīng)共混擠出是通過(guò)共混提高PP的支化程度,從而提高熔體強(qiáng)度抒和。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體矫渔,從而獲得LCBPP。其原理是引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基捕獲PP分子主鏈中叔碳上的氫原子摧莽,然后通過(guò)控制反應(yīng)溫度庙洼、單體濃度等使失去氫原子的不穩(wěn)定叔碳自由基與其他自由基反應(yīng),形成長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)镊辕。Nam等通過(guò)加入過(guò)氧化物引發(fā)劑和多官能團(tuán)單體反應(yīng)共混得到LCBPP油够,通過(guò)流變性能證明長(zhǎng)支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強(qiáng)度,并獲得了較好的發(fā)泡性能征懈。Gotsis使用過(guò)氧化二碳酸酯對(duì)線性PP改性得到支化程度不同的LCBPP石咬,熔體強(qiáng)度和拉伸性能都明顯提升,有效抑制泡孔的聚并和破裂受裹。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑碌补,與馬來(lái)酸酐(MAH)接枝PP反應(yīng)共混,得到具有較高模量棉饶、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強(qiáng)度的LCBPP厦章,能改善發(fā)泡行為。另外在熔融態(tài)時(shí)照藻,只加入過(guò)氧化物和PP袜啃,會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解,為了提高接枝效率幸缕,通常會(huì)加入給電子體(如苯乙烯群发、秋蘭姆等)抑制副反應(yīng)。此外发乔,通過(guò)緩慢釋放過(guò)氧化物的自由基以及超臨界流體作為塑化劑降低操作溫度的方法都可以有效抑制分子鏈的降解熟妓。
廣東專業(yè)聚丙烯發(fā)泡廠家
新材料研習(xí)社報(bào)道,隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展栏尚,輕量起愈、舒適、綠色、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向抬虽。汽車輕量化技術(shù)能夠減輕車身重量官觅、降低油耗,是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一阐污。目前休涤,汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重、昂貴的金屬構(gòu)件笛辟,“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案功氨,汽車塑料化程度已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平的重要標(biāo)志。在當(dāng)前的車用塑料中隘膘,聚丙烯是用量疑故、使用頻次、增長(zhǎng)速度的品種弯菊。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長(zhǎng)是因?yàn)槠涿芏刃 Ⅲw積輕踱阿、設(shè)計(jì)空間廣管钳,綠色環(huán)保、性能優(yōu)異及其制造成本低软舌。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯在汽車外裝飾件的應(yīng)用特點(diǎn)是以塑代鋼才漆,減輕汽車自重。聚丙烯是一種由丙烯聚合(均聚PP)或丙烯和乙烯共同聚合(共聚PP)而成的無(wú)臭佛点、無(wú)毒醇滥、半透明的聚合物,其結(jié)構(gòu)式如圖1所示超营。聚丙烯按甲基(-CH3)空間排布的位置可分為等規(guī)聚丙烯(Isotactic polypropylene)鸳玩、無(wú)規(guī)聚丙烯(Atactic polypropylene)和間規(guī)聚丙烯(Syndiotactic polypropylene)三種。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性演闭、耐化學(xué)腐蝕性不跟、耐熱性、介電性能米碰,以及高強(qiáng)度的機(jī)械性能和高頻絕緣性窝革,且不受濕度的影響,聚丙烯的種類及性能如圖2所示吕座。目前虐译,為了進(jìn)一步改善聚丙烯的性能,通常采用化學(xué)改性(共聚改性吴趴、交聯(lián)改性漆诽、接枝改性、添加成核劑等)或物理改性(添加有機(jī)或無(wú)機(jī)助劑等)改變高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)、晶體構(gòu)型或填充拴泌、共混魏身、增強(qiáng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化。改性聚丙烯根據(jù)特點(diǎn)和功能可分為長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料蚪腐、免噴涂聚丙烯材料箭昵、聚丙烯微發(fā)泡材料、高溶體強(qiáng)度聚丙烯回季、環(huán)保阻燃聚丙烯材料家制、抗菌聚丙烯、耐刮擦聚丙烯材料泡一,及低氣味颤殴、低VOC聚丙烯材料等。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢(shì)性能優(yōu)勢(shì)聚丙烯在強(qiáng)度鼻忠、剛度涵但、硬度、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯帖蔓;能夠在100℃的溫度下正常使用矮瘟,具有良好的尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性塑娇、較好的力學(xué)性能澈侠、較高的耐沖擊性、機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌埋酬,化學(xué)穩(wěn)定性良好且不受濕度影響哨啃。聚丙烯外觀透明而輕,密度為0.89~0.91 g/cm3写妥,是目前塑料中輕的品種之一拳球。因此,采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量的降低耳标。另外醇坝,由于近年聚丙烯改性技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據(jù)優(yōu)勢(shì)。保優(yōu)勢(shì)聚丙烯為無(wú)毒次坡、無(wú)味呼猪、無(wú)臭的乳白色透明高結(jié)晶聚合物,屬于環(huán)保材質(zhì)砸琅。聚丙烯不僅可回收再利用宋距,而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子,在高溫和氧化作用下能夠產(chǎn)生分子鏈分解反應(yīng)症脂,使聚丙烯具有降解特性谚赎,大大地降低了白色污染帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題淫僻。成本優(yōu)勢(shì)聚丙烯的生產(chǎn)原料來(lái)源路徑多樣,主要有油壶唤、煤雳灵、甲醇、丙烯等闸盔。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長(zhǎng)快的一種原料來(lái)源方式悯辙,如圖3所示。由于我國(guó)煤炭資源豐富迎吵,且煤炭的價(jià)格較為穩(wěn)定躲撰,煤制備聚丙烯成本浮動(dòng)小。同時(shí)击费,聚丙烯容易加工成型拢蛋,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,其生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的其他塑料材料蔫巩。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領(lǐng)域應(yīng)用的核心基材谆棱,但由于聚丙烯的性能缺陷,包括收縮率大批幌、容易產(chǎn)生翹曲變形础锐、低溫易脆斷等,決定其必須通過(guò)改性才能滿足車用部件的特殊需求荧缘。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求,優(yōu)化基體樹脂的結(jié)構(gòu)和組成拦宣,采用化學(xué)或物理方法來(lái)進(jìn)行改性截粗。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯是采用長(zhǎng)度為 10~25 mm的玻璃纖維與基體樹脂進(jìn)行復(fù)合而形成的改性聚丙烯復(fù)合材料,與普通聚丙烯材料相比鸵隧,通過(guò)玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯的機(jī)械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高绸罗,能夠與ABS塑料的相關(guān)產(chǎn)品相媲美。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯具有更好的耐熱性能豆瘫,且成本遠(yuǎn)低于ABS塑料珊蟀;另外,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的高溫耐疲勞強(qiáng)度甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍高出10%外驱,同時(shí)兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性育灸。普通聚丙烯與長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的性能對(duì)比如表1所示。發(fā)泡改性聚丙烯發(fā)泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料為基體昵宇,通過(guò)物理或者化學(xué)的方式使塑料中間層密布尺寸十到幾十微米的封閉微孔結(jié)構(gòu)磅崭。發(fā)泡改性技術(shù)突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限,可以減輕制品的質(zhì)量和成型周期瓦哎;同時(shí)使制品具有內(nèi)應(yīng)力砸喻、翹曲小的特性柔逼,在注塑成型中更平整、筆直和穩(wěn)定割岛;另一方面愉适,由于微孔的支撐作用,使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異癣漆,在受到多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后能夠很快恢復(fù)原始形狀维咸。低氣味、低VOC聚丙烯低氣味扑媚、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個(gè)重要方向腰湾,尤其針對(duì)處于相對(duì)封閉空間的汽車內(nèi)飾用聚丙烯材料,對(duì)聚丙烯提出了綠色疆股、環(huán)保的要求费坊。低氣味、低 VOC 聚丙烯是通過(guò)在填料旬痹、加工助劑的選擇附井、成型及后處理工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)上來(lái)優(yōu)化以減少小分子的產(chǎn)生,從而控制氣味的產(chǎn)生两残。
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編者按:目前永毅,塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右,在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%人弓。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%沼死,廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架崔赌、座位板意蛀、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾健芭。本文作者從專利角度對(duì)微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行分析县钥,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)域慈迈,微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一若贮。目前,塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右痒留,在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%谴麦。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)用于儀表板狭瞎、電機(jī)支架细移、座位板、空調(diào)風(fēng)罩熊锭、門嵌飾板等內(nèi)外飾弧轧。該技術(shù)在20世紀(jì)80年代初被麻省理工學(xué)院提出雪侥,通常指孔徑小于10μm、泡孔密度大于109個(gè)/cm3的發(fā)泡材料精绎,這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔速缨,相對(duì)于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性,在汽車零件等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用代乃。本文中旬牲,筆者將從專利角度對(duì)微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行分析,以期為行業(yè)企業(yè)提供參考搁吓。外注重工藝技術(shù)保護(hù)筆者通過(guò)專利數(shù)據(jù)庫(kù)檢索后發(fā)現(xiàn)原茅,截至目前,全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)堕仔,其中國(guó)外有1700余件擂橘,美國(guó)、日本摩骨、德國(guó)三國(guó)的相關(guān)專利申請(qǐng)量居前三位通贞;國(guó)內(nèi)相關(guān)專利申請(qǐng)有2400多件,其中企業(yè)占1556件恼五,其次是科研院所昌罩,從申請(qǐng)人分布地區(qū)來(lái)看,廣東灾馒、江蘇茎用、浙江等地的專利申請(qǐng)量較高。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟睬罗、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)绘搞,該技術(shù)來(lái)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(guò)專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣傅物,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑琉预,發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔董饰,通過(guò)壓力控制氣泡的生長(zhǎng)使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)。后來(lái)圆米,Trexel公司基于MuCell技術(shù)提交相關(guān)專利申請(qǐng)共有33件卒暂,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),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娄帖。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性也祠,Trexel公司通過(guò)加入液壓系統(tǒng)、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(jìn)近速;在超臨界流體計(jì)量控制上诈嘿,Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設(shè)置儲(chǔ)料缸控制發(fā)泡劑計(jì)量堪旧、螺桿上添加超臨界流體的計(jì)量泵等解決手段〗毖牵基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%淳梦,減少材料消耗并縮短成型周期,成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案昔字。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術(shù)方面也申請(qǐng)了較多專利爆袍,其早的相關(guān)專利申請(qǐng)是在1995年,申請(qǐng)的25件相關(guān)專利均為螺桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進(jìn)作郭,其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術(shù)陨囊。該技術(shù)的核心是設(shè)置了氣體計(jì)量與混合模塊,使熔體/氣體混合物的均化過(guò)程獨(dú)立于塑化過(guò)程夹攒,獲得的制品具有較低的內(nèi)應(yīng)力蜘醋,消除了翹曲和縮痕,較適用于汽車內(nèi)飾芹助。阿博格公司是全球領(lǐng)先的注塑機(jī)制造商堂湖,其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術(shù),該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單状土,采用液體發(fā)泡劑无蜂,通過(guò)密封螺桿加料段來(lái)使料斗和塑化裝置之間形成壓力腔,從而使發(fā)泡劑在壓力下引入蒙谓。該技術(shù)主要適用于纖維增強(qiáng)發(fā)泡材料斥季,制得的發(fā)泡塑件多能減重30%。阿博格公司的專利申請(qǐng)量不多累驮,主要涉及注塑機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)酣倾,其中具有顆粒鎖結(jié)構(gòu)的注塑機(jī)是Profoam發(fā)泡工藝的關(guān)鍵技術(shù)。筆者認(rèn)為谤专,Trexel躁锡、Demag Ergotech等國(guó)外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術(shù),國(guó)內(nèi)企業(yè)在使用相關(guān)技術(shù)時(shí)必然面臨較高的專利許可費(fèi)用置侍。國(guó)內(nèi)注重原料技術(shù)研發(fā)在國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)人中映之,南京聚隆科技股份有限公司(下稱聚隆科技)和會(huì)通新材料股份有限公司(下稱會(huì)通新材料)的相關(guān)專利申請(qǐng)量多,這兩個(gè)申請(qǐng)人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主蜡坊,涉及的技術(shù)均為通過(guò)原料選擇來(lái)提高發(fā)泡材料的熔體強(qiáng)度和流動(dòng)性杠输,以獲得泡孔均勻、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品秕衙。
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聚丙烯(PP)樹脂具有原料來(lái)源豐富蠢甲、質(zhì)量輕、性價(jià)比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性据忘、耐化學(xué)腐蝕性鹦牛、易于回收等特點(diǎn)搞糕,是世界上應(yīng)用廣、產(chǎn)量增長(zhǎng)快的樹脂之一能岩。聚丙烯微孔發(fā)泡注塑發(fā)泡聚丙烯(Expanded Injection PP寞宫,EIPP)是減重注塑技術(shù)中新的技術(shù)。其主要原理是在注塑材料中添加發(fā)泡劑拉鹃,當(dāng)材料填滿型腔后辈赋,模具打開一定的距離(1~3mm),形成一個(gè)具有兩側(cè)致密表皮和微孔發(fā)泡芯部的產(chǎn)品膏燕。EIPP成型零件的優(yōu)點(diǎn)1. 比普通同等壁厚零件減重約20% 钥屈,能大幅降低材料成本。2. 內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形較小坝辫,尺寸穩(wěn)定性高篷就。3. 表面致密,可進(jìn)行噴漆近忙、涂層等處理竭业。4. 絕熱、吸聲及舍、緩沖性較好未辆。EIPP技術(shù)的典型應(yīng)用目前主要的應(yīng)用是汽車內(nèi)飾件,如門板锯玛。目前國(guó)內(nèi)國(guó)外均有投產(chǎn)咐柜。影響EIPP成型質(zhì)量主要因素PP配方用注塑的方法,想做出非常好的發(fā)泡效果攘残,采用純PP原料是很困難的拙友。由于PP的結(jié)晶性,適合發(fā)泡的窗口很窄歼郭,所以要做適當(dāng)?shù)母男砸牌酢E浞街行枰m當(dāng)添加各種組份,如增韌劑病曾、填料姊途、成核劑、穩(wěn)定劑等等知态。既要增加PP材料的熔體強(qiáng)度,又要保證耐熱立叛、耐候负敏、耐氣熏、耐劃傷的基本要求秘蛇,同時(shí)防止發(fā)粘其做、氣味和VOC等顶考。模具設(shè)計(jì)EIPP 工藝由于需要在薄壁型腔內(nèi)完成高速填充和發(fā)泡工藝,很容易出現(xiàn)表面缺陷妖泄,常見的問(wèn)題包括:流痕驹沿、凹陷、銀紋蹈胡、氣泡渊季、拉斷等等。這些都需要精心的模具設(shè)計(jì)罚渐。通過(guò)改變?nèi)垠w流動(dòng)路徑却汉,改變加強(qiáng)筋的位置,調(diào)整皮紋的樣式等多種方式荷并,來(lái)獲得的注射效果合砂。注塑工藝、穩(wěn)定的注塑機(jī)臺(tái)對(duì)制品質(zhì)量至關(guān)重要源织。一般來(lái)說(shuō)翩伪,發(fā)泡劑需要自動(dòng)稱量,自動(dòng)輸送到螺桿谈息。模具中的充氣量由壓力傳感器控制缘屹。壓力若控制不好,表面的發(fā)泡劑會(huì)在流動(dòng)過(guò)程中自行發(fā)泡黎茎,造成表面銀紋囊颅。為保證材料注塑溫度的穩(wěn)定,注塑機(jī)螺桿和模具熱流道經(jīng)過(guò)溫控平衡傅瞻。同樣地踢代,模具溫度也必須控制嚴(yán)格。綜上所述嗅骄,注塑發(fā)泡是一個(gè)系統(tǒng)工程胳挎,只有將配方、模具設(shè)計(jì)和注塑工藝等幾個(gè)方面要有機(jī)的結(jié)合起來(lái)溺森,才能做出好的EIPP產(chǎn)品慕爬。
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央廣網(wǎng)上海9月17日消息(記者唐奇云 通訊員張婷)日常生活中,當(dāng)人們購(gòu)買兒童玩具屏积、家具用品等塑料制品時(shí)医窿,都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無(wú)毒無(wú)味、綠色環(huán)保炊林,近年來(lái)綜合性能優(yōu)異姥卢、可回收及易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”,日益受到熱捧,是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種独榴。超臨界CO2(二氧化碳)發(fā)泡聚合物技術(shù)是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關(guān)鍵核心技術(shù)僧叉。在第22屆工博會(huì)高校展區(qū),華東理工大學(xué)化工學(xué)院教授趙玲領(lǐng)銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項(xiàng)目棺榔,聚焦的正是輕量化聚丙烯發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用瓶堕。該項(xiàng)目也是2019年度上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目。聚丙烯微孔發(fā)泡無(wú)水發(fā)泡制備聚合物珠粒實(shí)驗(yàn)裝置(央廣網(wǎng)發(fā) 華東理工大學(xué)供圖)鎖定新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域症歇,布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國(guó)新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域郎笆,發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段。隨著航天航空当船、國(guó)防题画、能源、交通德频、包裝苍息、電器、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展壹置,對(duì)具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱竞思、隔音、絕緣钞护、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來(lái)越迫切盖喷。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長(zhǎng)量快难咕、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一课梳,其高品質(zhì)發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領(lǐng)域的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。016年余佃,由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)暮刃,該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝,開展聚合物輕量化的應(yīng)用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈?zhǔn)健毖邪l(fā)工作爆土。據(jù)趙玲介紹椭懊,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類〔绞疲化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留氧猬、發(fā)泡過(guò)程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用坏瘩,已逐漸被禁止和限制使用盅抚;一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全倔矾。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候泉哈、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問(wèn)題和弊端,超臨界流體丛晦,特別是超臨界CO2,發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)提陶,被工信部列入我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)烫沙,而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)、表面張力和粘度下降隙笆、結(jié)晶行為改變等一系列變化锌蓄,可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物撑柔,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制瘸爽,很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無(wú)法保持完整泡孔铅忿,可操作窗口窄剪决。因此,大規(guī)模制造具有穩(wěn)定均勻泡孔形貌和外形尺寸的高發(fā)泡倍率微孔材料難度大檀训。為了攻克這一難題柑潦,近年來(lái)華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通、中石化北化院峻凫、浙江新恒泰渗鬼、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系荧琼、可控工藝過(guò)程和高效工業(yè)裝備等方面開展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化譬胎、強(qiáng)化和工程化等系列工作,形成了“適合超臨界CO2發(fā)泡的聚丙烯專用料”“分步/分段發(fā)泡新工藝”“優(yōu)化構(gòu)建流場(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì):根據(jù)在低于其流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結(jié)晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機(jī)制命锄,開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強(qiáng)的CO2溶解擴(kuò)散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料堰乔,以及能有效改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑;CO2變壓飽和提高了過(guò)程效率和發(fā)泡倍率累舷,氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積浩考;釜壓發(fā)泡、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)保證了均勻的壓力場(chǎng)被盈、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)析孽,成功實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔發(fā)泡材料的規(guī)模制造和柔性生產(chǎn)。