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国内聚丙烯专用料 发展“专”字当头
2012年13期 发行日期:2012-04-02

  近年来我国聚丙烯市场需求不断增加,预计2012年国内消费总量将达到1378万t,其中编织制品消费量最高,(近年消费情况及预测见表1)。随着应用领域的不断拓展及其对性能要求的不断提高,各种性能优异的聚丙烯专用料正在占据越来越重要的地位。目前国内市场需求量较大的高档双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)料、汽车专用料、复合膜料、高档管材料、高透明和高刚性注塑料等还主要依靠进口,而国内茂名石化、独山子、燕山石化、兰州石化、扬子石化以及大庆石化等公司也在全力介入,以抢占市场先机。

                                        表1   我国聚丙烯消费情况及预测      万t

                2010年                2012年(E)                2017年(E)
                消费量                所占比例/%                消费量                所占比例/%                消费量                所占比例/%
吹塑制品                   63.9                6.3                97.3                7.1                143.9                7.8
纤维                           624.9                62.0                830.0                60.2                1081.5                58.6
薄膜及片材                151.7                15.1                213.0                15.5                286.4                15.5
注塑制品                   148.0                14.7                211.8                15.4                296.1                16.1
其他                          19.3                1.9                26.4                1.9                36.9                2.0
合计                           1007.9                100                1378.5                100                1844.8                100.0

汽车专用料

  1.汽车保险杠专用料
  目前,PP汽车保险杠专用材料主要是以PP为主材,加入一定比例的橡胶或弹性体材料、无机填料、色母粒、助剂等经过混炼加工而成。
  燕化公司树脂应用研究所研制成功适宜作为桑塔纳轿车PP保险杠的专用料,该产品的流动性、拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量等性能优异;牡丹江石油化工厂采用杜邦公司的聚烯烃弹性体(POE)代替乙烯/丙烯/二烯共聚物(乙丙橡胶,EPDM)对PP进行增韧,同时添加共聚PP,组成PP/共聚PP/POE共混体系,满足了汽车保险杠的性能要求,实现了批量生产,并用于哈飞集团松花江微型汽车保险杠的生产。
  中石化扬子分公司成功开发一种高抗冲、高熔体流动速率的(丙烯/乙烯)共聚物K9015可替代同类进口料用于生产高抗冲汽车保险杠,并已经投放市场。此外,兰州石化公司聚丙烯装置生产的高抗冲共聚EPC30R、SP179牌号专用料及茂名石化生产的HHP8专用料,均已投放市场。
  2.汽车仪表板
  PP仪表板是近几年开发的新型汽车仪表板,一般采用添加无机填料和偶联剂的办法来提高材料的弯曲强度和弯曲模量,因为无机填料可提高材料的弯曲模量和热变形温度,减小成型的收缩率。
  上海金发科技发展有限公司于2005年发明了一种高性能低气味汽车仪表板专用聚丙烯,该材料的各项性能指标均达到或超过预定的要求,解决了材料刚性韧性很难平衡的难点,同时解决了汽车行业对高布氏硬度和低气味材料的要求。武塑集团程丽珍等研发了富康汽车仪表板PP专用料。南京工业大学窦强等采用共聚聚丙烯与高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯辛烯共聚物(POE)、云母等共混改性,制备了一种性能优良的轻型汽车仪表板专用料,性能满足五十铃系列轻型车的要求,已经应用在多种型号的轻型汽车上。
  3. 汽车内饰件
  塑料由于具有容易与不同材料配合、设计方便、加工性好、质量轻、易清洗、使用寿命长、价格低、强度性能好等优点,在汽车内饰件领域应用广泛。
  齐齐哈尔大学刘喜军等以小本体PP为基料,通过与共聚聚丙烯(CPP)、POE滑石粉以及其他助剂共混改性制备汽车专用料——保险杠、仪表盘和门板等。大庆华科股份有限公司苏家凯等采用双螺杆挤出加工,通过添加不同组分的改性助剂,制得汽车PP内饰件专用料,并成功应用于夏利汽车内饰件。
  4. 汽车燃油箱
  燃油箱属于汽车的结构件、功能件,是汽车重要的安全部件之一,其材质应具有耐寒、耐热、耐蠕变、耐应力开裂、耐大气老化、耐溶剂及化学药品等性能,其抗冲击、阻燃、防爆等特性尤为重要。齐鲁石化公司树脂所开发的以PP为基料填充玻璃纤维而制成的汽车专用料,具有良好的刚性、流动性和耐冲击性,并且具有良好的耐热氧化性能和耐化学腐蚀性能。但目前我国汽车塑料燃油箱材料与国外相比还存在一定的差距。
  5.汽车门板、护板
  大庆华科股份有限公司孙伯平研究了POE在PP改性中的应用,并对PP/POE动态硫化体系进行了研究,在此基础上研制了汽车侧门板、保险杠、仪表盘专用料。辽阳辽化工程塑料有限公司高原等研究了PP基体树脂和各种改性成分,如增韧剂、填充剂、过氧化物等以及挤出加工工艺对专用料性能的影响,使用这种改性PP专用料制成的重型汽车侧护板已经成功地应用在第一汽车集团奥威重型汽车上。鞍山市君利工程塑料有限公司赵文聘等研究探讨了夏利威志轿车中立柱下护板聚丙烯专用料的配方和工艺,并据夏利威志轿车中立柱下护板的使用要求,确定了最佳专用配方。山东旭日汽车饰件集团张龙华等以聚丙烯为基料,聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂并添加其他助剂,研制出了具有特殊使用要求的重型卡车用中段护板PP专用料,该PP专用料已大批量生产,除供应北汽福田欧曼重型汽车厂之外,也已推广应用到其他多种重型汽车。

高熔体强度发泡材料

  高熔体强度聚丙烯专用料在国外主要用于发泡材料,并且主要用作汽车领域的汽车顶棚材料、遮阳板、内饰、缓冲及隔音部件。2001年底中国石化北京化工研究院通过辐照交联支化方法成功研制出高熔体强度的聚丙烯,它比普通聚丙烯熔体强度提高50%以上,若用于发泡材料,发泡倍率可达20倍以上;北京化工大学科研人员在普通聚丙烯中加入双官能度敏化剂SR213(美国Sartmer公司生产),经钴60 γ射线辐射得到长链支化结构聚丙烯,熔体强度、拉伸强度、冲击强度都有较大提高,这种聚丙烯凝胶含量很少,可以满足成型加工的需要;中国石化北京燕山分公司树脂应用研究所采用反应挤出方法制备出高熔体强度聚丙烯HMSPP–1,熔体强度提高300%,用于挤出发泡试验,聚丙烯泡沫密度0.018 g/cm3 ,发泡倍率达到50倍,能形成清晰网格形状,且泡孔完整均匀。

BOPP专用料

  我国BOPP生产企业主要位于广东、浙江、江苏、山东和安徽,其他地区产量较少。2009年后中国石化根据需求地区的分布,结合装置产能的分布,进行了优化排产。
  国内几乎所有的连续法聚丙烯装置都在开发生产薄膜专用料,用量较多的牌号主要为:齐鲁石化T36F,扬子石化F680、F1002B,上海石化F280S及F280SO,茂名石化的F280M,长岭炼化的T38F,广州石化的F400-H,中海油的HP425J,洛阳石化JF300,燕山石化F1001,大庆石化BOPP-D1,抚顺石化T38FE以及兰州石化的T36F等。此外,BOPP拉线膜、BOPP扭结膜、BOPP防雾膜、BOPP离型膜、BOPP缠绕膜等目前生产量还非常有限,有待进一步开发。

瓶体及瓶盖专用料

  饮料瓶用透明PP专用料主要通过共聚、添加成核剂或共聚与添加成核剂联合使用的方式生产。我国成核剂改性PP专用料的生产于20世纪90年代中期开始,1997年上海石油化工股份有限公司开发出了透明PP,产品有9个品种;2000年8月扬子石化公司透明PP专用料投入工业化生产;2000年11月兰州石化公司石化厂成功地实现了透明PP的工业化生产;北京燕山石化公司、洛阳石油化工总厂均已开发出透明PP……这一切无疑标志着中国成核剂品种开发和聚烯烃结晶改性技术研究正在趋向成熟。
  扬子石化在国内首家采用共聚法开发出聚丙烯瓶盖专用料YPJ706,并成功进入可口可乐公司采购供应链。据统计,我国仅长三角地区每年聚丙烯瓶盖原料的市场需求量就在10万t以上,国产产品的崛起改变了外商垄断的局面。

PP-R管材专用料

  欧美发达国家早在20世纪80年代就开发了无规共聚管材专用料,如北欧化工的RA130E、赫斯特公司的PP-R管材料、Targor公司的PPH5416、韩国晓星的PP-RR200P、PP-M910等。国内石化企业1999年以后才陆续开发出了PP-B和PP-R管材专用料,如燕山的PPR4220,PPB4240、8101,齐鲁的QPR01、扬子的C180、盘锦的PPB240、P340等。国产料质量和制品性能与北欧化工产品存在较大差距,需要加以改进和提高。
  2002年中国石化北京化工研究院研制的PP-R管材专用料(PP-R 0108)通过了8760 h长期热稳定性试验,是国内首家通过该项测试的聚丙烯管材专用料。辽宁华锦集团乙烯有限责任公司建筑用热水专用料PP-R-200产品,被批准为中国建材工程建设推荐产品。
  此外,大庆石化公司生产出了一种高附加值PP-R管材专用料,该管材专用料是国内首次在单环管聚丙烯反应器上生产出的产品。扬子石化公司自主研发的高性能PP-R管材专用料在其聚丙烯装置上成功实现工业化试生产,这一牌号为YP-R503的新型管材专用料能满足63mm以上大口径给水管生产需要。上海石化塑料事业部研制开发的管材专用料也实现了工业化稳定生产。大庆炼化公司聚丙烯装置生产出的PA14D牌号PP-R管材专用料,已经形成了6万t/a的规模化生产能力,产品可广泛用于制作各种冷热水管。燕山石化4万t/a聚丙烯装置成功投产的灰色管材专用料PP-R4220S1,改变了着色聚丙烯管材专用料全部依赖进口的局面。

中国农业大学与中盐红四方
“新一代缓控释肥料技术”成功签约

  2012年3月26日,中国农业大学与中盐安徽红四方股份有限公司在北京签署协议,将“可降解高分子包膜控释肥料中试生产技术,转让给中盐安徽红四方股份有限公司,双方合作将易降解高分子包膜控释肥料推向市场。
据悉,“可降解高分子包膜控释肥料中试生产技术”由中国农业大学资源与环境学院教授、留美归国博士胡树文主持完成。研究团队自主设计、研制出具有环境降解能力的新型控释膜材料,完成了包膜控释肥料整套中试工艺以及核心设备的科研开发,实现了包膜控释肥料的连续化、自动化生产,在国内首次实现中试水平生产新一代环境友好型包膜控释肥料,生产过程低碳环保,无“三废”产生。试验数据显示,生产的包膜控释肥料各项指标均符合国家缓释肥料标准,产品可广泛应用于各种农作物,特别是大田作物;可使作物增加产量9%~15%,每亩增收100多元;在减氮量25%的条件下,可以保证稳产或增产。该项技术已通过教育部组织的专家鉴定,鉴定结果为该项技术具有我国完全自主知识产权,达到国际领先水平。
此项协议的签署,标志着新一代包膜控释肥料即将进入市场,服务于我国农业。由于该技术生产效率高,生产过程与产品环境友好,而且价格比同类产品低廉,其产业化必将大大提升我国控释肥料产业的市场竞争力。这种易降解高分子包膜肥料突破传统控释肥料价格居高不下的限制,完全适用于大田作物,拥有巨大的消费市场,发展前景可观。
同时,该产品推向市场后的大面积使用,将缓解或解决我国农业过度施肥造成的资源浪费、环境污染及成本居高不下等诸多问题,为农业的可持续发展注入新的推动力。原全国农业技术推广服务中心主任夏敬源高度评价了这种易降解包膜控释肥料,认为“该新型肥料解决了以前控释肥中存在的降解性低、控释性差、稳定性不好、安全性差、价格偏高等问题,同时可以达到节肥、节药、节能、省工、省力、省心和作物增产、农民增收、农业增效的目的”。

其他专用料

  洗衣机是聚丙烯用量最集中的家电产品,聚丙烯用于洗衣机时可生产十几种部件,如半自动双桶、外壳、盖板、底座、脱水桶、涡轮、后盖等,均采用嵌段共聚PP注射成型生产。目前洗衣机用国产树脂已超过60%的市场份额。主要牌号有燕化公司的K7726、K7735、1947,上海石化的M2600、M3500,扬子石化的J740,茂名石化的HHP3、HHP5,天津石化的TJPP2027等。
  北京燕化公司在气相法PP生产装置上,开发出的镀铝复合膜中间层专用料PP C1008具有熔体流动速率稳定,相对分子质量分布窄,刚性高,灰分少等优点;产品的加工性能和力学、光学性能优良,达到国外同类产品的水平。
  2010年全世界锂电池隔膜材料需求量在1亿m2以上,但我国锂电池隔膜厂家所用材料基本上进口。2010年8月扬子石化公司自主研发的锂电池隔膜用聚丙烯专用料PPH-F02-H成功实现了工业化生产。经检测,专用料各项指标均达到设计要求,完全符合质量标准。
  近几年,国外透明PP市场增长很快,如韩国LG将透明PP作为PET替代品推向市场;德国某些公司用透明PP替代PVC;美国透明PP制品的增长速度高出普通PP制品7%~9%;日本近几年PP成核透明剂的年用量约为2000t,若以添加量0.25%推算,日本透明PP料的年产量可达80万t以上。据日本理化株式会社介绍,日本透明PP专用料用于微波炊具及家具两方面的消费量最大。目前国内透明PP专用料与国外差距较大,透明PP树脂及其制品的生产、应用仍有待加强。另外,聚丙烯纺丝专用树脂、阻燃聚丙烯专用料以及电缆用聚丙烯专用料等不仅研发成功而且已经工业化生产。

 

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