降本60%!國外開發出一種新型聚丙烯擠出發泡技術!

塑連網-小郭 發佈 2024-04-10T17:59:15.580927+00:00

蘇爾壽化工和北歐化工已經完成了一種創新工藝的開發,該工藝可以經濟高效地擠出膨化聚丙烯(ePP)珠粒。聚丙烯(PP)是一種高效材料,具有先進的機械性能,非常適合重複使用和回收。為了支持ePP的大規模採用,蘇爾壽化學技術公司現在正在啟動一條新的創新生產線。

蘇爾壽化工和北歐化工已經完成了一種創新工藝的開發,該工藝可以經濟高效地擠出膨化聚丙烯(EPP)珠粒。

聚丙烯(PP)是一種高效材料,具有先進的機械性能,非常適合重複使用和回收。為了支持ePP的大規模採用,蘇爾壽化學技術公司現在正在啟動一條新的創新生產線。與原材料供應商北歐化工共同開發的最終解決方案支持終端市場朝著更循環解決方案的方向努力,並有望將生產成本削減多達60%

與傳統的高壓釜生產方法相比,蘇爾壽化學技術有限公司的創新系統依靠直接氣體浸漬的擠出技術,提供了易於實施的替代方案,並獲得了快速的投資回報。包裝製造商等泡沫模塑商可以實施混料生產線,以大大降低與材料供應,倉儲和中間運輸相關的成本。因此,企業可以以更具競爭力的價格提供ePP零件,同時支持採用易於回收的聚烯烴應用。


其他好處包括可以完全控制ePP的特性,例如堆積密度,閉孔含量和珠粒大小分布,以及在微調配方時具有最大的靈活性。而且,高度自動化的過程使維護要求降低,並簡化了操作。此外,隨後可以在蒸汽箱成型機中以標準的蒸汽壓力容易地加工擠出的珠粒,以獲得具有特定形狀的模製珠粒泡沫產品。此外,蘇爾壽化工和北歐化工正在開發一種可以使用二氧化碳的替代產品,以支持不同的客戶需求和工廠設置。

「與Sulzer之類的行業領導者合作很愉快,」北歐化工聚烯烴戰略與新業務開發副總裁Christopher McArdle說道。生活需要進步。這項創新將進一步推動我們PP泡沫解決方案的採用,支持向塑料循環經濟的過渡。這就是我們重新發明更可持續的生活的方式。」


蘇爾壽化工技術部總裁Torsten Wintergerste總結說:「我們對與北歐化工共同開發的先進ePP生產線感到非常滿意。此次合作的結果確實證明了兩家公司的廣泛專業知識。使用我們的最新解決方案,客戶將能夠受益於性能增強的尖端設備以及生產一流發泡材料的高質量PP。」

發泡聚丙烯(EPP)是一種性能卓越的高結晶型聚丙烯發泡材料,以其獨特而優越的性能成為目前增長最快的環保新型抗壓緩衝隔熱材料。


EPP製品具有十分優異的抗震吸能性能、形變後回復率高、很好的耐熱性、耐化學品性、耐油性和隔熱性,另外,其質量輕,可大幅度減輕物品的重量。EPP是一種綠色環保材料,可回收再利用,不會造成白色污染。


PART 01

EPP的生產流程

聚丙烯發泡珠粒(EPP)以PP為主要原料,採用物理髮泡技術製成發泡珠粒。主要用來進行模具燒結成型為各種各樣的形狀和尺寸,以供在不同場合使用。採用聚丙烯發泡珠粒及用聚丙烯發泡珠粒模具燒結成型的聚丙烯發泡產品。


1)首先通過特定的配比,得到顏色多樣化的PP顆粒。

2)通過發泡等處理,得到5-60倍的發泡PP顆粒,如下圖為60倍白色EPP。

3)製品製造廠通過將2中的顆粒用蒸汽加熱得到產品。

PART 02

EPP具有哪些優點?

◆ 聚丙烯(PP)剛性優於聚乙烯(PE)

PP彎曲模量大約為1.52Gpa, PE僅為207MGpa,耐化學性與PE相似。以日本古河電氣公司的Ace型PP發泡材料為例其力學性能如拉伸強度和撕裂強度處於泡沫塑料的最高等級其壓縮強度低於硬質PUR和發泡PS,但比軟質PUR高,既具有中等的壓縮強度。


◆ 聚丙烯有較高的熱變形溫度,可以在高溫領域中應用

發泡聚丙烯通常能耐130℃,這比聚乙烯泡沫的最高使用溫80℃高的多。發泡PP與發泡PE一樣是封閉式泡孔結構,因此,其熱導率不會因潮濕而受影響,且比發泡PE低,具有顯著的隔熱性,因此可用作高級保溫材料。


◆ 良好的低溫特性

EPP製品即使在-30℃時也表現出很好的性能。


◆ 能量吸收高

由於EPP製品具有特殊的泡孔結構,其通過泡孔中的氣體滯流和壓縮作用來吸收逸散能量,具有優異的抗壓吸能性能。廣泛應用於汽車保險槓能量處理系統及其他防衝撞吸能部件。


◆ 尺寸形狀恢復穩定性好

EPP製品受多次連續撞擊和撓曲變形後會立即恢復原始形狀,而不產生變形,具有「記憶」能力。


◆ 適於反覆使用

EPP製品柔韌性好,可反覆使用,不易破碎。


◆ 質量輕

EPP製品具有極輕的質量,能大幅度降低重量,可被應用於飛機、汽車等省重部件。


◆ 具有良好的表面保護性

EPP製品是半硬質成形,具有適度的硬度、柔軟性、不會擦傷、碰傷與其接觸的物體,具有較好的表面保護性。


◆ 透水性小、浮力好

由於EPP的閉孔結構,其製品具有長期、極好的浮行性且透水性小、甚至至於鹽水中也不減弱其浮性。


◆ 耐油、耐化學品好

由於EPP的化學惰性,使得其製品耐油、耐化學藥劑性很好。


◆ 可重複利用的環保材料

易回收再利用,易分解,製品不含對人體有害的有毒成分,燃燒不產生有毒物質。


◆ 密度可異性

可製成各部分密度不同的EPP製品。


◆ 穩定性好,能在不同環境下使用

EPP製品有極好的耐久性,如抗紫外暴露、物理破壞、極端溫度(-30℃-130℃)磨損和其他惡劣環境。


◆ 隔音性能好

EPP製品具有高效的噪音隔離作用。


PART 03

發泡聚丙烯(EPP)的應用領域

EPP的應用領域非常廣泛,不但符合我國所提倡的環保要求,而且在各方面性能上表現非常優異,是越來越多傳統材料的取締品、升級品,主要可以應用在工業、汽車、包裝、食品包裝、民用、建築、熱絕緣等領域。


◆汽車領域

隨著汽車輕量化的發展,材料輕量化對於汽車減重有著舉足輕重的作用。EPP是封閉泡孔結構,能充分吸收逸散能量緩衝抗震;穩定性極高,形變時迅速恢復;隔熱防潮、降噪;質量極輕且是環保材料,因此,發泡聚丙烯在汽車上的應用逐年增多。

如汽車保險槓(吸能塊一般採用發泡聚丙烯或者是PP 類支架吸能結構,起到吸收撞擊能量的作用[3])、汽車側面防震芯、汽車車門防震芯、高級安全汽車座椅、工具箱、後備箱、扶手、底墊板、遮陽板、儀錶盤等部位均使用發泡聚丙烯材料。根據統計數據:目前汽車上的平均塑料用量為100~130 kg/輛,其中應用發泡聚丙烯4~6 kg/輛。

根據使用部位的不同,為對應不同的使用強度要求,目前汽車內飾零件中使用的發泡聚丙烯材料多為10~45 倍的高倍率發泡材料。


◆冷鏈包裝領域

EPP柔韌性極佳,不變形,密閉性好;耐油、耐化學試劑腐蝕、隔熱保溫;抗紫外暴露、極端溫度(-30℃~130℃)、無毒無害無味、無污染;不褪色、不掉色。常用於製造海鮮保鮮箱、車載冰箱、食物保鮮、保溫外賣箱、恆溫冷藏等領域。


◆周轉箱、工具盒領域

EPP受到衝撞或撓曲形變後立即恢復原型;隔熱耐寒,柔韌性極佳,抗紫外暴露、物理破壞、極端環境(-30℃~130℃);耐油、耐化學試劑腐蝕。質量極輕,是周轉箱、工具盒的最佳材料。

◆兒童玩具領域

EPP是無毒無害可回收的環保材料,避免孩童啃食玩具導致中毒;其製品硬度適中,柔韌性好,不必擔心磕碰或刮傷,給孩子溫柔的保護,防滑保溫和多變的玩樂體驗,是新興的兒童玩具材料。

◆民用生活領域

EPP製品種類極其豐富,有極好的抗震吸收性能,對撞擊產生的能量可充分吸收,起到出色的緩衝作用,是製作嬰兒座椅的首選;因其無毒害,易回收,成為越來越多倡導環保生活的家居日用品製造商的首選材料。


◆精密儀器襯墊領域

EPP可製成各部分密度不同的產品,表面光滑,充分保護與其接觸物體,且與之完全吻合;可製成固定支架或填充碎塊,包裝精密儀器和液晶設備。


PART 04

發泡聚丙烯(EPP)的發展現狀

自20世紀90年代以來,我國泡沫塑料發展迅猛,市場主要出現3大類品種:聚氨酯軟質和硬質泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料,但這幾類材料各有弊端。


聚氨酯泡沫在發泡過程中會存在有害人體的異氰酸酯殘留物,發泡材料無法回收利用;


聚苯乙烯發泡過程中通常會使用氟氯烴化合物或丁烷,產品降解困難,製備和使用後均對環境產生污染;


聚乙烯泡沫塑料剛性較低,最高使用溫度僅為 80 ℃,耐熱性差。


與傳統的發泡PS、PE相比,發泡PP以其優良的耐熱性、機械強度和良好的環境適應性等優點而備受青睞,美國、日本和德國一些發達國家正大力發展發泡PP作為替代發泡PS的新型泡沫材料。


在汽車輕量化領域中,可發性聚丙烯由於質輕、耐熱性好、高衝擊能吸收能力和良好的回彈性,因而在汽車防衝撞領域得到廣泛應用。據統計數據:每輛汽車應用的發泡聚丙烯量為4-6Kg,我國每年汽車用發泡聚丙烯用量高達6-9萬噸。


現在一些發達國家正大力發展發泡PP材料並替代發泡聚苯乙烯成為綠色建築材料,市場需求量大。我國PP泡沫材料的研究尚處於起步階段,發泡PP的工業化生產基本上處於空白且科研和工業生產技術比較落後,產量明顯不足,因此有很大的市場空間和使用潛力。

文章來源:第八元素塑料版

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