EPP:“相貌”平平无奇,“武功”超凡脱俗
EPP:“相貌”平平无奇,“武功”超凡脱俗
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这种白色颗粒“相貌”平平无奇,却拥有高回弹性、耐化学性、隔热性、绿色环保等诸多优势,这就是EPP——高熔体强度的釜压发泡聚丙烯。
前不久,国家市场监督管理总局会同公安部、工业和信息化部制定、发布的强制性国家标准《摩托车、电动自行车乘员头盔》(GB811-2022,以下简称“新国标”)正式实施。“新国标”对摩托车、电动自行车乘员头盔的固定装置稳定性、吸收碰撞能量等方面都做了明确规定。
应用釜压发泡聚丙烯不仅可以起到很好的缓冲减震作用,而且能减轻头盔自重。除了应用在头盔领域,釜压发泡聚丙烯还是食品包装、冷链运输、儿童玩具等多个领域的“新宠”。
什么是EPP专用料?
釜压发泡聚丙烯EPP专用料(ExpandedPolypropylene)是一种性能卓越的高强度轻量化泡沫材料,通过改变发泡温度和压力可以制备密度不同的EPP材料,成型过程为物理成型,以其独特而优越的性能成为新型环保抗压缓冲隔热材料。
EPP专用料制品具有优异的抗震吸能性能、形变后恢复率高,还有很好的耐热性(最高使用温度可达130摄氏度)、耐化学品、耐油性和隔热性;质量轻,可大幅减轻物品重量。EPP专用料还是一种环保材料,易于降解,其制品环境友好性优于其他发泡材料。
主要应用于哪些领域?
●汽车领域—— 汽车领域大约占EPP专用料制品市场50%左右的份额。在传统汽车及新能源汽车中,EPP专用料主要用于制造保险杠、仪表盘、工具箱、遮阳板及缓冲块等汽车关键零部件,是汽车轻量化核心材料之一。
●包装领域—— 在我国,EPP专用料在包装领域的应用仅次于汽车,大约占35%的市场份额,主要用于电子产品包装、食品包装及物流包装,具有优异的缓冲性能、保温隔热及可重复使用等优势。
●日用品领域—— EPP专用料制品保温性能好、无发泡剂残留异味、制品柔韧性好,可反复使用,不易破碎产生污染食物外表的渣屑,适用于海产、水果、乳制品、冰点等高档食品的冷链运输快递。因其软硬适中,不会接触物体表面,可用于高价值易碎物品和需要防震防静电的精密仪器包装,使其在颠簸的运输过程中免遭损伤及破坏。因其可以生产具有复杂几何结构及高维尺寸精度的制品,且不含危害人体或环境的发泡剂残留,适用于头盔内衬、冲浪板、便携小桌椅、航模船模、儿童玩具等。
●工业制造领域—— 当前,越来越多的工业制造领域开始使用EPP专用料制品进行轻量化替代。如新风系统的EPP成型电机外壳,与传统的钣金外壳相比具有很好的隔音效果;具有非常好的保温效果,可有效防止机器内部出现冷凝水或结冰情况,且不需要额外增加保温材料,可缩小机器体积;具有较强的抗震效果,在运输过程中能够有效避免电机和其他内部组件的损坏;由于EPP是模内成型,电机风道可设计成尺寸精密的流线型,减小空气流通的阻力。
1
研发攻关
北化院:
综合创新实现EPP专用料工业开发
为满足汽车轻量化产业链对釜压发泡聚丙烯专用料高刚性、低熔点的需求,北化院多部门集智攻关开展釜压、模压发泡聚丙烯专用料的开发,并牵头承担中国石化汽车轻量化重大项目,依托中国石化聚烯烃研究开发的深厚积累和丰富资源,通过对聚丙烯树脂共聚单体种类、含量等微观结构的调整,改善树脂的宏观性能。
攻关开发过程中,北化院科研团队完成了EPP专用料分子结构设计工作,并在镇海炼化等企业的协助下,在工业化装置上,通过选择催化剂体系、优化聚合工艺、筛选助剂配方及综合创新工程技术,完成EPP专用料的工业开发,解决了一系列生产难点,最终实现了多牌号“高刚、低温”EPP专用料的工业化生产。
在此基础上,北化院科研团队还就EPP专用料的釜式制备工艺展开研究,开发出适用于系列牌号的成套釜式发泡技术,推进进口专用料的国产化替代。短短两三年,中国石化EPP专用料年产销量从零增至占据国内市场半壁江山。
目前,中国石化EPP专用料已通过诸多合资品牌和自主品牌主机厂的原料认证,在众多车型的车内外饰部件生产中应用。
镇海炼化:
产品供应新能源汽车产业链
模压发泡聚丙烯是发泡聚丙烯家族中的重要成员。镇海炼化与北化院、中国石化宁波新材料研究院科研团队联合开发的E02ES,是国内唯一可用于模压发泡的聚丙烯产品,可用于新型动力电池缓冲绝缘材料、轻质高强汽车备胎盖板材料等新能源汽车领域,性能全球领先。
作为新能源汽车的“心脏”,动力电池为车辆提供了前行动能,由发泡聚丙烯E02ES制成的底护板泡棉可吸能、抗冲击,能够更好地保护新能源汽车的刀片式电池。科研团队运用先进聚合控制技术生产宽分子量分布产品,增强产品熔体强度,并进一步降低结晶能力和结晶度,有力支撑批量化生产。截至目前,镇海炼化已生产聚丙烯E02ES逾万吨,供应新能源汽车产业链。
2
生产销售
上海石化:
产品满足高端B级车应用需求
2013年,上海石化开始进行EPP专用料开发。当时国内这款产品全部依赖进口,下游制品售价很高,产品附加值高。上海石化与北化院合作,于2016年成功开发第一款EPP专用料制品,得到用户认可。
通过连续攻关,上海石化首次实现EPP专用料系列制品的工业化生产,打破了国外垄断,逐步替代进口。疫情防控期间,进口原料不确定性增加,EPP专用料产品性能已能媲美进口产品的上海石化抓住市场机遇,实现EPP专用料销量大幅增长。
2020年下半年,上海石化在第三代EPP专用料的基础上开发出第四代高刚EPP专用料。试用这批产品的客户反映,第四代EPP专用料的某项关键性能指标较上一代产品有明显提升,能够满足汽车市场较为高端的B级车应用需求。
如今,上海石化已相继开发出可以应用于不同领域的产品E680E、E800B和E800E,实现EPP专用料产品的系列化,产品在国内市场占比逾50%,成为国内聚丙烯发泡料的“销冠王”。
燕山石化:
高性能原料加高水平工艺
燕山石化EPP专用料的生产过程可谓高性能原料和高水平工艺的强强联手。该公司强化源头把关,采用自身熔体强度较高的三元共聚聚丙烯产品为原料。2010年,燕山石化自主研发出三元共聚聚丙烯成套工业技术,一举填补国内空白,成为世界首家在非三元工艺装置上生产出三元共聚聚丙烯的企业。三元共聚聚丙烯是由丙烯、乙烯、丁烯聚合而成,与普通单一结构的聚丙烯相比,复杂的分子链结构使其本身具有较高的熔体强度。同时,燕山石化强化过程管控,通过技术攻关不断探索最佳反应条件,持续优化聚合单元、造粒单元生产工艺,确保装置生产出品质更加优异的三元共聚聚丙烯,使之拥有更高的熔体强度,以及更优的刚韧平衡性和加工性能,从而更好地满足发泡工艺需求,达到发泡率高、泡孔尺寸均一的生产要求。
截至目前,燕山石化已与下游企业建立起良好的合作关系,实现EPP专用料的批量销售。
新闻会客厅
一条龙服务为用户提供最合适产品
嘉宾:上海石化合成树脂部总工程师、
合成材料研究所所长 周浩
问:EPP专用料的研发生产如何更好地满足客户需求?
答:上海石化进行发泡用聚丙烯专用料的研发近10年,发展成为当前国内聚丙烯发泡料的“销冠王”,得益于多年的技术积累及“MPRC产销研用”一体化优势。
以客户需求为导向,上海石化产销研用团队为客户提供销售、研发、生产一条龙服务,并及时根据客户、市场需求提供“一企一策”个性化定制服务。这是生产型企业在科研开发上拓展出来的新思路,是对产品研发体制的积极探索。
问:在生产过程中遇到的最大困难是什么?
答:目前,EPP专用料的生产瓶颈主要是共聚单体加入量及在分子结构中的分布。由于发泡料对产品质量要求非常苛刻,因此对工艺控制要求同样严苛。在生产过程中,温度、压力、流量、密度等参数必须严格控制,一旦出现工艺波动,超过控制范围,就会出现发泡僵硬、发泡过度等状况。我们在聚丙烯装置生产过程中采用了先进过程控制,保证生产全过程可控,确保产品质量。
问:EPP专用料未来市场前景如何?
答:目前上海石化的EPP专用料在国内市场占有率近50%。与常用发泡材料相比,发泡聚丙烯具有诸多优点,可替代现有的聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等发泡材料,能广泛用于包装、汽车、建筑等行业,是未来发展的方向和趋势。
国内越来越多的企业开始进行发泡聚丙烯的相关研发,开发竞争产品,这会对市场造成冲击,导致竞争更加激烈。
未来,我们将进一步细分市场,针对客户不同的应用方向,通过技术研发和工艺调整,细分EPP专用料品种,为用户提供最合适的产品,以“一个用途一个服务”满足客户开拓市场的个性化需求,进而吸引更多客户,不断提高产品的国内外市场占有率。
END
策划:雷蕾
制作:李晓芳
文图:潘亚男 王佳麟 翁向斌 虞光财
胡学群 赵书萱 杜洋 徐耀辉 柳翼
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