发泡聚丙烯项目可行性报告

1、发泡聚丙烯项目介绍 1概述 泡沫塑料具有质轻、隔热、缓冲、绝缘、防腐、价格低廉等优点，因此在日 用品、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业得到广泛应用，我 国20世纪90年代以来泡沫塑料的发展十分迅速，其中主要品种有聚氨酯（PU） 软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯（PS）泡沫塑料和聚乙烯（PE）泡沫塑料三大类。但 聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，并且发泡材料无法 回收利用。而聚苯乙烯（PS）发泡过程中通常会使用到氟氯烃化合物或丁烷， 对环境有不利影响，产品降解困难且容易形成 白色污染”联合国环保组织已决 定停止使用PS发泡产品。交联聚乙烯泡沫塑料刚性较低，且最高使

2、用温度为 80 C。 对比以上三种泡沫塑料，聚丙烯发泡材料有很多优点： 1）聚丙烯（PP）刚性优于聚乙烯（PE），PP弯曲模量大约为1.52Gpa, PE仅为 207Mpa，耐化学性与PE相似。 2）聚丙烯的玻璃化温度低于室温，抗冲击性能优于PS,而且相比PS泡沫的难 回收性，聚丙烯泡沫是一种环境友好的材料。 3）聚丙烯有较高的热变形温度，可以在一些高温领域中应用。发泡聚丙烯通常 能耐130C的高温，比聚乙烯泡沫的最高使用温度 80C高得多。封闭式泡孔结构 使其热导率不会因潮湿而受影响，因此可用作保温材料。 4）良好的低温特性：制品即使在-30C时也表现出很好的性能。 5）能量吸收：由于PP发

3、泡制品具有很好的吸收能量特性， 具有优异的抗压吸能 性能。广泛应用于汽车保险杠能量处理系统及其他防冲撞吸能部件。 6）尺寸形状恢复稳定性：PP发泡制品受多次连续撞击和挠曲变形后会很快恢复 原始形状，而不产生永久形变。 7）质量轻且能够反复使用：PP发泡制品的密度能够达到很低水平，因此能大幅 度降低重量，同时PP发泡制品柔韧性好，可反复使用，不易破碎；易回收再利 用，易分解，制品不含对人体有毒有害的成分，燃烧不产生有毒物质。 8）具有良好的表面保护性和隔音性能：PP发泡制品是半硬质成形，具有适度的 硬度、柔软性，不会擦伤、碰伤与其接触的物体，具有较好的表面保护性。 聚丙烯树脂具有质轻、原料来源丰

4、富、性能价格比优越以及优良的耐热性、 耐化学腐蚀性、易于回收等特点，是世界上产量增长量最快的通用热塑性树脂, 目前，我国PP树脂已成为产量最大的树脂品种。然而应用主要是编织产品和农 用薄膜，PP树脂行业面临消费结构单一，需求不旺且产品档次低的问题。各树 脂生产企业都在积极调整生产思路，开发生产适销对路、高质量、高附加值的专 用料，以使PP具有更大的应用价值和经济效益。其中聚丙烯泡沫的研究开发也 成了近年来的热点，尽管聚丙烯发泡产品具有良好的性能和应用前景， 但聚丙烯 泡沫的开发难度很大，目前国内尚未有其相关的、可工业化的核心技术。目前一 些发达国家正在大力发展并作为替代发泡聚苯乙烯的绿色包装材

5、料。 2产品应用领域分析 目前，聚丙烯发泡材料已广泛应用于汽车，建筑，食品包装材料，家用电器 等领域,参见表1,其中聚丙烯发泡颗粒（EPP）和发泡片材是最典型和用量最大 的品种之一o 表1 PP发泡材料的应用领域 应 用 领 域 关键性能 实例 缓 冲 包 装 量吸收 性、表面柔 炎 计算机、高级医疗器具、精密仪器、声像 材料、照相机、玻璃陶瓷、工艺品、各种 家用电器包装用的角垫、 衬垫、鞍垫、封 装物、装箱插入物、覆盖片、衬料 食 品 包 装 生无毒、 寸食用油、 学稳定 性、耐热性 E、碟、碗、盒、盆、饮料杯、瓶用密封 、肉品包装、微波炉餐具、一次性餐具 热 八、 绝 缘 低热导率、 耐热

6、性 热水管、暖房、储藏室的绝缘，太阳能水 加热器、空调保温管，高温蓄电池的隔热 材料，发动机室和车间的隔热材料，暖器 保温套、汽车顶棚，冷却器的隔热材料， 液态气体的保温材 轻质、热成 型性、能量 吸收性、耐 头枕、仪表板、门衬、方向盘、轮胎罩、 行李仓内衬、座位靠背装饰、遮阳板、保 险杠芯材、空调阻隔板、地毯支撑材料、 制品照片 热性、吸音 低热导率、 低水蒸汽透 过性、吸音 体 育 休 闲 可压缩性、 耐油性、漂 浮性 建 筑 工 业 应 用 票浮性、低 水性、能 吸收性 密封剂支持物、伸缩缝填料、密封条、固 化毯、铺地材料、屋顶衬料、建筑模板、 合成木材 救生衣、滑水带、冲浪板、游泳救护

7、品、 水池罩、体操毯、壁垫和运动垫、野营毯 垫圈、封油环、防震垫、浮筒、油栅、环 状浮袋、护舷材、体操垫 2.1聚丙烯发泡片材： (1) 包装领域 与发泡PS和发泡PE片材相比，发泡PP可在微波炉中使用，且耐沸水，热 成型的盘子在低温下有足够高的冲击强度，可在深冷环境中使用，表面感觉舒适 而且柔软。如密度0.10.5g/cm3、厚度13.5mm的发泡PP片材可以用于食品 或肉品包装，还可以用于制作薄壳制品、各种器皿(盘、碟、碗、盒等)；密度 0.50.7g/cm3、厚度0.51.5mm的发泡PP片材是生产具有高刚性和良好隔热 性的餐具(如：盘、碗)、饮料杯等的原材料；密度0.20.5g/cm3

8、、厚度1.0 3.5mm的发泡PP板用于生产肉类包装材料、餐具、或加工成盆、碟，用于货柜 中苹果酱、乳酸酪等低酸度食品的包装。为了减少使用对人体有害的PS树脂， 发达国家大多改用聚烯烃类树脂制作各种餐盒。以前采用的是透明PP片材或挤 出PP单层发泡片材制作。1999年5月起正式采用PP单层发泡片材制作可在微 波炉中加热的各式餐具和容器，由于安全性好和不容易受到热的影响，从1998 年开始广泛应用于制造食品包装容器。美国、奥地利、丹麦等地相继建成发泡 PP制品生产线，用于生产食品包装盒和微波炉用托盘和容器。PP发泡盘有代替 EPS模塑盘的趋势，因为用户感兴趣的是 PP发泡片材可以从卷取辊上直接加

9、到 成型一罐装一封口装置上，而且盘可以做得较陡，所以占货架较少，很受商家欢 迎。此外，可回收利用的发泡 PP模塑托盘对于水果和其它农产品的处理和运输 很方便。 (2) 汽车领域： 用于汽车零部件的PP发泡材料近年来日趋重要。PP泡沫除具有高耐热性、 高冲击能量吸收能力、良好回弹性和热成型性外，可回收再生也是个重要因素。 这使完全用PP制造零部件的方案得以实施，例如仪表盘中，用 GMT或滑石增 强PP制造托架，用PP泡沫作柔软的弹性中间层，用软质密封膜作外皮。采用 这种方案，汽车的塑料零部件在汽车报废后， 经拆卸、清洗和重新造粒可重新用 于较低级产品的用途如用作车轮拱板内衬。但由于成本很高且过程

10、复杂，使得这 种工艺受到限制。如果用热成型的方法制造出带有光滑表层的发泡PP并与注塑 的PP或ABS基层进行粘接，所有这些问题都会被解决了。挤出PP发泡片材可 用于生产汽车门的隔水层或隔音板，豪华轿车后置发动机分隔间。用玻璃毡片增 强的硬质PP泡沫板可用于生产汽车发动机护罩、承重的地板和备用胎外罩等。 由于良好的热焊接性，发泡PP可用于作汽车顶板；由于其热加工性，交联发泡 PP将进一步应用在控制箱和防震板等构件中。发泡 PP片材和PP、ABS等内层 材料，PVC等表层材料靠粘合剂或加热贴合，真空成型后可制作地毯支撑材料、 遮阳板、隔音板、门衬和行李架等。发泡 PP还可制造方向盘、行李仓内衬以及

11、 对空调蒸汽的阻隔板、侧护板、门内板吸能保护垫、缓冲垫、头枕、工具箱等。 在这些需要较高工作温度的领域，发泡 PP比发泡PE更有优势，因为后者只能 在温度低于80C的场合。由于PP的高耐热性，国外广泛用于替代 PS发泡片材 耐热性达不到要求的场合，如用于 90C120C热载体循环蓄电池的隔热材料、 发动机室和车间的隔热材料、暖器的保温套，以及汽车内必须保温的地方，如遮 阳板、仪表上的保温板及两个车门间温度易升高的地方。总之，在所有使用PE 发泡材料时存在耐热问题的部位，都可以使用发泡 PP。 (3) 建筑领域： 中心发泡、表面光滑的PP发泡板，简称CD板，其表面无需刨削加工，可 用加工木材的工

12、具和加工方法来加工，具有可焊接、不吸水、不腐烂、不霉变， 表面可以复合织物、金属片、薄膜、木纹片或膜，可用回收料来加工等特点。用 CD板作建筑模板，不吸水，不粘水泥，透气性好，深得国外建筑部门的喜爱。 如澳大利亚为了迎接奥运会，专门引进 1台注塑量为80kg的低压注塑机用来生 产CD板，为奥运会场馆建设提供模板。用作模板的 CD板，可以用100%的回 收塑料制造，价格完全可以和胶合板竞争，而且 CD板可以反复使用50次，寿 命是胶合板的10倍。更可贵的是，使用50次后仍可以回收，没有废弃物，不会 对环境造成污染，称得上是 绿色产品”低发泡PP板材可用作塑料野营房的门 板、墙板和屋面板等。 3.

13、2聚丙烯发泡珠粒(EPP): 聚丙烯预发泡珠粒模塑制品的应用非常广泛，这是因为其优良的耐热性、卫 生性、隔热性和良好的环境效应等，可在包装、汽车、建筑等领域发挥重要作用。 随着加工技术和制品研究开发的不断进步，其应用空间将会更加广泛，形成巨大 的市场规模。 (1) 缓冲包装 缓冲包装要求最重要的性能是能量吸收性。PP泡沫模塑制品可用来承受高 载荷，其对重复冲击的防护能力比可发泡性聚苯乙烯(PS)模塑制品或发泡聚 氨酯(PUR)更优越。所以，EPP模塑制品可用于计算机、高级医疗器具、精密 仪器、声像材料、照相机、玻璃陶瓷、工艺品、各种家用电器等的防震缓冲包装， 以免在运输过程中遭受损伤及破坏。由

14、于可直接回收，质地柔软不会损伤被包装 物表面的优点，在电器包装领域中有取代PS发泡材料的趋势。德国Hotec Folien 公司认为，PP发泡盘有代替聚苯乙烯模塑盘的趋势，可回收利用的EPP模塑托 盘对水果和其它农产品的处理和运输很方便。 (2) 热绝缘材料 发泡PP的热导率比发泡PE低，热绝热性好，因此将作为高级保温材料应 用。发泡PP可作为太阳能水加热器上的铜管和橡胶软管的保温材料，这些保温 管是用来连接太阳热收集器、热水池和其它装置的，管道中的热水温度有时可达 100C，而屋顶周围的温度有时可达120C。此外，蒸汽管的保温材料开始使用 发泡PP。发泡PP还可用作石油化工管道的保温材料、自

15、来水管防冻保温套，以 及热水管、暖房、贮槽的热绝缘材料等。由于发泡PP的高耐热性，国外广泛将 其用于PS发泡片材耐热性达不到要求的场合，如用于如 90-120C热载体循环蓄 电池的隔热材料、发动机室和车间的隔热材料、暖气管的保温套。总之，几乎在 所有使用发泡PS、发泡PE时存在耐热问题的部位，都可以使用发泡 PP材料。 据报道，今后我国绝热材料的年增长率将在 10%以上，预计到2010年用于隔热 的泡沫塑料将达15万吨，这对于国家倡导的节能降耗，可持续发展战略具有重 要意义。 (3)汽车零部件 聚丙烯珠粒模塑制品具有耐热性、高冲击能吸收能力和良好的回弹性而且能 够回收再生，可用于制造各种汽车零

16、部件，例如，门内板吸能保护垫，缓冲垫， 头枕，工具箱等。由于PP价格低廉且性能优越，所以汽车内外饰件的发展将以 PP为主，现在市场上使用的PP零件占市场份额的42%,且以每年8%的速度增 长，特别集中的汽车内饰方面。汽车保险杠，现代汽车保险杠是用合成树脂包覆 PUR或PS泡沫塑料芯材制得的。泡沫芯材是影响汽车保险杠性能的重要材料， 通常要求芯材有良好的能量吸收性和耐冲击性，同时要求芯材比较轻。现在已开 始用聚烯烃发泡材料作汽车保险杠的芯材，美国已开始生产用于汽车保险杠的 PP珠粒发泡材料；日本JSP公司生产的非交联发泡保险杠已被丰田公司采用， 这种保险杠采用EPP发泡珠粒生产，具有良好的耐热性

17、、尺寸稳定性，以及吸 收冲击能量大、质轻、易回收的特性。法国标致公司已为其 306型车配备了 EPP 保险杠系统。采用PP发泡塑料制作的保险杠芯材比 PUR保险杠芯材轻40% 50%，且吸能性高；两者的耐冲击力保持相等。在其它零部件方面，发泡倍率为 1030倍的高发泡PP材料可用作汽车减震器等的芯材，还可制造汽车中的消音 和热绝缘材料等用的内插件等，到 2010年，国产汽车的产量将达到500600 万辆。以发达国家每辆车用塑料100130kg计算，每辆车用PP材料可达20kg 左右。可以预见，随着发泡PP的开发，其在汽车上的应用将是一个重要的发展 领域。 3.现有的生产技术分析 目前国际上使用

18、的聚丙烯发泡工艺主要有间歇式和连续式工艺。间歇式发泡 生产的聚丙烯发泡材料(EPP)是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料， 以其独特而优越的性能成为目前增长最快的环保新型抗压缓冲隔热材料。EPP制 品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后回复率高、很好的耐热性、耐化学品、 耐油性和隔热性，另外，其质量轻，可大幅度减轻物品重量。EPP还是一种环保材 料，不仅可回收再利用，而且可以自然降解，不会造成白色污染。自1982年EPP 被发明以来(JSP专利)，其应用领域也在不断扩展。根据使用用途不同,EPP产 品的密度可用工艺参数来控制,一般在20-150kg/m3。目前EPP发泡粒子大都是 通过间

19、歇式发泡来实现的，由于生产工艺较复杂，成本较高，当然售价也较高，国 内市场EPP制件的价格在12万人民币/吨左右,而欧洲市场EPP制件的价格在2 万欧元/吨左右。EPP制件的模压加工与EPS类似（工艺已经成熟）,尽管如此高 的价格,EPP的市场还在逐步扩大。日本的 JSP公司去年（2005财政年度）生产 并销售了超过10万吨的EPP发泡粒子及模压制品,主要用于汽车的保险杠杠芯 材料等方面。在中国，JSP公司于2003年在无锡建立了年产3000吨的EPP粒子 的生产基地，并已完成二、三期工程的扩建。随着中国EPP市场需求的不断扩大， JSP公司计划在广东省东莞兴建新的 EPP生产基地。国内发泡聚

20、丙烯制品生产厂 家如上海众通汽车配件有限公司、 上海伊比伊隔热制品有限公司、佛山市南海海 洋包装材料厂和天津润生包装材料有限公司等均采用购买的聚丙烯预发泡粒子， 通过二次发泡和模塑工艺生产汽车零部件和工业品的包装，大都用于高档产品 市场。 而连续式聚丙烯发泡工艺的重大突破在 90年代，1994年Basell公司推出高熔 体强度的聚丙烯并成功用于连续化的聚丙烯发泡工艺，随后Borealis推出挤出发 泡专用的高熔体强度聚丙烯树脂，目前,世界上已商品化的最先进的聚丙烯的发 泡技术（制备泡沫密度100kg/m3以下的聚丙烯泡沫塑料）是利用高熔体强度聚丙 烯经丙烷或丁烷发泡来实现的。但是由于高熔体强度

21、聚丙烯树脂的价格较高且使 用易燃的发泡剂，设备须经特殊的防爆处理，因此聚丙烯发泡材料的成本较高， 从而限制了其使用范围，尽管如此，该工艺生产的聚丙烯发泡材料的市场仍以超 过20%的速度增长。德国的Berstorff公司利用该工艺成功推出EPP发泡粒子及 片材的生产技术，目前广东及深圳的发泡聚丙烯制品生产厂家购买他们的进口 产品作为上游的原料。 目前国内市场上对于PP发泡制品的需求非常旺盛，据初步估计，每年仅 PP 发泡片材和PP发泡珠粒的需求量达到40万吨，供远小于市场需求。 4开展的技术路线及创新点 从2004年开始研究聚丙烯发泡材料制备技术，目前在宁波材料所正建设国 内第一条聚合物微发泡连续化挤出的中试生产线，采用了先进的超临界流体技术 和直接挤出技术，拟为聚合物发泡成型研究和工业技术开发提供100吨/年规模 的示范生产线。本项目采用了直接挤出法制备聚丙烯发泡片材和聚丙烯珠粒，技 术方面属于国际领先水平，在发泡剂及原材料两方面均有重大突破。表2总结了 普通聚丙烯泡沫塑料与市场上销售的 EPP的性能与形态比较。 5.本技术