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文档简介

《乙烯-丁烯共聚物》团体标准编制说明

(征求意见稿)

一、工作简况

1、任务来源

根据中国石油和化学工业联合会“关于印发2023年第一批中国

石油和化学工业联合会团体标准项目计划的通知”(中石化联质发

(2023)141号),由海南贝欧亿科技有限公司承担该团体标准制定

的主要起草工作。

本文件由中国石油和化学工业联合会提出。

本标准由中国石油和化学工业联合会标准化工作委员会归口。

参加标准起草的单位有海南贝欧亿科技有限公司等。

本标准制定的起止时间为2023年8月~2024年8月。

2、标准制定背景、目的意义

乙烯-丁烯共聚物是由乙烯和1-丁烯等α-烯烃为原料,采用溶液

聚合工艺生产的聚烯烃热塑性弹性体,POE的基本特性是α-烯烃质

量分数大于20%,密度较低、相对分子量分布窄、有一定的结晶度、

具有良好低温韧性。该产品为热塑性材料,可进行注塑等方式的加工;

良好的力学性能;产品重量更轻、压缩回弹更好、触感良好、发泡泡

孔均匀细腻、撕裂强度高等突出优点;高品质薄膜有优异的电绝缘性

能,而且耐臭氧、耐火、耐候、防老化等特点优势广泛应用于改性、

发泡、电缆、光伏等领域。

伴随“双碳”战略提出,国家新能源领域制定了“2030年风电、

太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上”的目标;乙烯-丁烯共聚

物是制备光伏胶膜不可缺少材料,太阳能光伏领域的发展给乙烯-丁

烯共聚物带来快速发展的机遇;乙烯-丁烯共聚物属于《产业结构调

整指导目录(2019年本)》第一类鼓励类产品,是《山东省化工产

业“十四五”发展规划》、《石油和化学工业“十四五”发展指南》

等政策重点规划“卡脖子”材料。

目前海南贝欧亿科技有限公司、万华化学集团股份有限公司等企

业已研究、生产此产品,但市场上多数还是依赖进口,相应的评价体

系和标准等也不健全。为此,更应该加快国内该材料的开发,同时逐

步建立评价方法,提出相应标准制定建议。这对于完善合成树脂的标

准体系建设以及引导整个行业的良好发展,都具有十分重要的意义。

3、起草单位及人员分工

本标准起草单位为海南贝欧亿科技有限公司。

4、标准制定过程。

为了切实做好《乙烯-丁烯共聚物》标准的编制工作,我们联系了

相关单位和科研机构等,成立了标准起草预研组,制定工作方案,主

要工作过程如下:

(1)2023年3-5月,负责起草单位开展标准立项预研、准备立

项文件。

(2)2023年4月27日,中国石油和化学工业联合会发布了《关

于征集2023年第一批中国石油和化学工业联合会团体标准计划项目

的通知》,海南贝欧亿科技有限公司提交了《乙烯-丁烯共聚物》团

体标准的项目建议书。

(2)2023年7月18日,中国石油和化学工业联合会召开团体标准

立项审查会,起草单位重点就标准编制的背景意义、必要性及可行性

进行了汇报。

(3)2023年7月28日,中国石油和化学工业联合会发布了《关

于印发2023年第一批中国石油和化学工业联合会团体标准项目计划

的通知》,其中《乙烯-丁烯共聚物》团体标准顺利通过立项评审。

2023年9月,本标准立项后,在中国石油和化学工业联合会的组

织下成立了标准起草工作组,制定了本标准起草工作方案。

按计划2023年10月-12月,标准起草工作组收集企业生产的不

同牌号多批次产品数据;同时对收集到的国内外产品开展验证试验。

在此基础上,确定本标准测试项目和指标,形成标准征求意见稿草案

稿等文件。

2024年1月-2月,完成征集业内和标准化专业人员的意见并将

征求意见汇总讨论,根据征求意见完成标准征求意见稿。

二、标准编制原则

本标准以“合理利用现有资源,积极采纳国内优质产品指标和先

进技术,促进技术进步,提升产品稳定性,满足用户要求,保护消费

者利益,提高我国新材料的竞争力”为原则,严格按照GB/T1.1-2020

的规范要求进行编写。本标准在编制过程中,参照了国内外相关技术

标准、企业标准和技术文件等。

本标准规定的试验方法和检验规则强调切实可行,具有可操作性,

试验方法采用已有的国家标准或行业标准。

本标准的编制借鉴参考了外国相关产品的技术要求,与国际接轨,

又充分考虑我国实际国情,以利于该行业的健康发展。在此基础上,

对产品性能进行了从严要求。

三、试验验证情况

部分批次产品的相关试验验证数据详见附表。

四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况、水平分析

为了解国外相关标准情况,制定此标准,工作组对国外标准进行

了广泛调研及查阅。到目前为止,在ISO、ASTM、BS、JIS标准中均

未查询到塑料乙烯-丁烯共聚物的相关产品标准。

项目组收集了国外企业陶氏、LG公司的相关产品性能资料,详见

表1。

表1陶氏、LG公司的相关产品性能指标

要求

序号测试项目DOWDOWDOWLGLGDOWDOWDOW测试方法

74677447386805756753868874477467

1密度/(g/cm3)0.8620.8650.8720.8770.8770.8730.8650.862ASTMD792

熔体质量流动速率

2(190℃,2.16kg)1.25.05.05.0141451.2ASTMD1238

/(g/10min)

熔融温度(10℃

33435656264673534企业方法

/min)/℃

4硬度(邵氏A)5264677373666452ASTMD2240

玻璃化温度(DSC

5-58-53-46-49-49-43-53-58企业方法

法)/℃

弯曲模量/MPa

64.07.66.5//5.97.64.0ASTMD790

(2%)

7拉伸断裂伸长率/%6005501300>10001300550600ASTMD638

1000

8拉伸强度/MPa2.02.45.327.06.04.322.42.0ASTMD638

9撕裂强度/(KN/M)21252845432824.821.6ASTMD624

综合对比分析,两家国外企业产品典型性能技术指标基本一致。

均有对密度、熔体质量流动速率、邵氏硬度、拉伸断裂伸长率、拉伸

强度、熔融温度、弯曲模量和撕裂强度等指标有要求,此外不同厂家

还有对体积电阻率和透光率等不同指标的要求。

五、标准主要技术内容的确定

按本标准制定的基本原则及工作方案,标准制定工作组以调研、

验证试验和数据积累为基础(具体见本编制说明的附表。),确立了

标准各项技术内容的设置思路和具体内容,主要情况如下:

1、试用范围的确定

本文件规定了乙烯-丁烯共聚物的命名、要求、试验方法、检验规

则、标志和随行文件、包装、运输和贮存。

本文件适用于由乙烯与1-丁烯通过溶液聚合工艺所生产的乙烯-

丁烯共聚物。

注:乙烯与1-丁烯或其他α-烯烃的共聚物也被称为聚烯烃弹性

体(POE)。

2、规范性引用文件

根据要求、试样制备与试验方法等章节的需求编制规范性引用文

件,研究和验证了试验方法标准的适用性。

3、术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4、产品命名的确定

由于GB/T1845.1《塑料聚乙烯(PE)模塑和挤出材料第1部

分:命名系统和分类基础》命名方式不完全适用于此产品的命名,因

此,本标准参照聚乙烯命名中相关字符组规定的基本规则,结合行业

内乙烯-丁烯共聚物的命名方式,并根据乙烯-丁烯共聚物的特点及下

游客户关心的问题,确定其命名由三个字符组构成:

字符组1:乙烯-丁烯共聚物的代号。由聚烯烃热塑性弹性体的通

用符号“POE”和共聚烯烃单体“丁烯”的“碳”数字代号“4”组

成,中间用连字符“-”隔开。

字符组2:推荐用途和(或)加工方法。该字符组以GB/T1845.1

的字符组3位置1(表2)的内容为基础,补充了“发泡”用途及其字母

符号“EX”、“光伏”用途及其字母符号“PV”。具体见表2。

表2字符组2中所用字母代号

字母代号推荐用途和(或)加工方法字母代号推荐用途和(或)加工方法

B吹塑K电缆电线护套

C压延M注塑

E挤出片材或板材PV光伏

EX发泡Q压塑

F挤出薄膜X未说明

G通用Y纤维,纺丝

J电线电缆绝缘

字符组3:特征性能。该字符组根据GB/T1845.1的字符组4,用密度和熔体质量流动速

率表示乙烯-丁烯共聚物的特征性能。其中,密度按可能出现的数值,分为五个范围,用一

个数字组成的代号表示,数字分别为:5、6、7、8、9,取各密度区间上限值的小数点后第

2位数字;用三个数字组成的代号表示熔体质量流动速率,参照GB/T1845.1的字符组4(表

5)按可能出现的数值,分为12个范围。具体情况见表3和表4。

表3字符组3中密度范围所用的数字代号

密度范围(23℃±2℃)

数字代号

g/cm3

5≤0.855

6>0.855~0.865

7>0.865~0.875

8>0.875~0.885

9>0.885

表4字符组2中熔体质量流动速率范围所用的数字代号

熔体质量流动速率范围熔体质量流动速率范围

数字代号数字代号

g/10ming/10min

000≤0.10045>3.0~6.0

001>0.10~0.20090>6.0~12

003>0.20~0.40200>12~25

006>0.40~0.80400>25~50

012>0.80~1.5600>50~75

022>1.5~3.0800>75

5、测试项目、试验方法和指标的确定

本标准的测试项目定为颗粒外观、熔体质量流动速率、密度、熔

融温度、玻璃化转变温度、邵氏硬度、拉伸断裂应变、拉伸断裂应力、

体积电阻率、透光率共10项,各项目验证试验及指标确定分析情况

如下。本标准起草单位产品的批检验数据积累情况见附表1-1至附表

1-5。

5.1颗粒外观

采用SH/T1541.1进行树脂颗粒外观的黑粒(包括黑斑粒)检测。

根据对五个牌号产品的不同批次检测及其中20个样品的验证试验,

黑点数据均为0个/kg,拟定该指标为0个/kg。

SH/T1541.1是目前聚烯烃类树脂颗检验颗粒外观中黑粒普遍采

用的检查方法,也完全适用于乙烯-丁烯共聚物树脂中黑粒的检查。

5.2熔体质量流动速率

乙烯-丁烯共聚物熔体质量流动速率反映了产品的流动性,根据其

流动性不同对应不同的应用。乙烯-丁烯共聚物熔体质量流动速率分

布较广,熔体质量流动速率低的0.7g/10min,熔体质量流动速率高的

高达17g/10min,此标准规定了3个范围的熔体质量流动速率的产品,

每个产品的标称值范围进行了严格的+规定。熔体质量流动速率大小

为1.20±0.50g/10min为通用的改性料,熔体质量流动速率大小为

5.00±1.00g/10min可用于改性和光伏领域,熔体质量流动速率大

小为15.0±2.0g/10min为光伏领域用料,根据市场光伏领域企业

配方的需求,往往将熔体质量流动速率大小为5.00±1.00g/10min

和15.0±2.0g/10min两个熔体质量流动速率的光伏料掺混后使用。

因此,上述的熔体质量流动速率能够满足目前的应用需要。

熔体质量流动速率的检验方法,采用GB/T3682.1中规定的方法

进行测定,试验温度190℃,负荷2.16kg。GB/T3682.1是测定热塑

性塑料熔体质量流动速率的常用方法,该方法也同样适用于乙烯-丁

烯共聚物的熔体质量流动速率的测定。

5.3密度

乙烯-丁烯共聚物密度受共聚单体(1-α烯烃)含量影响最大,因

为共聚单体的插入,影响了聚乙烯链段的规整性,进而影响结晶性能,

共聚单体含量越高,聚乙烯链的规整性越差,结晶度越低,密度越小。

密度是乙烯-丁烯共聚物在应用选择过程中,体现抗冲击性能相对大

小的重要参考依据,对于明确共聚物关键的增韧性能至关重要。抗冲

击性能在改性领域为重点关注关键指标,结合调研的国内外同类产品

密度典型值,应用于改性领域的两个产品密度值为0.862±0.005和

0.865±0.005,应用于光伏领域的两个牌号产品密度均为0.872±

0.005,以满足不同领域的需要。

乙烯-丁烯高聚物属于弹性体,无气孔的固体塑料弹性体,适于采

用浸渍法测定密度,因此选择检验方法采用GB/T1033.1中规定的浸

渍法进行测定。GB/T1033.1中浸渍法是目前聚烯烃类树脂普遍采用

的密度测试方法,也完全适用于乙烯-丁烯共聚物树脂密度的测定。

本测定的恒温浴条件选择23℃。

5.4邵氏硬度A

乙烯-丁烯共聚物邵氏硬度为施加静态负载时,材料的抗凹陷力。

材料应用过程中的选择性指标,对于表观硬度、柔韧度、回弹性等有

一定要求的应用制品及领域,共聚物的硬度是重要参考指标。用于抗

冲改性领域的两个牌号产品硬度分别为50±10,55±10。对表观硬度

有更高要求的光伏封装胶膜领域的两个牌号产品硬度均为67±10。

此硬度指标值经与用户使用能够满足产品在相关领域的应用。

邵氏硬度A的检验采用GB/T2411中规定的方法使用邵氏A型硬

度计进行测定,试验厚度4mm,读数时间15s。GB/T2411中规定

的方法是测定塑料和橡胶硬度的常用方法,也适用于乙烯-丁烯共聚

物。根据该共聚物的硬度值范围,选择邵氏A型硬度计进行测定。

5.5拉伸断裂应力与断裂拉伸应变

乙烯-丁烯共聚物拉伸断裂应变与拉伸断裂应力是常规力学性能

指标,体现的是材料在拉伸环境中的力学性能,在一定程度上能够反

映共聚物的结晶性能和分子量大小及分布。改性增韧领域及光伏封装

胶膜领域均对产品的拉伸性能有一定要求,因此,结合下游应用及国

外同类产品的典型值,通用改性牌号的两个产品及光伏领域两个牌号

的产品拉伸断裂应力为>2.00MPa,拉伸断裂应变为>600%。

检验方法采用GB/T1040.3中规定的方法进行测定,5型试样,

厚度为2mm,试验速度为500mm/min。经试验验证和多年的使用情

况,乙烯-丁烯共聚物的拉伸性能测定采用GB/T1040.3是测定是适

用的。

5.6熔融温度

乙烯-丁烯共聚物熔融温度是指物质结晶部分从有序态转变为无

序的黏流态时的温度,也称为熔点(Tm),是材料加工温度的下限。

在某些应用场景中,熔点也是其使用温度的上限,是其耐热性能的重

要体现,所以熔融温度在制品应用过程中影响产品应用场景及应用范

围,决定了在生产加工过程中原料的匹配选择及加工温度设定。根据

在应用领域的差异,将通用改性领域中的产品熔融温度设定为45±

10,而在光伏领域,用于光伏封装胶膜等方面的光伏牌号产品具有更

高的熔融温度,本文件两光伏牌号的熔融温度均设定为60℃-65℃。

按GB/T19466.3中规定的方法进行测定,样品量为(5~10)mg,

升降温速率为10K/min,取第二次升温的数据作为结果。GB/T

19466.3中规定的方法是测定结晶及半结晶聚合物的熔融温度的常用

方法,乙烯-丁烯共聚物属于这类聚合物,因此也适用于该方法。

5.7玻璃化转化温度

乙烯-丁烯共聚物玻璃化转变温度是玻璃态与高弹态之间的转变

温度,反映出分子链段能够运动的最低温度,直接影响到材料的使用

性能,特别是材料的低温使用性能,能够充分表明乙烯-丁烯共聚物

的耐低温性能特点。根据在应用领域的差异,通用改性领域中更加注

重产品的低温弹性,因此根据同类产品的典型值及内部和应用收集数

据情况两通用改性牌号的玻璃化转变温度设定为≤-50℃,而在光伏

领域,两光伏牌号的玻璃化转变温度均设定为≤-46℃。

按GB/T19466.2中规定的方法进行测定,样品量为(10~15)

mg,升温速率10K/min。GB/T19466.2中规定的方法是测定无定形

聚合物及半结晶聚合物玻璃化转变温度的常用方法,乙烯-丁烯共聚

物也完全适用于该方法。

5.8体积电阻率

乙烯-丁烯共聚物是非极性高分子材料,本应不导电,理论计算的

体积电阻率是1023Ω·m,但材料实际上要小好几个数量级,这些影响

是杂质带来的,这些杂质是少量没有反应的单体、残留的催化剂、助

剂以及水分。体积电阻率是光伏胶膜、线缆绝缘料、改性绝缘料等应

用领域关注的性能指标,特别光伏胶膜领域对于体积电阻率具有严格

的要求,是在该领域应用的门槛指标。因此对通用改性领域两牌号未

规定其体积电阻率数值。根据国外同类产品典型值及下游应用需求将

光伏领域两牌号体积电阻率值均设定为≥1013Ω·m。

按GB/T31838.2中规定的方法进行测定。试片尺寸为100

mm×100mm的方片,厚度0.5mm。测量时间1min,电压1000V。

该方法是固体绝缘材料体积电阻率测定的常用方法,乙烯-丁烯共聚

物的体积电阻率测定也适用于该方法。

5.9透光率

乙烯-丁烯共聚物透光率是光线透过共聚物的能力,反映了共聚物

内部结构排布对光线的阻碍程度。是光伏胶膜应用领域的重点关注指

标之一,透光率越高,可以透过的光越多,发电效率也就越高。因此

对通用改性领域两牌号未规定透光率数值。根据国外同类产品典型值

及下游应用需求将光伏领域两牌号透光率值均设定为≥90.0%。

按GB/T2410中规定的方法进行测定,采用分光光度计法,C2光

源,试样尺寸应大到可以遮盖住积分球的入口窗,至少宜为直径50mm

的圆片,或者是50mm×50mm的方片,厚度0.5mm。该方法是测定透

明塑料透光率的常用方法,乙烯-丁烯共聚物的透光率测定也适用于

该方法。

6、本标准确定的主要技术内容

综上,经调研研究,验证试验和数据积累情况的分析,本标准确

定的主要技术要求——技术指标情况见表5。

表5乙烯-丁烯共聚物产品的技术要求

要求

项目

POE-4,G,6012POE-4,G,6045POE-4,PV,7045POE-4,PV,7200

颗粒外观-黑粒(个/kg)0000

熔体质量流动速率(190℃/2.16kg)1.20±0.505.00±1.005.00±1.0015.0±2.00

密度(g/cm3)0.862±0.0050.865±0.0050.872±0.0050.872±0.005

邵氏硬度50±1055±1067±1067±10

拉伸断裂应力(MPa)>2.00>2.00>2.00>2.00

拉伸断裂应变(%)>600>600>600>600

熔融温度(℃)45±1045±1060-6560-65

玻璃化转化温度(℃)≤-50≤-50≤-46≤-46

体积电阻率(Ω·m)//≥1013≥1013

透光率(%)//≥90.0≥90.0

六、与有关法律、行政法规及相关标准的关系

本标准符合现行法律法规的要求,与现行相关法律、法规及相关

强制性国家标准是协调一致的。

七、重大分歧意见的处理经过和依据

八、涉及专利的有关说明

本标准不涉及专利。

九、预期的经济效益、社会效益和生态效益

本标准的发布,将体现团体标准的创新性、先进性,并很好地切

合了生产企业的实际需要,有助于企业降低生产成本、提高企业利润

率。同时将引领促进我国在乙烯-丁烯共聚物生产技术的创新和发展,

提高我国技术水平和国际竞争力。本标准实施后将取得较为显著的经

济效益和社会效益。

十、实施团体标准的要求,以及组织措施、技术措施、过渡期和

实施日期的建议等措施建议

1、应在实施前保证标准文本的充足供应,使产品上下游企业、科

研院所及检测机构等相关方都能及时获得本标准文本。

2.本标准不仅与生产企业有关,而且与用户、检测机构等相关。

对于标准使用过程中出现的疑问,起草单位有义务进行必要的解释。

3.针对标准使用的不同对象,有侧重点地进行标准的培训和宣

贯。建议在相关行业会议上介绍该标准的内容,使业内各企业熟悉该

标准。

4、建议在标准发布后的6个月正式开始实施,作为过渡期。

十、其他应当说明的事项

附表1-1

要求

项目

POE-4,G,6012-1POE-4,G,6045-1POE-4,PV,7045-1POE-4,PV,7200-1

颗粒外观-黑粒(个/kg)0000

熔体质量流动速率(190℃/2.16kg)1.204.844.4314.0

密度(g/cm3)0.8610.8650.8720.874

邵氏硬度52657273

拉伸断裂应力(MPa)4.056.857.455.13

拉伸断裂应变(%)102087510961064

熔融温度(℃)48556365

玻璃化转化温度(℃)-53-52-50-49

体积电阻率(Ω·m)//2.3*10142.8*1015

透光率(%)//91.891.3

附表1-2

要求

项目

POE-4,G,6012-2POE-4,G,6045-2POE-4,PV,7045-2POE-4,PV,7200-2

颗粒外观-黑粒(个/kg)0000

熔体质量流动速率(190℃/2.16kg)1.244.785.4213.7

密度(g/cm3)0.8620.8630.8710.873

邵氏硬度55607274

拉伸断裂应力(MPa)4.314.137.425.95

拉伸断裂应变(%)9701047820847

熔融温度(℃)50536265

玻璃化转化温度(℃)-53-56-50-48

体积电阻率(Ω·m)//3.3*10143.0*1014

透光率(%)//91.091.3

附表1-3

要求

项目

POE-4,G,6012-3POE-4,G,6045-3POE-4,PV,7045-3POE-4,PV,7200-3

颗粒外观-黑粒(个/kg)0000

熔体质量流动速率(190℃/2.16kg)1.184.654.7713.9

密度(g/cm3)0.8640.8610.8700.876

邵氏硬度52556275

拉伸断裂应力(MPa)4.403.725.026.3

拉伸断裂应变(%)9671220878864

熔融温度(℃)51466264

玻璃化转化温度(℃)-52-58-51-47

体积电阻率(Ω·m)//2.1*10143.2*1015

透光率(%)//92.291.0

附表1-4

要求

项目

POE-4,G,6012-4POE-4,G,6045-4POE-4,PV,7045-4POE-4,PV,7200-4

颗粒外观-黑粒(个/kg)0000

熔体质量流动速率(190℃/2.16kg)1.215.135.6313.4

密度(g/cm3)0.8630.86

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