3 国内高流动性共聚PP开发应用现状

    国内高流动性共聚聚丙烯开发进入20世纪90年代末发展较快，但与国外相比还有一定的差距。由于高流动性共聚PP生产难度大，技术含量高，国内市场一直采用日本、欧洲、韩国和新加坡等国外进口原料。近几年来，国内各大石化公司利用不同聚丙烯聚合生产工艺技术，已成功开发出熔体流动速率在10-40g/10min近20种牌号多种用途共聚PP产品，如燕化公司的K7726(熔体流动速率28g/10min)、K7735(熔体流动速率32g/10min)、PP1947(熔体流动速率28g/10min)、PP1947H(熔体流动速率30g/10min)、K9920(熔体流动速率20g/10min)、K9935(熔体流动速率35g/10min)等；扬子石化公司的K7726(熔体流动速率25g/10min)、K7735(熔体流动速率30g/10min)、K9935(熔体流动速率32g/10min)；盘锦石化的J746(熔体流动速率23g/10min)；广州石化的J640(熔体流动速率8-11g/10min)、J742(熔体流动速率25g/10min)等。这些产品主要用于注射成型洗衣机、汽车、电器、机械等部件，基本满足了国内市场需求。

    3.1 高流动性共聚PP在洗衣机中应用

    洗衣机是高流动性共聚聚丙烯用量最集中的家电产品，其中洗衣机内桶、外壳、盖板、底座、脱水桶、涡轮等部件均采用嵌段共聚聚丙烯注射成型生产。用于全自动、半自动洗衣机外壳替代金属已成为一种发展趋势。随着洗衣机行业生产技术的发展，尤其是半自动双缸洗衣机生产技术问世以来，洗衣机内桶及外壳逐渐向着结构设计多功能、形状复杂、大型薄壁化、质量轻的方向发展。例如20世纪80年代出产的单缸洗衣机内桶壁厚约3mm，质量3kg，体积小，外型较简单，采用熔体流动速率为2-3g/10min共聚PP制作。后相继开发出洗涤量为2.5kg的半自动双缸洗衣机，双缸半自动洗衣机内桶壁厚为2.2mm，体积比单缸桶约大一倍，形状构造也较复杂，质量却只有2.5kg左右，采用的材料熔体流动速率为15-18g/10min共聚PP制作。随着洗衣机向大容量发展，现在的洗涤量为5-6kg半自动双缸洗衣机及全自动洗衣机。双缸洗衣机内桶外观尺寸为600mm×500mm×400mm，壁厚为1.8-2mm，质量为5.5kg，洗衣机外壳的尺寸更大。为满足注射成型加工的需要，洗衣机用聚丙烯树脂的熔体流动速率达到26-45g/10min。目前国内在洗衣机面板等部件有部分采用超高流动性共聚PP(熔体流动速率为60g/10min左右)替代ABS应用。采用高流动性共聚PP替代ABS材料具有以下优点：(1)嵌段共聚PP与ABS材料相比具有柔软性、手感好、噪声低、价格低、容易回收。(2)嵌段共聚PP比ABS相对密度低，共聚PP相对密度为0.90g/cm3，ABS相对密度为1.14g/cm3，从质量上可省10%材料。从价格差异、废料回收等方面出发，用PP材料替代ABS可有效降低生产成本。

    洗衣机用高流动性共聚PP国产原料近两年发展较快，除燕山为主要国产原料外，其余为扬子石化、盘锦石化、天津石化、广州石化等也都生产洗衣机原料，可满足洗衣机各种零部件使用要求。燕化公司开发生产的洗衣机用高流动性共聚PP产品牌号及性能见表8。

    3.2 高流动性共聚PP在汽车领域的应用

    在众多汽车用料中，聚丙烯是发展速度最快的品种之一。预计2005年全球汽车用PP消费量达2800kt，我国汽车工业对聚丙烯的需求达134kt，其中保险杠约占30%左右。保险杠是最具有代表性的聚丙烯汽车零部件，也是聚丙烯在汽车上用量较大的制件。根据汽车的使用要求，保险杠应同时具备耐冲击、耐热、耐老化、耐低温、刚性好等特点。为此保险杠用聚丙烯以抗冲击共聚物以及共混改性的专用料为主。目前以共聚聚丙烯作为基础树脂进行改性生产保险杠专用料已越来越普通。

  表8  燕化公司生产的洗衣机用PP性能

  Tab.8 Mechanical and thermal properties of the BYPC’s

     Polypropylene copolymer for washing machine parts

    近年来，汽车的发展趋势对抗冲共聚聚丙烯性能提出了更高的要求，如对于汽车轻量化、低成本的发展要求材料具有高流动性，这样的材料加工性能好，制品生产周期短；此外高结晶度能使材料刚性好，可减小制品厚度，减轻制品质量；再者，乙丙橡胶含量高，使共聚聚丙烯冲击强度好。材料具备以上三种性能，有利于汽车零部件产品薄壁化，减轻质量，实现整车轻量化和低成本。国际上在反应器直接生产高流动性抗冲PP共聚物的技术方面取得了明显的进展。一方面是进一步改进了抗冲击共聚物的刚性、韧性和流动性的平衡，出现更高流动性的聚丙烯共聚产品；二是提高了抗冲共聚物的功能性，可制作可漆性保险杠等。燕化公司生产的高流动性、高抗冲汽车用共聚聚丙烯性能如表9所示。

     表9  高流动性、高抗冲汽车用共聚聚丙烯性能^*

  Tab.9 Mechanical and thermal properties of the

    Polypropylene copolymer for automobile parts

    注：*采用GB标准测试。

    国内随着汽车工业的发展，用于汽车保险杠、防护器、挡泥板等部件用高流动性共聚PP市场需求越来越大，如一些汽车配套改性料厂为满足保险杠壁厚为2mm的成型要求，采用高流动性共聚PP(熔体流动速率60-100g/10min)作基料应用也越来越多。国内其他公司生产的高流动性共聚聚丙烯性能如表10所示。

        表10  国内其他公司生产的高流动性共聚聚丙烯性能^*

  Tab.10 Mechanical and thermal properties of polypropylene

            Copolymers from other China comparies

    注：*采用ASTM标准测试。

    3.3 高流动性共聚PP在包装容器中应用

    高流动性共聚PP用于快速注射成型大型薄壁包装容器、日常制品已为一种发展新趋势。如用于快速注射成型冰淇淋盒、一次性餐具(成型周期仅为1-3s)、方便面碗等食品包装容器及家用、办公用储物箱等制品。该类产品在生产过程中可采用一模多腔注射成型，替代以往采用的挤压片材再热成性的两次成型工艺技术，降低生产成本、缩短加工成型周期。

    4 结论

    随着国内大型薄壁注射制品的不断发展，对聚丙烯原料高流动性性的需求会越来越多。采用高流动性共聚PP注射成型加工，降低制品生产成本、提高生产效率的加工优势已成为一种发展必然趋势。高流动性共聚PP的开发生产及应用领域的不断扩大，成为各大聚丙烯生产企业及应用企业参与市场有利竞争积极面对的新挑战。