隨著汽車(chē)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，制造汽車(chē)的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代，越來(lái)越多的汽車(chē)零部件開(kāi)始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車(chē)上的應(yīng)用已有近50年的歷史，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進(jìn)了汽車(chē)的減重節(jié)能，提高了汽車(chē)的美觀(guān)舒適度。而PP作為最輕的通用塑料，通過(guò)增韌、填充、增強(qiáng)、共混等改性后，在汽車(chē)內(nèi)外飾零部件上得到廣泛應(yīng)用。
一、聚丙烯在汽車(chē)中的應(yīng)用
PP具有密度小、性?xún)r(jià)比高、優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性、易于成型加工和回收利用等特性，較車(chē)用金屬材料，PP具有降低成本、燃油經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)、防塵、耐腐蝕性好、外觀(guān)美感、節(jié)約空間、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，已成為汽車(chē)內(nèi)、外飾零部件使用最多的塑料材料之一。
但是PP 材料收縮率大，尺寸穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生翹曲變形；低溫易脆斷，韌性差；耐光老化、耐熱老化性能差，所以無(wú)法單獨(dú)滿(mǎn)足汽車(chē)保險(xiǎn)杠、儀表板、護(hù)風(fēng)圈、發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇等部件的特殊使用要求，必須進(jìn)行改性或開(kāi)發(fā)高性能的聚丙烯材料。
圖 PP改性材料應(yīng)用于儀表板
當(dāng)前，PP及改性PP大量應(yīng)用在汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件及引擎罩下部件中。車(chē)用外飾件中，PP應(yīng)用最大領(lǐng)域?yàn)楸ｋU(xiǎn)杠制品。
圖 PP改性材料應(yīng)用于前保險(xiǎn)杠
隨著汽車(chē)制造水平及消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)安全性、舒適性及審美的要求，對(duì)PP保險(xiǎn)杠的性能要求也逐步提高：如與車(chē)身的零間隙要求PP具有較低的膨脹與收縮性，良好的加工性要求PP具有更好的流動(dòng)性，輕量化的要求PP具有較低的密度，安全性的要求PP具有較高的抗沖擊性等。
二、聚丙烯生產(chǎn)工藝
自PP成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，催化劑技術(shù)的不斷突破推動(dòng)了PP生產(chǎn)工藝的進(jìn)步與發(fā)展，各種聚合工藝層出不窮，PP的綜合性能也逐步提高。當(dāng)前PP反應(yīng)器牌號(hào)的性能逐漸朝高剛性、高抗沖擊性、高流動(dòng)性、低氣味等方向發(fā)展。
圖 聚丙烯聚合工藝及其對(duì)應(yīng)反應(yīng)器
Spheripol/ST工藝采用環(huán)管反應(yīng)器。Spheripol工藝是一種液相預(yù)聚合同液相均聚和氣相共聚相結(jié)合的聚合工藝，可以生產(chǎn)全范圍、多用途的各種產(chǎn)品。其均聚和無(wú)規(guī)共聚產(chǎn)品的特點(diǎn)是凈度高，光學(xué)性能好，無(wú)異味。
Innovene工藝采用獨(dú)特的接近活塞流的臥式攪拌床反應(yīng)器，可以生產(chǎn)剛性和抗沖擊性非常好的共聚物產(chǎn)品。
表：茂名石化聚丙烯工藝及產(chǎn)能
公司名稱(chēng) | 裝置產(chǎn)能（萬(wàn)噸/年） | 技術(shù)來(lái)源 | 生產(chǎn)工藝 | 總產(chǎn)能（萬(wàn)噸/年） |
茂名石化 | 17 | Basell | Spheripol | 67 |
30 | SEI | ST-2 | ||
20 | BP | Innovene |
在生產(chǎn)工藝上，生產(chǎn)高流動(dòng)性聚丙烯產(chǎn)品主要有氫調(diào)法和降解法。近年來(lái)，隨車(chē)用PP環(huán)保要求的提高，采用氫調(diào)法工藝直接生產(chǎn)的反應(yīng)器牌號(hào)逐漸成為市場(chǎng)主流，該類(lèi)牌號(hào)在具有較好的剛韌平衡性外，作為汽車(chē)內(nèi)飾件原料時(shí)具有極低的氣味，符合車(chē)用非金屬材料環(huán)保方面的要求；同時(shí)作為車(chē)用改性基礎(chǔ)樹(shù)脂，具有更好的加工穩(wěn)定性。
圖 車(chē)用PP生產(chǎn)發(fā)展方向
三、茂名石化車(chē)用聚丙烯新產(chǎn)品
根據(jù)市場(chǎng)需求，茂名石化近年開(kāi)發(fā)了十?dāng)?shù)個(gè)車(chē)用聚丙烯新產(chǎn)品，主要由兩大系列：
產(chǎn)品系列 | 產(chǎn)品性能 |
高抗沖低剛系列產(chǎn)品 | 熔指3~30g/10min簡(jiǎn)支梁缺口沖擊40~70kJ/m2彎曲模量900~1200MPa低VOC化（裝置改造中） |
高剛低抗沖系列產(chǎn)品 | 熔指10~60g/10min簡(jiǎn)支梁缺口沖擊4~8kJ/m2彎曲模量1500~1700MPa低VOC |
具體聚丙烯系列產(chǎn)品及牌號(hào)如下：
高抗沖低剛系列產(chǎn)品：
牌號(hào) | 熔指（g/10min） | 彎曲模量（MPa） | 簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度（kJ/m2） | 生產(chǎn)方法 | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
K9930H | ~30 | ~950 | ~50 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
K9026 | ~28 | ~950 | ~50 | 降解法 | 汽車(chē)外飾件 |
K9017H | ~17 | ~950 | ~50 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
K9010 | ~10 | ~950 | ~50 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
K9005 | ~5 | ~950 | ~70 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
K8003 | ~3 | ~1200 | ~45 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
高剛低抗沖系列產(chǎn)品：
牌號(hào) | 熔指（g/10min） | 彎曲模量（MPa） | 簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度（kJ/m2） | 生產(chǎn)方法 | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
PPB-MN60-G | ~60 | ~1500 | ~5 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
PPB-MN50-G | ~50 | ~1350 | ~8 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
PPB-MN35-G | ~35 | ~1650 | ~5 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
PPB-MN10-G | ~10 | ~1600 | ~7 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
高熔中沖擊系列產(chǎn)品：
牌號(hào) | 熔指（g/10min） | 彎曲模量（MPa） | 簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度（kJ/m2） | 生產(chǎn)方法 | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
K7726H | ~26 | ~1150 | ~10 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
HHP4 | ~30 | ~900 | ~10 | 氫調(diào)法 | 汽車(chē)內(nèi)飾件、外飾件 |
高剛均聚系列產(chǎn)品：
牌號(hào) | 熔指（g/10min） | 彎曲模量（MPa） | 簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度（kJ/m2） | 生產(chǎn)方法 |
PPH-MM20-S | ~20 | ~2100 | ~2.4 | 氫調(diào)法 |
PPH-M60-S | ~60 | ~2100 | ~1.5 | 氫調(diào)法 |
透明聚丙烯專(zhuān)用料：
項(xiàng)目 | 單位 | HT9025NX | UT8012M | PPD-MT45-S | PPR-ET03-S | PPR-MT16-S | PPR-M55-S |
熔體流動(dòng)速率MI | g/10min | 24.2 | 11.4 | 45 | 3.1 | 16 | 55 |
懸臂梁沖擊強(qiáng)度,(23℃) | J/m | 56 | 173.4 | 2.1（簡(jiǎn)支梁） | 6（簡(jiǎn)支梁） | 5.5（簡(jiǎn)支梁） | 2（簡(jiǎn)支梁） |
拉伸屈服強(qiáng)度 | Mpa | 29 | 28 | 33 | 34.9 | 29.5 | 36.9 |
撓曲模量 | Mpa | 946 | 1027 | 1300 | 1470 | 1140 | 1690 |
霧度 | % | 14.5 | 7.2 | 15 | 28.6 | 8.9 | 薄壁注塑 |
熱變形溫度 | ℃ | 76 | 72.2 | 74 | 95 | 80 | -- |
在研新產(chǎn)品：
低收縮抗沖聚丙烯。收縮率較普通抗沖聚丙烯降低~15%，下游客戶(hù)改性時(shí)可減少滑石粉用量，達(dá)到進(jìn)一步減重目的。
低VOC高抗沖聚丙烯。國(guó)產(chǎn)高抗沖聚丙烯原料VOC含量都較高，茂名石化率先對(duì)裝置進(jìn)行脫揮改造，高抗沖系列產(chǎn)品的VOC含量將得到顯著降低。
高熔體強(qiáng)度聚丙烯。熔體強(qiáng)度可達(dá)17cN，可用于聚丙烯發(fā)泡，發(fā)泡溫度窗口寬、發(fā)泡倍率可達(dá)30倍。
四、車(chē)用聚丙烯的生產(chǎn)研發(fā)方向
聚丙烯通過(guò)增韌、填充、增強(qiáng)、共混等改性方法可得到性能各不相同的材料，在汽車(chē)內(nèi)飾中改性聚丙烯材料得到了廣泛的應(yīng)用。目前市場(chǎng)上新能源汽車(chē)的保有量不斷上升，前景十分廣闊。
圖 金發(fā) PP-LGF50 電池托架，PP-TD20 AGM蓄電池殼
而汽車(chē)輕量化也對(duì)車(chē)用聚丙烯提出了更多的要求，低密度、薄壁化、微發(fā)泡、高強(qiáng)度成為車(chē)用車(chē)用聚丙烯的生產(chǎn)研發(fā)方向。
圖 車(chē)用聚丙烯的生產(chǎn)研發(fā)方向
圖 會(huì)通滑石粉填充低密度PP應(yīng)用于汽車(chē)門(mén)板
注：本文素材來(lái)源中石化茂名公司《高性能聚丙烯在汽車(chē)材料中的應(yīng)用》，艾邦高分子編輯整理
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