沫塑料是气体分散于固体聚合物中形成的聚集体,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。

市场上较为常见的泡沫塑料主要有聚氨酯( PUR)、聚苯乙烯( PS )、聚氯乙烯( PVC)、聚乙烯( PE)、酚醛树脂( PF) 和聚丙烯(PP)等。


一.PSPEPUR三类泡沫塑料的局限性以及EPP的优势


美国市场近年来对泡沫塑料的需求量以每年4.2%的速度持续增长;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PSPEPUR三大类。但以上三类材料都有一定的局限性。表现如下:

◆ 聚苯乙烯(PS)发泡过程中使用的氟氯烃化合物,会破坏大气臭氧层,其产品降解困难又给环境造成“白色污染”,因此联合国环保组织决定到2005年停止使用PS发泡产品。根据《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰的国家法案》我国确定在20051231日前全面禁止泡沫生产中使用的氟氯碳化合物。

◆ 聚氨酯泡沫片材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。

◆ 交联聚乙烯泡沫塑料的最高使用温度为80℃,同样,聚苯乙烯泡沫被加热到它的玻璃化温度105℃时软化变形。

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EPP在汽车中的应用

因此,发泡聚丙烯材料(EPP)应运而生。聚丙烯树脂具有质轻、原料来源丰富、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。是世界上产量增长最快的通用热塑性树脂。对聚丙烯泡沫的研究开发也成了近年来的热点。


二.EPP是什么?

EPP是一种物理性能优越,化学性能稳定,易回收处理的新型高性能抗压缓冲隔热材料,目前主要应用在IT产品包装,通讯设备及汽车方面。

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EPP材质座椅撑垫

EPPEPS材料相比有一个很大的不同点在于:EPS材料以自身结构破坏来达到抗压缓冲效果,而EPP材料通过材料收缩和扩张,吸收并释放能量来达到抗压缓冲效果。在受到多次外力后,EPS材料抗压缓冲效果将会降低,而EPP材料则影响很小。因此,应该说EPP材料相比EPS材料来说,抗压缓冲效果更为优秀。

1.EPP的生产流程

聚丙烯发泡珠粒(EPP)以PP为主要原料,采用物理发泡技术制成发泡珠粒。主要用来进行模具烧结成型为各种各样的形状和尺寸,以供在不同场合使用。采用聚丙烯发泡珠粒及用聚丙烯发泡珠粒模具烧结成型的聚丙烯发泡产品,和常用的发泡材料,如EPSEPE相比较,具有许多优秀的性能,我们稍后再说。我们先通过图片简单说明EPP的生产流程:

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1)首先通过特定的配比,得到颜色多样化的PP颗粒。

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2)通过发泡等处理,得到5-60倍的发泡PP颗粒,如上图为60倍白色EPP。

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3)制品制造厂通过将2中的颗粒用蒸汽加热得到产品。

2.与其他泡沫塑料相比EPP具有哪些优点?

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EPP的优点

 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207MGpa,耐化学性与PE相似。以日本古河电气公司的AcePP发泡材料为例其力学性能如拉伸强度和撕裂强度处于泡沫塑料的最高等级其压缩强度低于硬质PUR和发泡PS,但比软质PUR高,既具有中等的压缩强度。

◆ 聚丙烯有较高的热变形温度,可以在高温领域中应用

发泡聚丙烯通常能耐130℃,这比聚乙烯泡沫的最高使用温80℃高的多。发泡PP与发泡PE一样是封闭式泡孔结构,因此,其热导率不会因潮湿而受影响,且比发泡PE低,具有显著的隔热性,因此可用作高级保温材料。

◆ 良好的低温特性

EPP制品即使在-30℃时也表现出很好的性能。

◆ 能量吸收高

由于EPP制品具有特殊的泡孔结构,其通过泡孔中的气体滞流和压缩作用来吸收逸散能量,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。

◆ 尺寸形状恢复稳定性好

EPP制品受多次连续撞击和挠曲变形后会立即恢复原始形状,而不产生变形,具有“记忆”能力。

◆ 适于反复使用

EPP制品柔韧性好,可反复使用,不易破碎。

◆ 质量轻

EPP制品具有极轻的质量,能大幅度降低重量,可被应用于飞机、汽车等省重部件。

◆ 具有良好的表面保护性

EPP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。

 透水性小、浮力好

由于EPP的闭孔结构,其制品具有长期、极好的浮行性且透水性小、甚至至于盐水中也不减弱其浮性。

 耐油、耐化学品好

由于EPP的化学惰性,使得其制品耐油、耐化学药剂性很好。

 可重复利用的环保材料

易回收再利用,易分解,制品不含对人体有害的有毒成分,燃烧不产生有毒物质。

◆ 密度可异性

可制成各部分密度不同的EPP制品。

 稳定性好,能在不同环境下使用

EPP制品有极好的耐久性,如抗紫外暴露、物理破坏、极端温度(-30-130)磨损和其他恶劣环境。

◆ 隔音性能好

EPP制品具有高效的噪音隔离作用。


三.EPP产品的应用领域


1.食品包装

在硬包装市场,PP市场潜力很大,国外上市的发泡PP片材密度为0.063g/cm3,普通PP片材0.91g/cm3。随着PP发泡片材制品的开发,无疑将加强它在食品领域替代PET竞争力。

现在微波炉和微波食品已经进入人们的家庭生活,而交联发泡PP片材热成型的食品包装容器由于耐热性高达130℃,可以在微波炉用,而且耐沸水、高温稳定性好、表面感觉舒适,人们对它的环境印象较好。如密度在0.5-0.7g/cm3、厚度在0.5-1.5mm的热成型发泡PP是生产具有高刚性和良好绝缘性的餐具、饮料杯等的原料。密度在0.2-1.51g/cm3、厚度在1.0-3.5mm的发泡PP片材用于生产肉类包装材料、食品包装材料和瓶用密封垫。

2.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发泡性聚苯乙烯(PS)模塑制品或发泡聚氨酯(PUR)更优越。所以,发泡PP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,以免在运输中遭受损伤及破坏。由于可直接回收,质地柔软不会损伤被包装物表面的优点,在电器包装领域有取代PS发泡材料的趋势。

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日常用包装盒

据统计,我国1997年仅彩色电视机和彩色显像管这两个产品就使用PS泡沫塑料2万吨。Hotec Folien公司认为,PP发泡盘有代替聚苯乙烯模塑盘的趋势,用户感兴趣的是PP发泡片材可以从卷曲辊上直接加到成型罐装封口装置上。可回收利用的发泡PP托盘对水果和其它农产品的处理和运输很方便。

3.汽车零部件

聚丙烯泡沫塑料除具有高耐热性、高冲击能吸收能力、良好的回弹性和热成型性外,还有可以回收再生的优点,用于制造汽车零部件。例如,用滑石增强PP制造仪表托架,用PP泡沫塑料制作柔软的弹性中间层,用软质密封膜作外皮等。这些零部件在汽车报废后可以回收再用,经拆卸、清洗和重新造粒,可用作较低级产品如车轮拱板内衬。

1)汽车内装饰材料

汽车内装饰材料通常使用有PP发泡、(芯材)、PUR(缓冲材料)、PVC(表皮)组成的层压材料。

如用交联发泡PP与表皮材料及缓冲材料层压制造的汽车车棚和门等内装饰材料具有良好的热焊接性,使发泡PP可用于作汽车顶板;其热加工性好,使交联发泡PP可进一步应用在控制箱和防震板等构件中。

一文看懂新型泡沫塑料EPP的制造、特点和应用领域EPP材质汽车遮阳板

发泡PP片材可与PPABS等内层材料及PVC等表层材料通过粘合剂或加热贴合、真空成型后可制作地毯支撑材料、隔音板、门衬和行李架等。

发泡PP还可制造方向盘、行李舱内衬及空调机的蒸汽阻隔板、侧护板、门内板吸能保护垫、缓冲垫、头枕、工具箱等。在需要较高工作温度的领域,发泡PP比发泡PE(只能用于不超过80℃的场合)更有利,如遮阳板、仪表的保温板及车门间温度易升高的地方。

2)汽车保险杠

先进的汽车保险杠使用合成树脂包覆PURPS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Styren Paper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JSP公司开发的EPP发泡珠粒生产的,该保险杠具有良好的耐热性、尺寸稳定性,以及吸收冲击能量大、质轻、易回收的特性。

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EPP材质汽车保险杠

目前,PP泡沫塑料的汽车零件已进入汽车零部件市场。目前市场上供应的密度约0.069g/cm3厚度2-6mm的发泡PP板可以加工成汽车内装饰材料、盖子、箱体等,密度在0.035-0.0850g/cm3、厚度在1.5-66mmPP交联发泡材料在在汽车上用做衬材和阻尼材料。

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作者 ab