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BOPP薄膜生产现状及其专用料应用情况 二

2 我国BOPP专用料生产及应用情况

  2. 1 BOPP专用树脂的性能要求

 

  BOPP薄膜按性能和用途可分为许多类,总的来说,对BOPP薄膜专用料的性能有下列要求。

 

    1)生产BOPP薄膜要用高分子量的PP做原料,但分子量过高会使高速加工困难。一般来说,普通膜要求熔体流动指数值为2~3克/10分钟,电容膜熔体流动指数要求在3~4克/10分钟。

 

  2)为了保证原料的成膜率,必须选结晶度较低的PP做原料, 为此PP树脂的等规度要控制在95%~9615%。

 

  3)BOPP薄膜中含金属离子杂质越少,其电绝缘性能越高,故须选用灰分含量很低的PP做原料。对于电容膜的原料,灰分含量应小于50ppm,最好在35ppm以下;生产普通膜和共挤出膜的BOPP原料,灰分含量一般应小于200ppm,最好在150ppm以下。

 

  4)BOPP薄膜的机械强度要求高,因而对其原料也有相应要求。通常规定, PP均聚物的拉伸强度应大于32MPa,弯曲模量应大于140MPa,悬臂梁冲击强度应大于42焦耳/米。对于无规共聚物,其拉伸强度应大于30MPa,弯曲模量大于140MPa,悬臂梁冲击强度大于30焦耳/米。

 

 

  5)用PP树脂生产普通膜时,其薄膜产品透光率应大于90%,雾度小于115%。对于共挤包装膜和烟膜, 透光率应大于75% ~ 80% , 雾度小于210%~310%。

 

  6)BOPP烟膜和珠光膜用作包装材料时,要求薄膜的热封强度大于20牛顿/毫米,故薄膜生产采用了3层共挤,外2层选用乙烯含量3m% ~5m%的无规共聚PP原料。

 

  7)为了减少鱼眼,除了在BOPP薄膜生产中严格控制指标外,更重要的是要严格控制生产BOPP薄膜专用料的工艺参数,以免产生较多的凝胶粒子。BOPP薄膜合格产品要求鱼眼012~017毫米的粒子应少于300个/平方米, 017 ~115 毫米的粒子应少于5个/平方米。

 

  8)BOPP薄膜专用料中应添加适当的抗氧剂和辅助抗氧剂,以使PP具有良好的热稳定性,一些特殊要求的薄膜还应加入符合规定的添加剂。

 

  2. 2 不同种类BOPP薄膜专用料情况

 

  目前市场上采用的BOPP专用树脂主要有三类,第一类是适合于中、低速BOPP挤出生产线的聚丙烯;第二类是适合于高速挤出生产线的聚丙烯;第三类树脂是适用于高挺括度烟膜聚丙烯。不同种类BOPP薄膜专用料情况见表2。

 

  2. 2. 1 中、低速BOPP薄膜专用料

 

  从目前国内市场调研结果分析,国内几乎所有的连续法PP装置都在开发生产BOPP薄膜专用料。从市场应用看,产量较大的燕山石化、齐鲁石化和上海石化产品质量相对较好。现阶段我国生产的BOPP薄膜树脂主要属于第一类产品。2004年线速在280米/分钟及以下BOPP薄膜基本使用国产原料,约占市场需求量的70%。用料较多的牌号主要为:扬子石化F1002B (其中B为添加开口剂) ,齐鲁石化F680、T36F,济南石化T36F,大庆T36F,九江石化T36F等。

 

表2 不同种类BOPP薄膜专用料情况(略)

 

    我国BOPP薄膜专用料的开发,一般是在引进牌号的基础上加以改进。齐鲁石化公司开发生产的BOPP薄膜专用料T36F是国内最好的BOPP专用料之一,采用的是美国Himont公司Spheripol技术,为液相本体法聚合工艺。该产品销售已覆盖全国,其总体性能可与国外产品媲美。T36F的成膜线速度达180米/分钟,成膜率为97%,广州石化公司曾使用齐鲁石化公司产T36F生产20 微米光膜创造了252 小时不断膜的纪录, 质量达到国际标准 。

 

  T36F可根据用户的不同要求,在高速和低速生产线上生产厚度不同的光膜、珠光膜、双面真空镀铝。与进口原料制品相比,具有静电小、雾度低、模量小、公差小等优点,目前年产量4万吨左右。T36F的主要性能指标见表3。

 

    表3 齐鲁石化BOPP( T36F)技术参数项 目质量指标试验方法

 

  熔体流动速率(克/10分钟) 2~315 GB /T 3682

 

  等规度, % ≥95 GB /T 2412

 

  断裂伸长率, % ≥500 GB /T 1040

 

  粉末灰分, % ≤0103 GB /T 9345

 

  拉伸屈服强度(MPa) ≥27 GB /T 1040

 

  密度(千克/立方米) 900~910

 

  清洁度,色粒(个/千克) 0~5

 

  清洁度,杂粒(个/千克) 0~20

 

    2004年底,扬子石化公司与北京化工研究院等密切联系与合作,反复调查各种技术资料,制定生产方案,在20万吨/年聚丙烯装置上成功运用国产催化剂生产出合格的BOPP薄膜专用料,其产品牌号为F1002B,它具有分子量分布均匀、透明度高、抗冲击强度好的性能。

 

  2. 2. 2 高速BOPP薄膜专用料

 

  由于2004年原料涨价,而BOPP膜涨价很少,因此普通膜的生产基本处于亏损状态。高速膜因生产速度快、幅宽,可降低生产成本。特别是近1~2年我国新引进的BOPP生产线多为高速生产线,因此高速膜产量增加较快。为满足新上BOPP高速生产线的生产需要和市场需要,开发BOPP高速膜原料势在必行。

 

  到目前为止能适应批量生产高速(大于350米/分钟)挤出线的国产专用BOPP树脂只有上海石化的F280S。上海石化对普通F280进行重大工艺调整,在环管法工艺聚丙烯装置上采用新工艺,并对添加剂配方进行改进及其他技术改进措施,与北京化工研究院合作于2003年开发出超高速BOPP专用料F280S,逐步形成了上海石化自主知识产权的超高速BOPP专用料生产工艺技术。2004年,上海石化高速线专用料F280S产量开发至今累计生产416万吨。高速生产线原料依赖进口的现象已得到缓解。齐鲁石化、茂名石化的高线速BOPP树脂产量尚小,总体看来国内高速线牌号市场进口料仍占有较大份额。F280S主要性能指标参见表4。

 

  表4 上海石化BOPP高速膜F280S专用料性能指标( ASTM 测试标准)

 

      项目F280S

 

  熔体流动速率(克/10分钟) 2. 8

 

  乙烯含量,m% 0. 4

 

  拉伸屈服强度(MPa) 28

 

  维卡软化点( ℃) 148

 

  弯曲模量(MPa) 1 200

 

  悬臂梁缺口冲击强度23℃(焦耳/米) 26

 

  乙烯含量,m% 0. 4~0. 5

 

  2. 2. 3 烟膜、电工膜、高透膜专用料

 

  用于高挺括度烟膜、电工膜、高透膜的聚丙烯树脂目前仍然被进口产品所垄断,国内试产品在质量、性能上均未被市场接受。BOPP进口专用树脂主要有美国Himont的PD382、PD383、PD064、PD320,日本德山曹达的FBll6, 三菱化学的FL6CK, 新加坡TPCFS2011、FS3011, 韩国现代化学的H2210、H2211、HF20M,英国壳牌的KF6100,比利时Solvay的KS409、KS309等。

 

  2004年,我国烟膜专用料用量约6万吨。目前烟膜用BOPP专用料几乎全部采用进口原料,原料价位较高,主要采用新加坡TPC 3011E3,日本出光F300P,巴塞尔HP521 等。对原料性能的要求主要为高挺括度、较高的等规度、窄分子量分布。

 

  2. 3  国产BOPP薄膜专用料与进口专用料的差距

 

  BOPP薄膜设备投资大,工艺水平高,生产条件苛刻,加之薄膜的多层次结构及系列化,对原料有极其严格的要求。目前我国在BOPP专用料的开发上与发达国家有很大差距。从树脂的性能特别是加工性能来看,进口树脂熔体流动速率较高,熔点也较低,加工中塑化均匀,熔体流动平稳;而国产树脂熔体流动速率较低,等规度较高。从生产过程和产品质量比较,国产料的膜卷颜色较深,膜的表面有粘手感,不光滑,不能高速拉伸,而进口料膜卷颜色浅,膜的表面光滑,能高速拉伸。

 

  此外,国产料质量波动也很大,批次之间质量也常有差异,不利于生产控制,使用户难以掌握,造成浪费。国产原料杂质较多,灰分含量偏高,易引起熔体流动压力的波动,容易破膜,而且使更换设备过滤网的频率增加。国产料的包装形式与进口料也有差异,国产料普遍采用编织袋包装,每包25千克,在运输过程中,极易被污染或吸潮,严重影响成膜率。而进口料大多采用聚乙烯重包装,这样既保证了原料的洁净度,避免材料的二次污染,又方便了运输。国产助剂目前也存在品种少、质量差的现象,不能满足BOPP薄膜生产的需要。

 

虽然国产树脂存在一些缺陷,但某些国产料还是有一定优势, 如齐鲁石化的T36F, 上海石化的F280S等。这两家的BOPP专用料可应用于线速在280~360米/分钟的生产线,其他企业产品则只能用于线速在280 米/分钟以下的生产线。而热封膜所用共聚料及高速生产线所需的均聚料仍依赖进口。