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2017年度广东省科学技术奖项目公示 (气相法釜内合金聚丙烯的相结构调控技术及应用)

  • 索 引 号:
    007122043/2017-06653
    分    类:
    立项信息
  • 发布机构:
    茂名市科学技术局
    发文日期:
    2017-06-09
  • 名    称:
    2017年度广东省科学技术奖项目公示 (气相法釜内合金聚丙烯的相结构调控技术及应用)
  • 文    号:
    主 题 词:

项目名称

气相法釜内合金聚丙烯的相结构调控技术及应用

主要完成单位

中国石油化工股份有限公司茂名分公司

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

主要完成人

(职称、完成单位、工作单位、贡献证明材料)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

主要完成人

(职称、完成单位、工作单位、贡献证明材料)

1.尹兆林(职称:教授级高工。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:提出和确定项目总体方案设计;在研制过程中直接参与并对关键技术和疑难问题的解决作出重要贡献;在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

2.封水彬(职称:工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:提出和确定项目总体方案设计;在研制过程中直接参与并对关键技术和疑难问题的解决作出重要贡献;在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点支撑贡献材料:论文附件2-4、论文附件2-5、鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

3.梁胜彪(职称:高级工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在研制过程中直接参与并对关键技术和疑难问题的解决作出重要贡献;在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

4.邹文桢(职称:高级工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

5.蒋文军(职称:高级工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在研制过程中直接参与并对关键技术和疑难问题的解决作出重要贡献;在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:论文附件2-12-22-3,2-42-5,鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

6. 柯君豪(职称:工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:提出和确定项目总体方案设计;在研制过程中直接参与并对关键技术和疑难问题的解决作出重要贡献;在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点支撑贡献材料:论文附件2-5、鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

7. 罗伟(职称:高级工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

8.李梅(职称:工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在研制过程中直接参与并对关键技术和疑难问题的解决作出重要贡献;在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:论文附件2-5、鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

9.周小群(职称:工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在研制过程中直接参与并对关键技术和疑难问题的解决作出重要贡献;在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点支撑贡献材料:论文附件2-4、论文附件2-5、鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

10.吴飞(职称:高级工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

11.卢瑞真(职称:工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在研制过程中直接参与并对关键技术和疑难问题的解决作出重要贡献;在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点支撑贡献材料:论文附件2-4、论文附件2-5、鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

12.李伟(职称:高级工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

13.黄红霞(职称:高级工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

14.莫益燕(职称:高级工程师。工作单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。完成单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司。主要贡献:在投产、应用或推广过程中直接参与并解决重要技术难点。支撑贡献材料:专利附件1-1、鉴定证明附件3-2、成果登记附件3-3

项目

简介

釜内合金聚丙烯是指在反应器中通过多级反应直接生成聚丙烯多相共聚物,产品具有较好的韧性及刚韧平衡性,在汽车、家居等领域有极其广泛的用途。釜内合金聚丙烯产品售价较普通聚丙烯高500~1000/吨,国内市场需求量>200万吨/年。

近年来,国内虽然在釜内合金聚丙烯的生产工艺研究方面取得了很大的进展,生产出了一系列釜内合金产品,但在与境外产品的竞争中,大多由于质量不稳定、综合性能不佳,处于劣势地位,主要原因还在于对该类产品的微观结构研究不够深入,生产工艺的调控缺乏理论依据,生产工艺控制不够先进。为此,本项目通过对釜内合金聚丙烯系列进口产品的微观相结构进行剖析,开发橡胶相微观结构控制技术,同时开发高效添加剂复合增刚技术,探索最佳工艺控制条件和方法。通过对产品的物理性能、工艺参数进行分析推导,构建了两相分配熔指调控数学模型,并开发了工艺调控技术。在数学模型的指导下,结合橡胶相微观结构控制技术、添加剂复合增刚技术及工艺调控技术,开发出了性能优异的釜内合金聚丙烯系列产品,替代进口产品。主要创新如下:

1)开发了微观相结构控制技术。通过剖析进口产品的相含量、相微观结构,结合产品的宏观物理性能,确定橡胶相最佳尺寸范围为0.2~1.0μm;通过对系列产品的性能剖析,明确了均聚相与共聚相的最佳熔指比为75,橡胶相颗粒尺寸最优,对应的产品刚韧平衡性能最好。

2)构建了两相分配熔指调控数学模型。对釜内合金聚丙烯系列产品的各相含量、各相熔体流动速率、釜内氢气浓度、乙丙比等参数进行分析,利用SPSS软件,构建了釜内合金聚丙烯熔体流动速率与各相熔体流动速率等参数之间的 两相分配数学模型;构建了釜内合金聚丙烯各相熔体流动速率与相关工艺参数之间的 熔指调控数学模型。利用数学模型可直接推导出生产工艺参数。

3)开发了添加剂复合增刚技术。通过实验分析对比九种羧酸盐类α成核剂对聚丙烯弯曲模量、冲击强度、收缩率等性能的影响,结合合适的抗氧剂、吸酸剂,开发了性能优异的添加剂复合增刚技术。

4)结合模型总结出了最佳生产工艺控制技术。结合数学模型,指导生产装置气相组成分配控制,实现橡胶相在基体中的均匀分布,使橡胶相尺寸、两相相容性达到最优。

釜内合金聚丙烯系列新产品已累计销售148858.67吨,产生直接效益10313.81万元。新产品性能达到甚至超越相关进口产品,产品获FDAROHS、、REACHEU食品级等认证,在国内市场上已替代相关进口产品。该项目已提交发明专利申请8件,已获授权2件,已发表论文5篇。由中山大学麦堪成教授任主任、华南理工大学何慧教授任副主任、广东工业大学方岩雄教授等参加的专家组鉴定意见为:该技术已实现工业化生产,制定了相关企业标准,经第三方检测,产品主要技术性能达到国外先进产品水平。该项目技术达到国际先进水平。

代表性论文专著目录

论文1<不同共聚单体透明共聚聚丙烯差异性讨论>

论文2<丙烯/丁烯-1 共聚透明聚丙烯的生产开发>

论文3<丙烯/丁烯-1 共聚烟膜专用料的开发和生产>

论文4<催化剂BCZ在聚丙烯装置上的工业应用>

论文5<浅谈如何延长气相反应器运行周期>

知识产权名称

专利1<一种低模塑收缩率聚丙烯合金材料的制备方法>ZL201010202801.8

专利2<一种聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料及制备方法>ZL201010202785.2

推广应用情况

1)生产情况

本项目开发的气相法釜内合金聚丙烯相结构调控技术,已应用于中石化茂名分公司Innovene气相法聚丙烯装置生产釜内合金聚丙烯系列产品,包括K7726HK9017HK9010K9003K8009PPB-MN60-GK8003PPB-MN35-G。该系列产品生产稳定、综合性能优异,深受众多行业知名企业的欢迎。历年来,该产品生产过程稳定、各项参数控制平稳,产品已获得FDAEUREACH 等相关认证。

釜内合金系列产品质量指标如下:

1)高熔体流动速率中冲击产品,拟替代埃克森美孚的AP03B熔体质量流动速率 ~26g/10minIZOD缺口冲击强度 ≥10KJ/m223);弯曲模量 ~1.10 GPa

2)中高熔体流动速率高冲击产品,拟替代巴塞尔PF511。熔体质量流动速率 ~17g/10min

IZOD缺口冲击强度 ≥40KJ/m223);弯曲模量 ~0.9 GPa

3)中熔体流动速率高冲击产品,拟替代新加坡的SP179。熔体质量流动速率 ~10g/10minIZOD缺口冲击强度 ≥40KJ/m223);弯曲模量 ~0.9 GPa

4)低熔体流动速率超高冲击产品,拟替代埃克森美孚的7032E3熔体质量流动速率 ~3g/10minIZOD缺口冲击强度 ≥50KJ/m223弯曲模量 ~0.8GPa

5)中熔体流动速率高结晶产品,拟替代埃克森美孚的7033N。熔体质量流动速率 ~9g/10minIZOD缺口冲击强度 ≥30KJ/m223);弯曲模量 ~1.10GPa

6)超高熔体流动速率高结晶产品,拟替代韩国SKBX3900。熔体质量流动速率 ~60g/10minIZOD缺口冲击强度 ≥5KJ/m223);弯曲模量 ~1.5GPa

7)低熔体流动速率高冲击产品,拟替代巴塞尔的SD632。熔体质量流动速率 ~3g/10minIZOD缺口冲击强度 ≥30KJ/m223);弯曲模量 ~1.1GPa

8)高熔体流动速率高结晶产品,拟替代韩国SKBX3800。熔体质量流动速率 ~30g/10minIZOD缺口冲击强度 ≥5.5KJ/m223);弯曲模量 ~1.50 GPa

产品各项性能实测值均达到甚至超过相关进口产品。

2)应用、推广情况

自开发至今,釜内合金聚丙烯系列产品已在汽车保险杠、汽车内外饰件、洗衣机内桶等领域得到广泛应用,2015~2016年累计销售148858.67吨。该系列产品抗冲性能优异,刚韧平衡性好、易加工,现已取代釜内合金进口料。金发科技股份有限公司、北京聚菱燕塑料有限公司、广东圆融新材料有限公司、广东银禧科技股份有限公司等知名企业将釜内合金系列产品用于改性、生产汽车保险杠、内外饰件、洗衣机内桶,产品的刚韧平衡性优异,满足客户的使用需求。

惠州市沃特新材料有限公司:使用釜内合金K7726H进行汽车改性并测试了相关物理性能,树脂流动性好,无气味、刚韧平衡性好,各项物理性能与美孚AP03B相近,可作为AP03B的替代料。

贵州凯科特材料有限公司:测试了釜内合金K9010的各项物理性能,并与新加坡SP179进行了对比,认为茂名石化的K9010与新加坡SP179性能相当,可进行进一步试制。

东莞良烨塑胶有限公司:使用釜内合金K8009注塑24LE-4桶,产品的抗冲性能优异,通过1.8米高跌落测试,完全满足生产大体积容器的要求。

银禧工程塑料(东莞)有限公司:测试了釜内合金K8009的各相物理性能,熔指8.5g/10min、弯曲模量1106MPa、悬臂梁缺口冲击强度52KJ/m2,与其现用进口料的物性基本相当。

 

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