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我國模塑料應用概況及國外動態

發布時間:2016-3-11 8:20:16   瀏覽次數:3267

    我國模塑料工業起始于上世紀六十年代初期。模塑料的品種按不同的分類方法,可區分為若干種類型。按樹脂基體分,主要的類型有酚醛型、環氧型、環物酚醛型(以下統稱酚醛及其改性型)和不飽和聚脂型。按物料的制備工藝分,主要有予混料和子浸料兩大類型。盡管模塑料在我國已有四十多年的歷史,但在上世紀八十年代末(即1990年之前)基本上是酚醛及其改性型占據著主導地位。DMC在上世紀六十年代末才開始在我國出現,而SMC直到1976年才開發成功,至少有近三十年的歷史。
    酚醛模塑料的開發與去發展,在初期得益于我國軍事工業的急迫需求。但是,它的發展不僅滿足了國防工業的需要,而且由于它的耐熱、輕質高強和防腐性能等方面的優點,它在機電產品及化工防腐等領域也獲得了較為廣泛的應用。我國SMCIBMC工業的起步時間與國外差距盡管比較小,但在上世紀九十年代中期之前的近二十年間,它的發展遇到了比其它工業更加復雜的,由于外部環境所造成的各種困難(有些困難至今仍未完全克服)。發展十分緩慢。到1989年,全國SMC/BMC的總產量僅為2000噸,到1991年約為3000噸。其后,尤其是在2000年以后至今的五年間,我國SMCIBMC工業得益于我國改革開放多年的成果,相關行業產品品種的增加、質及水平的提高和市場需求的變旺。本行業經多年的經驗積累和隊伍的不斷成熟,它的發展取得了過去幾十年所無法比擬的成績。據不完全統計,到2000年全國SMC/BMC產量達到40.000噸,到2004年據協會資料介紹SMC/BMC產量已達到六萬多噸。
    本文將對我國模塑料的應用概況及國外相關動態作一介紹。作為材料而言應用即歷史,沒有應用也就無所謂發展史,因此在介紹應用的同時,對其相應的發展史也會作一簡要回顧。
    一、酚醛及其改性模塑料的應用
    酚醛及其改性型模塑料一般由樹脂和纖維兩種主要組分組成。僅在某些特殊性能需要時,才會加人一些特定的功能性填料。有時也會加人一些著色劑。所用樹脂品種為各種不同性能的酚醛樹脂(包括改性樹脂〕。增強材料為短切玻璃纖維、高硅氧纖維、碳纖維、也曾大量采用過開刀絲、寶塔紗和無捻粗紗。相當于美國Premix模塑料中相應的生產方法。還有一種采用玻纖氈或類似制氈工藝的予浸漬法。歷史上,北京二五一廠、常州二五三廠、天津玻璃鋼廠(二五四廠)、秦皇島工業技術玻璃廠二五五車間、重慶塑料.總廠、山東化工廠、杭州玻璃廠、揚州化工廠、長春化工二廠、哈爾濱絕緣材料廠都曾大規模生
產并向社會銷售過酚醛型模塑料。
    酚醛模塑料的應用領域主要是在航空航天、軍械裝備、化工防腐和機電產品方面。
    總而言之,我國在開發酚醛模塑料方面不僅歷史悠久,成績顯著,而且它在輕質高強、耐熱、防腐和阻燃、防火方面具有SMC/BMC所無法比擬的特性,其應用領域十分廣泛。它是一種雖古老卻又頗具發展潛力的模塑料。
    二、SMC/BMC的應用
    我國SMC/BMC的發展已有三十多年的歷史。BMC1967年開始研制,而SMC的研制始于1975年.此后,我國SMC/BMC花了十多年的時間,進行艱難的技術探索,原材料改性、設備改良和市場開發工作。在1976-1986年期間,全部采用國產的非SMCBMC專用原材料,在國產設備上生產SMC/BMC受多種因素的制約,SMCBMC的發展十分緩慢。到1986年全國的BMC產量累計還不到100噸。而SMC1986年全國總產量僅為400噸(在1976-1986十年間全國僅有北京二五一廠唯臺自行設計、制造的36時機組在運行,1983年之前SMC產量累計只有300噸,1986年達400噸)。到1987年全國SMC總產量為1000噸,主要由北京二五一廠、鹽城玻璃鋼廠、和成都滑翔機廠生產。自1985年末開始到1990年期間,我國陸續引進了十條SMC(部分含BMC)生產線及相關技術。分別位于北京、成都、上海、mill吉林、哈爾濱、綿陽、萊州、武進九省市。在此期間,國內自行設計、制造的小型SMC生產線(SMC幅寬600mm,年生產能力約600T)也得到了迅猛發展,共有十一條投人安裝或運行。在上述21SMC生產線中,1990年之前僅有十一條投人使用(引進線6條.國產線5條)。我國SMCBMC產量在此期間也有了一定的增長,據不完全統計,1988年為15233/66.6噸;1989年為2008/128.3噸;1990年為2034.7/121.8噸;1991年為3250/188噸。
    與此同時,為適應SMCBMC發展的需要,其相關原材料的生產設備與技術也紛紛從國外引進,形成了較大的生產供應能力,其中北京二五一廠、南京復合材料總廠、煙臺齊魯樹脂廠、哈爾濱絕緣材料廠、東方絕緣材料廠、南京金陵石化(金陵巴斯夫)、秦皇島耀華玻璃廠、天津合成材料廠等都分別引進了不同品種的SMCBMC專用樹脂生產設備或技術。常州華日新材料公司于1996年起,也向市場供應SMC/BMC專用樹脂在SMC專用玻纖方面,重慶玻纖廠在國內率先引進和供應SMC/BMC專用玻纖。其它如上海耀華、東莞南方玻纖、珠海玻纖也陸續向社會提供SMC/BMC用玻纖。到九十年代中期,泰山玻纖公司和化建巨石集團、丹陽玻纖廠也形成了大規模供應SMC/BMC專用玻纖的能力。
    到了上世紀的九十年代即2000年之前的十年間,SMC、BMC生產企業和相關原材料引進企業,都在集中精力消化吸收引進的技術與生產設備。同時在不斷探索原材料國產化,提高產品質量,加大市場開發力度。另一方面,國內企業仍然在引進SMC生產線。其中有重慶榮昌、長沙、十堰三條線,到2000-2004年期間,重慶、常州、江陰又引進了五條SMC生產線。至今,國內SMC引進線已達十八條。國產線也達三十余條。
    在各SMC/BMC企業的努力下和配套原材料廠家的積極支持下,SMC、BMC行業的產品質量及其穩定性都有了長足的進步,到了二十一世紀,其應用也有了較快的發展。到2004年末,全國SMC/BMC的年產量已達六萬多噸。據不完全統計,企業數也從1991年的21家增加到2004年的約105家。其中專門從事SMC生產了成型的48家,專門從事BMC生產城型的49家,另有8家企業同時從事SMCBMC的生產成型。近幾年來,不少 SMC年產量都在1000噸以上,有幾家企業SMC年產量達3000-4000噸。BMC企業中,年產量達2000噸以上的有7-8家,有幾家企業年產量在4000噸以上。據稱,浙江一家SMCBMC企業,其SMC/BMC年產量已達10,000噸。在我國,SMC/BMC的總產量中,SMC產量和BMC產量幾乎各占一半,而且BMC產量可能還略高于SMC。這是與中國國情密切相關,而與國外有所不同的。
    我國SMC/BMC的應用領域主要在電氣、交通運輸和建筑領域。表四為BMC的應用實例。表五為SMC的應用實例。
    三、國外SMC/BNIC動態及應用
    1. FRP/CM動態
    據歐洲JEC調查表明,目前全世界復合材料工業共有職員40-45萬人。其相關產值達415億歐元。四個工業應用領域約占總產值70%,汽車工業占23%;建筑及公共工程占21%;航空航天工業占17%;運動及其相關領域占11%
復合材料工業預期在2003-2008淚如間,全球產量的年增長率為4-5%.產值年增長率為2-3%.在此期間,產量增長最快的領域為以下四個方面,其中,風能領域增長20%;航天領域增長9%;汽車工業增長7%;造船領域增長70%
    按地區分,世界復合材料市場產值中,北美地區占40%,歐洲占35%,亞太地區地區占22%,而世界其它地區占3%,復合材料零件生產年增長率在2003-2008期間增長較快的地區是中國和印度,預計其增長率分別為9.5%15%,而歐洲和北美地區的增長率大約在4%左右。
    表六到表九分別表明歐洲、美國、日本和我國FRP/SMC.BMC市場情況。
    2.SMC/BMC動態
    以2001年為例,當年全世界SMC/BMC的總產量約為75.8萬噸,其中SMC57萬噸,而BMC24.8萬噸。按地區劃分;北大西洋自由貿易區(NAF1'A-以美國為主),產量為29.5萬噸(占38.9%),其中SMC17.5萬噸,BMC12.0萬噸。歐洲地區,產量為26.9萬噸(占353%),其中SMC17.7萬噸,BMC9.2萬噸。亞太地區.產量為19.4萬噸(占25.6%),其中SMC15.8萬噸,BMC3.6萬噸。按用途分;當年全世界SMCBMC總產量75.8萬噸中,汽車領域的應用30萬噸(占39.6%);電氣工程的應用16萬噸(占21.1%);建筑領域(不含衛浴設備)應用14.4萬噸(占19.0%);以上三個領域的應用占SMCBMC總產量的約80%,因而成為SMCBMC的三大應用領域。在上述三大應用領域中,在世界不同的地區,其應用側重點也有所不同:
    在北大西洋自由貿易區,汽車領域的應用(包括轎車和卡車)占60%(約17.7萬噸);建筑領域的應用占25%(約7.38%);電氣工程的應用僅占10%(約2.95萬噸)。
    在歐洲地區,汽車領域的應用占43%(約11.5萬噸);電氣工程應用與汽車領域的應用旗鼓相當占40%(約10.76萬噸);而在建筑領域的應用僅占13%(約3.5萬噸)。
    在亞太地區,SMC/BMC的應用與上述兩個地區有很大的不同。建筑上的應用(不含衛浴設備)占18.0%;電氣工程應用占12%,汽車領域的應用僅占4%。最大的應用領域是衛生潔具應用,占31%6萬噸);和建筑用水箱,占27%524萬噸)。僅此兩項,就占據了亞太地區SMC/BMC總產量的58%。這是與亞太地區、特別是日本和中國的國情密切相關的。
    表十、十一列舉了SMC/BMC廠商世界十強和歐洲十強情況,表十二到十四匯總了世界及歐洲汽車廠十強及歐洲卡車應用SMC/BMC零件的情況。在世界SMC/BMC生產廠十強中.美國6家;歐洲三家;亞洲只有一家。其總產量為35.2萬噸,占當年全世界SMC/BMC總產量的46.4%,歐洲十強中,十家廠商的SMC/BMC產量占歐洲總產量的77%,世界產量的27.4%,共20.8萬噸。表十二遺乏明,卡車上SMCBMC零件的用量明顯大于在轎車中的用量。美國汽車十強所生產的車型中,有128種車型采用了481SMCBMC零件。若僅以七家生產:卡車公司所用的SMCBMC零件計,平均每種車型上SMC、BMC用量高達80kg。表十四專門列舉了歐洲各汽車廠在卡車上應用SMC的情況。六個汽車廠商所生產的卡車中,每輛卡車上平均SMC用量都在40公斤以上,個別廠商平均用量高達100k留車。個別車型SMC用量高達180kg.
 SMC/BMC汽車領域上的應用之所以在各國都較為廣泛,其主要原因是因為采用SMC/BMC零件有以下優勢:
    (1設計自由度高;
    (2)可減輕汽車皿量;
    (3零件可整合性能高,大大減少工序;
    (4)節省投資;
    (5)耐凹痕性能好;
    (6隨無線電波,使整體天線可以隱藏于車內;
    (7)SMC/BMC零件可實現在線噴涂,而且尺寸穩定,在高沮下有良好的機械性能,耐腐蝕性能優良,并可實現A級表面。
    3.SMC/BMC應用例。
    SMC/BMC的典型應用見圖1-13,
    四、對行業發展的幾點建議
    綜觀國內外SMCBMC模塑料的發展概況,我國SMC、BMC行業雖然在幾十年內依靠自主的努力,取得了長足的進步,尤其是近幾年來,得到了快速的增長。但是,與國外相比,其差距是十分明顯的。我國SMCBMC的年產量雖然已達六萬噸,但還不到全世界總產量的1/10。在亞洲僅及日本相應產量的1/3。在SMC、BMC生產廠商中,還沒有一個企業能躋身進人世界十強的行業。泛浮步于人口眾多的經濟發展大國來講是極不相稱的。反之,也說明我國SMC/BMC仍具有巨大的發展潛力。要加速發展我國SMCBMC產業,針對本行業的現狀,建議:
    1.加強市場的開發力度。為此:
    (1)多開展和客戶及潛在客戶的技術交流活動,增進客戶對SMCBMC材料的認識和了解。
    (2)加強行業自律,使用(心質原材料及輔助材料。禁止使用劣質原材料,不斷提高產品質量,減少負面影響。
    (3)在開拓市場上要揚長避短,這有利于在與其它材料的競爭中,立于不敗之地。
    2.加強SMC/BMC基礎技術的研究
    很久以來,國內SMCBMC行業不太重視基礎技術的研究。這往往也是影響到我們市場開發的一個重要因素。荃礎技術研究的加強,既可使產品質量產生質的飛躍,也會提高產品的質量穩定性。通過改善材料特性、工藝過程,以滿足不同領域提出的新要求、高要求,從而進一步擴展市場的廣度。與此同時,加強與相關原、輔材料廠家的合作,不斷提高原、輔材料的質量,增加材料品種,以滿足SMC/BMC產業的發展需求。
    3.加強行業內部的交流協作,加強行業引導。
    在市場開發上加強協作和交流,一方面要提倡創新而反對拷貝。行業拷貝風盛行,會扼殺行業發展的生命力。SMC/BMC行業在整個發展過程中,不乏拷貝史,從設備如“SMC機組,到產品如座椅、組合式水箱、“電表箱等等。另一方面反對自殺性競爭,本來,在復合材料行業中,它的產品都應該是高附加值產品。但由于同行之間的惡性競爭、競相壓價,其結果是在以犧牲產品質量為代價,來維持已有的市場和企業的生存。惡性循環的結果,不僅搞垮企業本身,也對行業的發展產生嚴重的影響。

    4.推行可持續發展戰略,積極開展SMC/BMC再生利用工作。在這方面歐、美、日等國已做了大量的工作和建立不少法規,而我們的工作才僅僅在開始。

 

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