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我国模塑料应用概况及国外动态

发布时间:2016-3-11 8:20:16   浏览次数:239

    我国模塑料工业起始于上世纪六十年代初期。模塑料的品种按不同的分类方法,可区分为若干种类型。按树脂基体分,主要的类型有酚醛型、环氧型、环物酚醛型(以下统称酚醛及其改性型)和不饱和聚脂型。按物料的制备工艺分,主要有予混料和子浸料两大类型。尽管模塑料在我国已有四十多年的历史,但在上世纪八十年代末(即1990年之前)基本上是酚醛及其改性型占据着主导地位。DMC在上世纪六十年代末才开始在我国出现,而SMC直到1976年才开发成功,至少有近三十年的历史。
    酚醛模塑料的开发与去发展,在初期得益于我国军事工业的急迫需求。但是,它的发展不仅满足了国防工业的需要,而且由于它的耐热、轻质高强和防腐性能等方面的优点,它在机电产品及化工防腐等领域也获得了较为广泛的应用。我国SMCIBMC工业的起步时间与国外差距尽管比较小,但在上世纪九十年代中期之前的近二十年间,它的发展遇到了比其它工业更加复杂的,由于外部环境所造成的各种困难(有些困难至今仍未完全克服)。发展十分缓慢。到1989年,全国SMC/BMC的总产量仅为2000吨,到1991年约为3000吨。其后,尤其是在2000年以后至今的五年间,我国SMCIBMC工业得益于我国改革开放多年的成果,相关行业产品品种的增加、质及水平的提高和市场需求的变旺。本行业经多年的经验积累和队伍的不断成熟,它的发展取得了过去几十年所无法比拟的成绩。据不完全统计,到2000年全国SMC/BMC产量达到40.000吨,到2004年据协会资料介绍SMC/BMC产量已达到六万多吨。
    本文将对我国模塑料的应用概况及国外相关动态作一介绍。作为材料而言应用即历史,没有应用也就无所谓发展史,因此在介绍应用的同时,对其相应的发展史也会作一简要回顾。
    一、酚醛及其改性模塑料的应用
    酚醛及其改性型模塑料一般由树脂和纤维两种主要组分组成。仅在某些特殊性能需要时,才会加人一些特定的功能性填料。有时也会加人一些着色剂。所用树脂品种为各种不同性能的酚醛树脂(包括改性树脂〕。增强材料为短切玻璃纤维、高硅氧纤维、碳纤维、也曾大量采用过开刀丝、宝塔纱和无捻粗纱。相当于美国Premix模塑料中相应的生产方法。还有一种采用玻纤毡或类似制毡工艺的予浸渍法。历史上,北京二五一厂、常州二五三厂、天津玻璃钢厂(二五四厂)、秦皇岛工业技术玻璃厂二五五车间、重庆塑料.总厂、山东化工厂、杭州玻璃厂、扬州化工厂、长春化工二厂、哈尔滨绝缘材料厂都曾大规模生
产并向社会销售过酚醛型模塑料。
    酚醛模塑料的应用领域主要是在航空航天、军械装备、化工防腐和机电产品方面。
    总而言之,我国在开发酚醛模塑料方面不仅历史悠久,成绩显著,而且它在轻质高强、耐热、防腐和阻燃、防火方面具有SMC/BMC所无法比拟的特性,其应用领域十分广泛。它是一种虽古老却又颇具发展潜力的模塑料。
    二、SMC/BMC的应用
    我国SMC/BMC的发展已有三十多年的历史。BMC1967年开始研制,而SMC的研制始于1975年.此后,我国SMC/BMC花了十多年的时间,进行艰难的技术探索,原材料改性、设备改良和市场开发工作。在1976-1986年期间,全部采用国产的非SMCBMC专用原材料,在国产设备上生产SMC/BMC受多种因素的制约,SMCBMC的发展十分缓慢。到1986年全国的BMC产量累计还不到100吨。而SMC1986年全国总产量仅为400吨(在1976-1986十年间全国仅有北京二五一厂唯台自行设计、制造的36时机组在运行,1983年之前SMC产量累计只有300吨,1986年达400吨)。到1987年全国SMC总产量为1000吨,主要由北京二五一厂、盐城玻璃钢厂、和成都滑翔机厂生产。自1985年末开始到1990年期间,我国陆续引进了十条SMC(部分含BMC)生产线及相关技术。分别位于北京、成都、上海、mill吉林、哈尔滨、绵阳、莱州、武进九省市。在此期间,国内自行设计、制造的小型SMC生产线(SMC幅宽600mm,年生产能力约600T)也得到了迅猛发展,共有十一条投人安装或运行。在上述21SMC生产线中,1990年之前仅有十一条投人使用(引进线6条.国产线5条)。我国SMCBMC产量在此期间也有了一定的增长,据不完全统计,1988年为15233/66.6吨;1989年为2008/128.3吨;1990年为2034.7/121.8吨;1991年为3250/188吨。
    与此同时,为适应SMCBMC发展的需要,其相关原材料的生产设备与技术也纷纷从国外引进,形成了较大的生产供应能力,其中北京二五一厂、南京复合材料总厂、烟台齐鲁树脂厂、哈尔滨绝缘材料厂、东方绝缘材料厂、南京金陵石化(金陵巴斯夫)、秦皇岛耀华玻璃厂、天津合成材料厂等都分别引进了不同品种的SMCBMC专用树脂生产设备或技术。常州华日新材料公司于1996年起,也向市场供应SMC/BMC专用树脂在SMC专用玻纤方面,重庆玻纤厂在国内率先引进和供应SMC/BMC专用玻纤。其它如上海耀华、东莞南方玻纤、珠海玻纤也陆续向社会提供SMC/BMC用玻纤。到九十年代中期,泰山玻纤公司和化建巨石集团、丹阳玻纤厂也形成了大规模供应SMC/BMC专用玻纤的能力。
    到了上世纪的九十年代即2000年之前的十年间,SMC、BMC生产企业和相关原材料引进企业,都在集中精力消化吸收引进的技术与生产设备。同时在不断探索原材料国产化,提高产品质量,加大市场开发力度。另一方面,国内企业仍然在引进SMC生产线。其中有重庆荣昌、长沙、十堰三条线,到2000-2004年期间,重庆、常州、江阴又引进了五条SMC生产线。至今,国内SMC引进线已达十八条。国产线也达三十余条。
    在各SMC/BMC企业的努力下和配套原材料厂家的积极支持下,SMC、BMC行业的产品质量及其稳定性都有了长足的进步,到了二十一世纪,其应用也有了较快的发展。到2004年末,全国SMC/BMC的年产量已达六万多吨。据不完全统计,企业数也从1991年的21家增加到2004年的约105家。其中专门从事SMC生产了成型的48家,专门从事BMC生产城型的49家,另有8家企业同时从事SMCBMC的生产成型。近几年来,不少 SMC年产量都在1000吨以上,有几家企业SMC年产量达3000-4000吨。BMC企业中,年产量达2000吨以上的有7-8家,有几家企业年产量在4000吨以上。据称,浙江一家SMCBMC企业,其SMC/BMC年产量已达10,000吨。在我国,SMC/BMC的总产量中,SMC产量和BMC产量几乎各占一半,而且BMC产量可能还略高于SMC。这是与中国国情密切相关,而与国外有所不同的。
    我国SMC/BMC的应用领域主要在电气、交通运输和建筑领域。表四为BMC的应用实例。表五为SMC的应用实例。
    三、国外SMC/BNIC动态及应用
    1. FRP/CM动态
    据欧洲JEC调查表明,目前全世界复合材料工业共有职员40-45万人。其相关产值达415亿欧元。四个工业应用领域约占总产值70%,汽车工业占23%;建筑及公共工程占21%;航空航天工业占17%;运动及其相关领域占11%
复合材料工业预期在2003-2008泪如间,全球产量的年增长率为4-5%.产值年增长率为2-3%.在此期间,产量增长最快的领域为以下四个方面,其中,风能领域增长20%;航天领域增长9%;汽车工业增长7%;造船领域增长70%
    按地区分,世界复合材料市场产值中,北美地区占40%,欧洲占35%,亚太地区地区占22%,而世界其它地区占3%,复合材料零件生产年增长率在2003-2008期间增长较快的地区是中国和印度,预计其增长率分别为9.5%15%,而欧洲和北美地区的增长率大约在4%左右。
    表六到表九分别表明欧洲、美国、日本和我国FRP/SMC.BMC市场情况。
    2.SMC/BMC动态
    以2001年为例,当年全世界SMC/BMC的总产量约为75.8万吨,其中SMC57万吨,而BMC24.8万吨。按地区划分;北大西洋自由贸易区(NAF1'A-以美国为主),产量为29.5万吨(占38.9%),其中SMC17.5万吨,BMC12.0万吨。欧洲地区,产量为26.9万吨(占353%),其中SMC17.7万吨,BMC9.2万吨。亚太地区.产量为19.4万吨(占25.6%),其中SMC15.8万吨,BMC3.6万吨。按用途分;当年全世界SMCBMC总产量75.8万吨中,汽车领域的应用30万吨(占39.6%);电气工程的应用16万吨(占21.1%);建筑领域(不含卫浴设备)应用14.4万吨(占19.0%);以上三个领域的应用占SMCBMC总产量的约80%,因而成为SMCBMC的三大应用领域。在上述三大应用领域中,在世界不同的地区,其应用侧重点也有所不同:
    在北大西洋自由贸易区,汽车领域的应用(包括轿车和卡车)占60%(约17.7万吨);建筑领域的应用占25%(约7.38%);电气工程的应用仅占10%(约2.95万吨)
    在欧洲地区,汽车领域的应用占43%(约11.5万吨);电气工程应用与汽车领域的应用旗鼓相当占40%(约10.76万吨);而在建筑领域的应用仅占13%(约3.5万吨)
    在亚太地区,SMC/BMC的应用与上述两个地区有很大的不同。建筑上的应用(不含卫浴设备)占18.0%;电气工程应用占12%,汽车领域的应用仅占4%。最大的应用领域是卫生洁具应用,占31%6万吨);和建筑用水箱,占27%524万吨)。仅此两项,就占据了亚太地区SMC/BMC总产量的58%。这是与亚太地区、特别是日本和中国的国情密切相关的。
    表十、十一列举了SMC/BMC厂商世界十强和欧洲十强情况,表十二到十四汇总了世界及欧洲汽车厂十强及欧洲卡车应用SMC/BMC零件的情况。在世界SMC/BMC生产厂十强中.美国6家;欧洲三家;亚洲只有一家。其总产量为35.2万吨,占当年全世界SMC/BMC总产量的46.4%,欧洲十强中,十家厂商的SMC/BMC产量占欧洲总产量的77%,世界产量的27.4%,共20.8万吨。表十二遗乏明,卡车上SMCBMC零件的用量明显大于在轿车中的用量。美国汽车十强所生产的车型中,有128种车型采用了481SMCBMC零件。若仅以七家生产:卡车公司所用的SMCBMC零件计,平均每种车型上SMC、BMC用量高达80kg。表十四专门列举了欧洲各汽车厂在卡车上应用SMC的情况。六个汽车厂商所生产的卡车中,每辆卡车上平均SMC用量都在40公斤以上,个别厂商平均用量高达100k留车。个别车型SMC用量高达180kg.
 SMC/BMC汽车领域上的应用之所以在各国都较为广泛,其主要原因是因为采用SMC/BMC零件有以下优势:
    (1设计自由度高;
    (2)可减轻汽车皿量;
    (3零件可整合性能高,大大减少工序;
    (4)节省投资;
    (5)耐凹痕性能好;
    (6随无线电波,使整体天线可以隐藏于车内;
    (7)SMC/BMC零件可实现在线喷涂,而且尺寸稳定,在高沮下有良好的机械性能,耐腐蚀性能优良,并可实现A级表面。
    3.SMC/BMC应用例。
    SMC/BMC的典型应用见图1-13,
    四、对行业发展的几点建议
    综观国内外SMCBMC模塑料的发展概况,我国SMC、BMC行业虽然在几十年内依靠自主的努力,取得了长足的进步,尤其是近几年来,得到了快速的增长。但是,与国外相比,其差距是十分明显的。我国SMCBMC的年产量虽然已达六万吨,但还不到全世界总产量的1/10。在亚洲仅及日本相应产量的1/3。在SMC、BMC生产厂商中,还没有一个企业能跻身进人世界十强的行业。泛浮步于人口众多的经济发展大国来讲是极不相称的。反之,也说明我国SMC/BMC仍具有巨大的发展潜力。要加速发展我国SMCBMC产业,针对本行业的现状,建议:
    1.加强市场的开发力度。为此:
    (1)多开展和客户及潜在客户的技术交流活动,增进客户对SMCBMC材料的认识和了解。
    (2)加强行业自律,使用(心质原材料及辅助材料。禁止使用劣质原材料,不断提高产品质量,减少负面影响。
    (3)在开拓市场上要扬长避短,这有利于在与其它材料的竞争中,立于不败之地。
    2.加强SMC/BMC基础技术的研究
    很久以来,国内SMCBMC行业不太重视基础技术的研究。这往往也是影响到我们市场开发的一个重要因素。荃础技术研究的加强,既可使产品质量产生质的飞跃,也会提高产品的质量稳定性。通过改善材料特性、工艺过程,以满足不同领域提出的新要求、高要求,从而进一步扩展市场的广度。与此同时,加强与相关原、辅材料厂家的合作,不断提高原、辅材料的质量,增加材料品种,以满足SMC/BMC产业的发展需求。
    3.加强行业内部的交流协作,加强行业引导。
    在市场开发上加强协作和交流,一方面要提倡创新而反对拷贝。行业拷贝风盛行,会扼杀行业发展的生命力。SMC/BMC行业在整个发展过程中,不乏拷贝史,从设备如“SMC机组,到产品如座椅组合式水箱、“电表箱等等。另一方面反对自杀性竞争,本来,在复合材料行业中,它的产品都应该是高附加值产品。但由于同行之间的恶性竞争、竞相压价,其结果是在以牺牲产品质量为代价,来维持已有的市场和企业的生存。恶性循环的结果,不仅搞垮企业本身,也对行业的发展产生严重的影响。

    4.推行可持续发展战略,积极开展SMC/BMC再生利用工作。在这方面欧、美、日等国已做了大量的工作和建立不少法规,而我们的工作才仅仅在开始。

 

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