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综述:改性塑料“十二五”成就及“十三五”展望  

2017-02-06 09:35:17|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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新常态”下我国改性塑料行业从高速增长步入中高速增长发展时期
 
  近几年来,我国塑料加工工业在整个国民经济步入“新常态”历史时期时,从高速增长转变到增速、减缓的轨道上来,呈现出平稳健康发展的态势。
 
  2012年以前,塑料制品年产量始终保持高速增长,十一五期间塑料制品年产量年均增长速达到10%以上,从2012年起逐渐下降,2012年为8.99%,到2015年下半年,增速已下滑到1%左右,塑料制品出口量也明显下降,增速大幅度减缓。在我国塑料加工工业能力进一步扩大,技术和装备水平不断提高的背景下,制品产量及出口量增长减缓,增速下滑的主要原因是国内、国际市场需求不足。
 
  另一方面,改革开放以来,赖以支撑高速发展的“红利”正在减弱和消失,资源、环境、劳动力成本、市场化等多方面的矛盾意味着经济增长的传统模式面临从根本上扭转的局面,创新驱动、提质增效、打造技术和产品的升级版,建设资源节约型,环境友好型社会从上到下形成共识,新的经济发展任务就是从技术和产品创新入手,解决多年堆积的产能过剩、产品过剩、产品类同、低值等问题的同进,寻找新的经济增长点,保持国民经济平衡健康的增长。
 
  我们改性塑料行业是为广大用户提供质优价廉、高性价比的中间料产品——各种母料和专用料,是比较容易做到技术和产品创新的。我们要树新常态理念、立新时期方略,打造行业升级版,向轻量化、功能、生态化、智能化进军。
 
    改性塑料行业发展历程回顾及十二五期间成就
 
  三十多年来伴随着我国塑料加工工业的成长,改性塑料行业也获得迅速的发展。图1为我国塑料制品年产量从上世纪八十年代初到2014年的增长轨迹,图2为改性塑料年产量近6年来的增长情况。
 
 过去35年塑料制品年产量增长情况
图1  过去35年塑料制品年产量增长情况
 
图2
图2  近六年来塑料塑料年产量增长情况
 
改性塑料行业龙头企业——金发科技股份有限公司自1994年至2014年,二十年间改性塑料年产量大幅度增长,1994年到2010年16年间保持了高达58.9%的年复合增长率,2010年到2014年4年间虽然增幅下降,但仍然保持了年均9.8%的复合增长率(见图3)。目前国内改性塑料年总产量达1000万吨左右,年产量排在前十位的企业见图4。
 
图3
图3  金发科技股份有限公司二十年间改性塑料年产量
 
图4
图4  国内改性塑料2014年产量前十名企业情况(注:此图中的改性塑料企业仅限改性塑料共混料和专用料,未包括以碳酸钙为主要成分的填充母料)
 
    十二五期间,尽管改性塑料年产量增速有所回落,但从产品总量看已经具有相当规模,而且从发展思路、技术装备水平、产品品种、性能、应用领域等方面都有着显著提高。
 
  1)在实现改性塑料行业专业化、规模化的基础上,努力实现功能化和精品化。改性塑料产品从数量到性能基本上能满足汽车、家电、包装、管道、电子、运输等下游领域使用的要求。
 
  2)行业骨干企业率先提出并实践普通塑料高性能化、工程塑料低成本化的目标,一大批高水平科技成果涌现出来并在实际应用取得成效。
 
  例如南京聚隆科技股份有限公司研制成功的高速铁路轨道交通用尼龙工程塑料荣获中国优秀专利奖,并大量用于高铁建设中。
 
  又如上海优珀斯材料科技有限公司通过材料改性及二次拉伸复合工艺制成HDPE强力交叉薄膜,其拉伸强度最高达到50MPa以上,达到国际知名品牌同类产品同样性能,完全可替代进口产品为我国防水卷材提供了质优价廉的新一代表面材料。
 
  上海心尔新材料科技股份有限公司研制成功系列功能母粒,致力于低碳新材料和环保节能塑料制品,取得自主知识产权专利三十多项,以科技为先导,为行业实现改性塑料产品的升级换代树立了样板。
 
  3)关注国际市场,让改性塑料技术和产品走出国门
 
  碳酸钙为主要成分的填充母为在国内是司空见惯的大路货产品,但在许多国家还是新生事务。北京大正伟业塑料助剂有限公司已将填充母料技术、装备、产品出口到中亚塔吉克斯坦、东南亚印度尼西亚、南非,甚至俄罗斯等国,取得显著经济效益。济南大华塑料加工厂和济南天海任行进出口公司不但重视技术和产品创新,如Ph值为中性,达到发展国家对接触皮肤的流涎专用母料,代替韩国产品,价格便宜一半,而且出口到泰国、柬埔寨,已占领泰国同类用途产品市场50%以上,而在柬埔寨,其市场占有率有望占到80%以上。上海心尔新材料科技股份有限公司的功能母料产品和技术已走出国门,覆盖韩国、印尼、马来西亚、泰国、越南等东南亚国家及欧美市场。还有很多企业已将目光投向国际市场,积极参加国际橡塑展,开拓海外业务和市场。
 
  4)塑料改性技术与废弃塑料再生利用更加紧密的结合,彻底改变了塑料再生利用低价值、高污染的面貌。
 
  5)塑料改性加工设备实现高效、节能、规格范围广、品种多样化、更多的选择余地。
 
  除仍在大量使用的平行双螺杆混炼机外,密炼加单螺杆混炼生产线、一字型和三角形三螺杆混炼挤出机、连续密炼混炼挤出机等经过实践检验,已批量用于改性塑料的生产,给用户提供了更大的选择性。
 
      改性塑料行业十三五发展思路
 
  在以往取得辉煌成就的基础上,步入“新常态”历史时期,改性塑料行业同样要进一步认清形势,改变观念,从扩大规模、产量为主的增长模式转移到“创新驱动、提质增效、绿色环保和内外并举”的新的模式上来,寻找全新的增长点,向轻量化、功能化、生态化、智能化进军,再续行业辉煌!
 
  ——实现行业由发展壮大期到成熟期的转变
  ——确立在全球本产业中的地位,寻找差距,努力从低端走向高端
  ——继续努力提高技术与装备水平
  ——从劳动密集型向技术资本型转变
  ——鼓励技术、产品、装备的原始性创新,充分重视和发挥科技人才的作用
  ——在关注产品种类、数量、质量的同时,要坚决实现与绿色、环保、安全并举,协调发展
 
  轻量化  就是在保障使用性能的前提下,尽量减轻塑料制品的重量。对于使用非金属粉体材料的改性塑料材料就是要打破“增重”瓶颈,在达到使用性能的前提下,把改性塑料材料的密度降下来。
 
  功能化  就是要实现塑料材料性能按需要方向转变,或者经改性具备普通树脂所不具备的功能,如耐老化、抗静电、阻燃、转光、耐热、阻隔、磁性等多种功能。
 
  生态化  就是努力提高资源利用率、减轻对生产和使用环节对环境产生的污染,节能降耗、绿色低碳。
 
  智能化  就是实现机械化、自动化、电脑控制,减少人为因素对生产过程的影响,大幅度提高生产效率。
 
       具有良好的市场前景的科技成果和重点项目
 
  1)轻量化
 
  通过使用特色原料和改进加工技术,将改性塑料材料的密度降低。
 
  不使用交联剂实现聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)微发泡从而降低塑料制品的密度。例如加有30%重钙的HDPE片材(厚3mm)比同样配比的未采用该技术的对比片材密度下降10%以上。
  人工合成的微孔硅酸钙具有和炭黑相似的比表面积,电镜照片表明,其孔壁和孔径均接近纳米尺度(见图5)。
 
图5
图5  微孔硅酸钙微观结构
 
       使用微孔硅酸钙可将填充HDPE塑料材料的密度下降10%以上,而在材料性能上没有明显区别。
 
  晶须碳酸钙是指直径为数μm,长径比达到15以上的碳酸钙,依靠其在基体塑料中堆积形成的微孔,可以使填充塑料材料的密度比普通轻质碳酸钙的填充塑料材料密度下降5%,同时还能改善材料的抗冲击性能。
 
  人工合成异形中空微粒粒径为100μm以下,具有低容重、低密度、色白、流动性好等优点,初步试验表明,填充塑料有良好的加工流动性,在同样添加量情况下,其填充塑料材料的密度可下降5%以上。更为可贵的是与早为大家所知的粉煤灰中空玻璃微珠相比,这种中空微粒对金属材料的磨耗小,几乎和滑石粉相似,在填充塑料加工时可以放心使用。
 
  2)功能化
 
  微孔硅酸钙的吸附能力及在聚乙烯无滴膜中的缓释与保湿作用。
 
  微孔硅酸钙致密繁多的微孔可以吸附流滴剂,拖延其向薄膜表面迁移的时间,从而达到缓释作用。试验表明,在不影响薄膜力学性能,甚至还有可能提高的情况下,其流滴剂有效时间可以提高一倍以上。更为可贵的是微孔硅酸钙在延长流滴期同时,还因与滑石粉同样具有阻隔红外线的作用,从而达到流滴和保温的双重效果。
 
  微孔硅酸钙的微孔结构使其具有高吸附能力,可以制成吸异味母料,解决多年来困扰很多塑料加工过程及制品应用时散发的异味问题。例如硅酸钙母料对甲醛吸附作用明显,24小时的吸附量达到2.7%,而其它母料如碳酸钙、滑石粉、硫酸钡制成的母料等都不具有这种能力。
 
  3)生态化
 
  我国资源过度消费已造成经济发展的制约因素,国家提出建设资源节约性和环境友好型社会就是努力提高资源利用率,把过去不被看好的或不被正确对待的资源利用起来,同时也是对环境的维护。
 
  黑滑石在我国分布广泛、蕴藏量大,但过去人们总是选择色度白、二氧化硅含量高的滑石矿石,黑滑石因色黑,且二氧化硅含量达不到50%而不被看好。研究表明,滑石之所以具有良好的增强塑料刚性的作用主要是因为粉体颗粒的几何形状是片状的,化学组成和矿物组成不是决定增刚作用好坏的唯一因素。使用拥有片状结构的但不一定二氧化硅含量高的、颜色不白的黑滑石,可以在对色泽要求不高的塑料制品(如HDPE双壁波纹管、汽车保险杠、黑色注塑制品等)中使用,仍可达到和高档白滑石粉相近的增刚效果和抗冲击性能,同时还显示出加工流动性好的优点。因二者价格相差5~10倍,故在适当场合下使用黑滑石粉可以达到资源充分利用、保护环境、节省塑料制品原材料成本,提高生产效率等多重目的。
 
  无粉尘清洁运行的粉体填充塑料生产线
 
  以阜新鑫克机械制造有限公司加工制造的“密闭无粉尘改性塑料粉体表面处理及输送生产线”为代表的无粉尘清洁运行粉体填充塑料生产线正在向全国推广,为当前国家治理环境,减轻雾霾危害做出了积极贡献!
  阿莫斯特环保科技(北京)有限公司多年来致力于循环经济领域内环境问题的解决方案的研究和推广。在废杂塑料再生利用和塑料造粒时产生的废气无害化处理设备的研制方面已取得重要进展。AWS造粒废气处理系统以全新的设计理念,将废气中异味气体分子链打断,逐渐分解为无味的小分子气体后外排。这种设备不需负担太多的易耗(如活性碳等)品,一次投资,长期受益。
 
  4)智能化
 
  杭州港湾机械制造有限公司研制的HW系列粉体表面活化机组已获得一项专利发明权和两项实用新型专利权。该机组在粉体表面活化处理上取得高效、节能、清洁、环保四重显著效果,不仅自动化程度高,而且比传统使用的其它类型粉体表面处理的单位能耗降低一半以上。
 
  无锡灵鸽机械科技股份有限公司研制生产的H型和R型失重式喂料机及液体失重式喂料机、振动失重式喂料机、体积式喂料机可以适合各种形态的物料计量喂料,可单独使用,也可组合使用,大大减少了人工配料的误差影响,提高了生产效率,是改性塑料行业技术进步的重要标志。
 
     结束语
 
  改性塑料行业成就喜人,发展潜力巨大。通过技术、设备和产品不断创新,甚至原始性的创新,必能找到发展的新增长点。我们国家经济已进入“新常态”历史时期,谁能在科技上先行,在创新上领先,谁就能在竞争激烈的市场上赢得主动权。十三五乃至将来,我们要高举“创新驱动、提质增效”的旗帜,努力拼搏,向轻量化、功能化、生态化、智能化进军,打造行业升级版,再续行业辉煌!
 
 
(中国塑协改性塑料专业委员会 理事长兼秘书长 教授级高工 刘英俊
中国塑协改性塑料专委会 副理事长,金发科技股份有限公司 首席战略官 李建军)

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