塑料中空成型技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

1、塑料中空成型技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展一、 前言隨著中國石化工業(yè)、汽車工業(yè)、包裝工業(yè)、建筑工業(yè)等的發(fā)展，塑料工業(yè)的發(fā)展增長迅速，塑料工業(yè)已經(jīng)成為國內(nèi)的一個朝陽產(chǎn)業(yè)。近年來，塑料制品年產(chǎn)量增幅達(dá)到10以上，預(yù)計(jì)到2005年，我國塑料的產(chǎn)量將達(dá)到2500萬噸，塑料工業(yè)帶動塑料機(jī)械的年增長為30以上。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2002年中國塑料機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值大約為100億元左右。塑料機(jī)械中產(chǎn)銷量最大，應(yīng)用最廣泛的幾個品種為注塑機(jī)、擠出機(jī)生產(chǎn)線、中空吹塑成型機(jī)這三大類產(chǎn)品占國內(nèi)塑料機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值、臺數(shù)及重量的85以上，2002年各類中空吹塑成型設(shè)備的市場份額約億元人民幣。二、 國內(nèi)中空制品加工方法及應(yīng)用中空制品成型加工方法有吹

2、塑成型工藝和滾塑成型工藝。目前國內(nèi)的中空制品主要以吹塑成型為主。按型坯成型的方式，吹塑成型可分為擠出吹塑成型、注射拉伸吹塑、注射吹塑成型、共擠出吹塑成型等四種。1擠出吹塑成型擠出吹塑成型工藝主要是原料經(jīng)過擠出機(jī)塑化，輸送到儲料機(jī)頭（或連續(xù)式機(jī)頭），經(jīng)過機(jī)頭擠出型坯，型坯置于模具中吹脹成制品，然后冷卻，取出制品。目前國內(nèi)中空制品5L1000L用量最大是擠出吹塑成型工藝。采用的原料主要有HDPE、PP、ABS、PC等。主要的產(chǎn)品為各類化工產(chǎn)品包裝桶、汽車油箱、汽車通風(fēng)管件、桌面板等各種工業(yè)制品。擠出成型工藝最典型的代表產(chǎn)品是200L雙環(huán)桶。擠出成型中，工藝最復(fù)雜、技術(shù)難度最大的是雙環(huán)桶的成型。國內(nèi)

3、目前采用擠出成型的設(shè)備（簡稱中空機(jī)）主要以國產(chǎn)設(shè)備為主。20L1000L設(shè)備中，陜西秦川機(jī)械發(fā)展股份有限公司（簡稱秦川發(fā)展）的市場占有率70以上。其中生產(chǎn)200L雙L環(huán)桶的設(shè)備中，秦川發(fā)展市場占有率80以上。2002年，國內(nèi)200L雙L環(huán)桶產(chǎn)量超過300萬只，消耗30萬噸塑料。秦川發(fā)展是國內(nèi)最早開發(fā)擠出中空成型設(shè)備的廠商，是生產(chǎn)塑料機(jī)械、齒輪磨床、加工中心等設(shè)備的重工業(yè)企業(yè)，具有雄厚的研發(fā)實(shí)力和機(jī)械制造能力，在中空吹塑成型工藝方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。擠出成型制品生產(chǎn)企業(yè)主要分布在華東（江、浙、滬、魯）、華南、華北等地。主要的幾個生產(chǎn)廠商為：上海浦東龔路塑料容器有限公司、上海帆順實(shí)業(yè)公司、江蘇吳江市

4、春鑫塑料廠、常州越洋塑料容器有限公司、大連第十三塑料廠、廣東南海市東興制罐有限公司等。2注射拉伸吹塑成型注射拉伸吹塑為雙軸位伸取向吹塑，是一種在聚合物的粘彈態(tài)下通過機(jī)械方法軸向拉伸瓶坯，用壓縮空氣徑向吹脹瓶坯成型容器的方法，這種成型方法的特點(diǎn)是軸向與徑向有相同的拉伸比，可提高吹塑容器的機(jī)械性能、阻滲性能、透明性能，減少制品壁厚，這是吹塑成型中制品壁厚最薄的一種工藝。注射拉伸吹塑主要用于成型0.220，形狀為圓形或橢圓形的容器，例如飲料瓶、純凈水瓶、食用油瓶。這種產(chǎn)品在市場用量很大，因此要求設(shè)備的生產(chǎn)效率高、可靠性好。注拉吹工藝采用的原料主要為PET、PVC、PP、PEN等。注拉吹工藝可分為全自

5、動一步法和全自動二步法。目前，國內(nèi)用注拉吹高速工藝生產(chǎn)PET瓶的市場容量巨大，每年增幅也很大，PET瓶的生產(chǎn)設(shè)備主要是進(jìn)口，國內(nèi)每年用于引進(jìn)國外PET設(shè)備的資金至少15億元人民幣，生產(chǎn)耐熱瓶的設(shè)備全是進(jìn)口設(shè)備，面對如此巨大的市場，國內(nèi)吹瓶設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)幾乎無所作為，對于具有巨大市場潛力的啤酒瓶更是無能為力，這值得每一家中空設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)深思。國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)PET瓶的企業(yè)主要有：珠海中富、上海紫江、娃哈哈、匯源、康師傅、農(nóng)夫山泉等，其設(shè)備均為進(jìn)口。3注射吹塑成型注射吹塑工藝過程有三個工位，每一個工位為注射機(jī)注射成型瓶坯，第二個工位是瓶坯在吹塑模具中吹脹成型制品，第三個工位為頂出制品，與擠出吹塑工藝類

6、似，注射吹塑徑向吹脹比大，軸向吹脹比小。注射吹塑適用于各種熱塑性原料如：PE、PP、PS、PVC、PC等，可成型各種形狀的容器，產(chǎn)品可替代玻璃瓶，主要用于包裝藥品、化妝品、食品、日用品、農(nóng)藥等。注射吹塑工藝目前采用的設(shè)備主要為全自動注吹中空成型機(jī)，國內(nèi)生產(chǎn)此設(shè)備的主要廠家為汕頭金明塑膠設(shè)備有限公司、江蘇維達(dá)公司。4多層共擠中空吹塑多層共擠吹塑在吹膜領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，目前發(fā)達(dá)國家包裝薄膜的80以上采用多層共擠薄膜。多層共擠吹塑主要目的是為了提高容器對CO2、O2或汽油的阻隔性。其工藝是通過復(fù)合機(jī)頭把幾種不同的原料擠出吹制成中空制品，主要產(chǎn)品為：高檔汽車燃油箱、毒性較大的農(nóng)藥包裝等，層數(shù)為26層不等。

7、多層吹塑是中空吹塑的高端技術(shù)。目前國內(nèi)陜西秦川機(jī)械發(fā)展股份有限公司已成功開發(fā)出用于生產(chǎn)六層高檔汽車油箱的中空機(jī)，制品最大容積500L，已有三臺交付用戶。此設(shè)備填補(bǔ)國內(nèi)空白，綜合技術(shù)指標(biāo)達(dá)到甚至超過德國同類設(shè)備。國內(nèi)中空制品加工企業(yè)的布局情況：廣東、山東、江蘇、浙江、上海五省市的塑料加工企業(yè)，無論從數(shù)量還是從產(chǎn)量上都在全國名列前茅。五省市的塑料加工企業(yè)廠家占全國總數(shù)約48，塑料制品產(chǎn)量占全國總量的1/31/2。根據(jù)全國塑料加工信息中心2000年初的統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)塑料容器加工的主要分布在華東、華南等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省份。全國塑料工業(yè)“十五”計(jì)劃和2005年規(guī)則中確定，中國塑膠產(chǎn)品產(chǎn)量在20002005年增長

8、率預(yù)計(jì)有10。根據(jù)市場預(yù)測，到2005年包裝用塑膠產(chǎn)品的產(chǎn)量為550萬噸，占總產(chǎn)量的22。三、 國內(nèi)中空成型設(shè)備的發(fā)展情況目前，國內(nèi)生產(chǎn)中空成型設(shè)備的企業(yè)主要有10余家，技術(shù)水平相差較大，具有研發(fā)、制造和技術(shù)服務(wù)綜合實(shí)力的企業(yè)不多。一些中空設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)力量薄弱，不能吃透塑料中空成型工藝，生產(chǎn)的設(shè)備及模具不能滿足用戶使用要求和原料成型工藝要求，生產(chǎn)的制品不合格或不能穩(wěn)定地生產(chǎn)出合格制品。陜西秦川機(jī)械發(fā)展股份有限公司是國內(nèi)研發(fā)實(shí)力最強(qiáng)、機(jī)械制造能力最強(qiáng)的中空機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。秦川發(fā)展從二十世紀(jì)八十年代初開始開發(fā)中空機(jī)，已成為我國最大的中空機(jī)制造基地。秦川發(fā)展公司的秦川發(fā)展技術(shù)研究院是國家級技術(shù)中心，

9、有15個研究所。研究院建立有博士后流動站，建立有一個國家級CIMS中心。在200多名研究人員中有兩位博士、三位教授級高級工程師。公司的機(jī)械制造水平在機(jī)械行業(yè)處于領(lǐng)先地位，具有精密加工、精密測量、精密裝配的“三精”優(yōu)勢，在塑料機(jī)械方面擁有多項(xiàng)專利技術(shù)。秦川發(fā)展的塑料機(jī)械經(jīng)過二十多年發(fā)展，產(chǎn)品已發(fā)展至第五代產(chǎn)品。第五代產(chǎn)品在機(jī)、電、液方面，在對中空成型工藝的研究和模具研究方面在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，達(dá)到或接近國際同期水平。第五代產(chǎn)品的機(jī)械方面采用專利擠出機(jī)技術(shù)和優(yōu)化的機(jī)頭技術(shù)；電氣方面采用國外著名品牌的高功能PLC；液壓及氣動元件采用國外著名品牌產(chǎn)品。秦川發(fā)展的自動化控制及成型工藝原理的研究方面在國內(nèi)

10、處于領(lǐng)先地位。秦川發(fā)展近年開發(fā)的主要新產(chǎn)品：1SCJ230中空機(jī)SCJ230中空機(jī)主要用于生產(chǎn)200L雙L環(huán)桶，該產(chǎn)品已于1995年通過國家級鑒定，1996年獲機(jī)械部科技進(jìn)步獎。已銷往市場近40臺，擋住了進(jìn)口。2003年推向市場的改進(jìn)型換代產(chǎn)品 SCJ230A，具有更高的可靠性、更高的生產(chǎn)效率，生產(chǎn)的制品質(zhì)量能滿足各類危險品包裝的要求，具有更高的性能價格比。2 SCJC500×6多層中空機(jī)隨著汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和各國環(huán)保與安全要求的不斷提高，各國對塑料燃油箱阻滲性能的要求越來越高。秦川發(fā)展瞄準(zhǔn)國內(nèi)高檔汽車油箱研制點(diǎn)，在國內(nèi)率先開發(fā)出六層塑料油箱生產(chǎn)設(shè)備SCJC500×6多層

11、中空機(jī)，填補(bǔ)國內(nèi)空白，擋住了進(jìn)口，具有很優(yōu)異的性能價格比。生產(chǎn)的油箱達(dá)到歐洲和日本標(biāo)準(zhǔn)，為馬自達(dá)和奇瑞等車型配套。塑料燃油箱與金屬燃油箱相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）同規(guī)格的塑料燃油箱比金屬燃油箱質(zhì)量輕4050；（2）塑料燃油箱形狀自由度大，可最大限度地利用汽車內(nèi)的有效空間，從而大大提高了汽車燃油箱的儲油量。（3）塑料燃油箱的研制周期比金屬燃油箱的研制周期短，費(fèi)用低，方便了汽車的設(shè)計(jì)制造與改型。（4）塑料燃油箱的安全可靠性高，耐沖擊，耐腐蝕，不爆炸，是金屬燃油箱不可比擬的。3 SCJ70AT中空機(jī)專門用于生產(chǎn)轎車上通風(fēng)管道、單層油箱、水箱等，專用化和模塊化設(shè)計(jì)。4SCJ1000中空機(jī)用于生產(chǎn)100

12、0L IBC桶、1000×1200mm拖盤、桌面板等大型制品，其生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)同類設(shè)備，接近德國設(shè)備效率。5SCJ30×2雙工位中空機(jī)主要用于生產(chǎn)1530L化工包裝桶，用于磷酸、氫氟酸等化工產(chǎn)品包裝。生產(chǎn)效率比單工位提高50100，并且可同時在兩個工位上生產(chǎn)兩種不同的制品。四、國內(nèi)中空制品的發(fā)展趨勢隨著汽車工業(yè)、包裝工業(yè)及整個工業(yè)的高速發(fā)展，塑料中空制品向多品種、多樣化、專業(yè)化、大型化發(fā)展，制品已滲透到汽車、化工、食品、物流、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、體育場館、軍事等諸多領(lǐng)域。中空制品主要有以下幾點(diǎn)發(fā)展趨勢：1汽車工業(yè)的應(yīng)用按照我國機(jī)械工業(yè)“十五”計(jì)劃及2010年規(guī)劃，到2005年

13、和2010年，我國汽車產(chǎn)量將分別達(dá)到300萬輛和460萬輛。由于技術(shù)的提高，我國車用塑料的比例將逐步提高。到2005年，我國轎車塑料件的使用量將基本達(dá)到90kg輛（發(fā)達(dá)國家目前的汽車塑料件用量為100kg輛），預(yù)計(jì)各類汽車對塑料的總需求量為35萬噸，2010年達(dá)到41.7萬噸。汽車用塑料中，PE占7左右，主要用途是采用吹塑工藝生產(chǎn)的汽車油箱、通風(fēng)管、導(dǎo)流板及水箱等各類儲罐。2 物流用拖盤拖盤是現(xiàn)代物流業(yè)在倉儲、運(yùn)輸過程中不可缺少的消耗品。目前中國國內(nèi)拖盤的流量每年約8000萬個，其中港口出口用拖盤2000萬個，拖盤材料以木材為主，還有紙制、塑料、金屬、木塑等其它材料，發(fā)展速度以塑料發(fā)展最快。這些拖盤中，以中空吹塑拖盤強(qiáng)度、壽命最好。目前國內(nèi)中空拖盤只有3條生產(chǎn)線，年產(chǎn)量25萬只左右。由此可見，中空吹塑拖盤具有很大的市場潛力。3 IBC包裝桶近年來，IBC包裝桶在國外增長迅速。歐洲市場年增長約810，美國IBC包裝桶增長迅速，達(dá)20左右。IBC桶具有節(jié)省運(yùn)輸空間30以上，運(yùn)輸成本低，起吊方便等優(yōu)點(diǎn)，這幾年在國內(nèi)發(fā)展也很迅速。該產(chǎn)品主要競爭的是10L20L化工