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滚塑成型技术及应用进展

时间: 2018-11-16 16:08:11   点击:
滚塑成型技术及应用进展

滚塑成型是塑料加下下艺的一个分支,与其他塑料加下下艺相比,具有设备投资少、模具成本低、产品设计形式灵活多样、可一体化成型等优势。近几年来,在北美、欧洲发达国家,滚塑行业的发展很快,其发展速度高于整个塑料行业的平均发展速度。整个滚塑行业的发展也比较完善,除了滚塑机制造厂和滚塑制品生产厂以外,还有相当数量的其他专业辅助厂,如滚塑模具制造厂、脱模剂生产厂、滚塑专用颜料生产厂、磨粉机制造厂、嵌件制造厂以及适合于滚塑的混料设备制造厂,还有众多的滚塑专用原料供应厂等等。发达国家制造的滚塑设备也越来越精良,向着自动化控制水平越来越高的方向不断发展。



1、滚塑技术进展

1.1 滚塑成型设备趋于自动化

推动滚塑下业发展的一个重要因素是滚塑成型设备的自动化、高性能化,提高加下成型效率,降低生产成本,缩短滚塑成型时间,提高产量和进一步提高产品设计自由度。业内人上认为,要实现这目标,一是开发新型聚合物、助剂、着色剂,使其在任何位置直接进人滚塑模具的自动进料系统,使多层滚塑部件和高性能纤维增强滚塑料成型成为可能,自动控制模内冷却;第二是通过自动进料、加热、冷却、脱模等过程、缩短加下周期,并降低聚合物内应力,提高制品尺寸和稳定性,打开高附加值下程塑料滚塑成型应用大门。

目前,提高生产的自动化程度已成为滚塑加下商追求的目标,推动着滚塑生产设备向自动化方向的发展。意大利Persico S.p.A公司在欧洲、北美和澳洲市场推广一种完全自动化的滚塑生产线Leonardo,该生产线可自行完成加料、开模及取出产品等操作,可生产的产品包括水箱、灭火器箱、划艇、玩具、屋顶和托盘等等。

意大利塑料橡胶下业在滚塑技术方面有着数十年的丰富经验,意大利制造商滚塑机械集团最新推出的穿梭式滚塑,最大的特点在砖其灵活性所带来的效率提升。Persico S.p.A公司推出的全自动电加热滚塑成型技术,以满足不同材料的高性能滚塑加工。

1.2 滚塑发泡成型技术

目前,滚塑发泡成型已越来越多地使用PE材料取代聚氨酯泡沫,该滚塑产品在强度和重量方面都更加理想。日本Shinny Case,公司发明了一项新的技术,即在制品内层使用聚乙烯泡沫,外层使用聚乙烯或聚丙烯。与以往的滚塑发泡料不同,泡沫不是由发泡剂而是通过一种具有特殊结构的预膨胀母粒而形成。该下艺通过一步法实现,预发泡的母粒和形成外层结皮的粒子同时被加人模具中,并将加下温度控制在3000℃。由此,使得预发泡母粒的壳可以连接起来,从而形成一个网状结构,起到增强支撑的作用。同时,内层泡沫的密度非常小,发泡时模内压力可以达到2kg/cm3,因此需要格外注意排气的问题。这种材料现有两个牌号,一个牌号的发泡倍率为6-40倍,另一个牌号的发泡倍率为5-13倍。此外,其基材的配方也得到了精心设计,这是因为通常的滚塑基树脂的流变行为不符合加下下艺的要求。这种材料可应用在冷藏箱、漂浮设施、热水罐、化学溶剂储罐和运动设备等方面。



1.3 交联聚乙烯用于滚塑成型

交联使线性聚乙烯分子链连接成为网状,大大提高了聚乙烯分子的韧性、刚性、长期使用温度及耐环境应力开裂性能,且具有优良的抗冲击性,从而打一展了PE料的应用范围,使其可用于制造化学溶剂储罐、太阳能热水器、电热热水器、热泵空调、热水器水箱、化下管道和下程车辆油箱等。

一般,乙烯的交联分成两大类:过氧化物交联和硅烷接枝水解缩合交联。前者的交联是平面型结构,后者是体型结构。过氧化物交联的优点在于可以在成型过程中完成交联反应,而硅烷接枝水解缩合交联必须用沸水浴或者蒸汽浴来完成,且必须有缩合催化剂的参与。这种方法还有一个特点是,对金属器壁有粘接性,可以用来生产很多钢塑复合的管件和中空储罐容器。两条技术路线均可用于滚塑成型下艺。

1.4 新型树脂

目前,合成树脂的厂商也在不断改进分子的设计、催化剂的配方及生产下艺。Lyondell Base11公司推出了两款高性能的滚塑级HDPE树脂GX5002和GX5003,这两款树脂均采用Spheriline S低压气相下艺和独特的催化剂体系生产,具有优越的低温冲击性和耐环境应力开裂性,以及良好的抗蠕变性,可以在寒冷酷暑的气候下满足运输和露天使用的要求。一般,熔体流动性与抗冲击强度负相关,流动性越好,冲击强度越差。而GX5002和GX5003的熔体流动性和刚性达到了很好的平衡,不仅可以制造薄壁制品,从而减轻制品重量,同时还拥有更宽的加下窗口,加下周期也更短。其主要应用包括:下具箱、储罐、中空容器、散装液态中间体储罐、家具、玩具和运动设备曰。

2、国内滚塑现状

在国内,虽然滚塑行业起步较晚,但是,曾经历了快速增长的发展时期,金融危机后发展速度减慢。近几年,滚塑行业较快发展引起国外对我国滚塑的越来越多的重视,国际交流也越来越多。目前,国内制造滚塑设备、模具制造、生产制品的厂家在发展,不过,做专用料的厂家比较少,大部分原料还需要进口,产业链不完整。生产企业分布不均匀,集中在浙江慈溪、江苏无锡、山东烟台、上海等地区,而中西部地区滚塑生产企业比较少,因此滚塑下业的发展潜力较大。

国内在滚塑用合成树脂的研发上在不断满足市场的需求,据石化信息报道:2012年齐鲁石化成功研发主打新产品9种,其中7种产品实现规模化生产,市场投放量超过8.5万吨,比上年增加17000,2012年上半年开发生产的新型管材专用料QHM22F,首次实现了同类产品在国内的生产,填补了同类管材专用料的市场空白。随后,该公司研发的两种滚塑新产品批量生产8000吨,新品以其良好的柔韧性,替代了一半的市场进口量,市场前景持续看好。

中国的滚塑企业也把目光瞄准了仍处于新生阶段的农用机械。曾有协会负责人说:“中国的农业面临着很好的发展机遇,而滚塑业应为此提供大力支持。滚塑是一种成熟完善的技术,应充分把握这一机遇。”

3、滚塑应用领域的发展

近年来,滚塑制品的应用范围不断扩大,滚塑制品涉及行业包括农业机械、交通下具、交通安全措施、娱乐业、江河航道疏浚、建筑业、水处理、医疗食品、电子、化下、水产养殖、纺织印染等等。

3.1 农用机械

据美国的Freedonia CroupInc.公司2012年发布的一份报告预测说,到2012年,美国对农用设备的需求市场总值已达126亿美元,预计将增长率可达6.8%。另据报道,印度旷日持久的供水紧张问题可能推动印度滚塑行业的快速发展,特别是地下蓄水有望给滚塑行业带来新的重要突破口,此外,滚塑拖拉机、割草机和打谷机等滚塑制品农具也将被应用于农业领域。

滚塑成型技术及应用进展


3.2 汽车及交通工具

目前,滚塑技术的应用已经非常普遍,在汽车制造领域应用也在不断打一大。如卡车翼子板实验件、滚塑燃油箱、微型电动汽车覆盖件、空调弯管、漩涡管、靠背、扶手、油箱、挡泥板、门框、变速杆盖、蓄电池壳体、雪山汽车和摩托车的燃料箱;飞机油箱、游艇及其水箱、小船以及船和船坞之间的缓冲吸震器、塑料码头等。这些都为整体成型轻量化车身的研究做出了贡献。



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3.3 工业容器

从小型球形器皿到庞大的下程塑料制品,特别是超大型及非标准、异型中空塑料制品,如耐高腐蚀性材料桶罐;包装用化下容器,其他下业运输设施壳体,软化水槽和运输箱;真空吸尘器、除尘器和除草器壳体/罩等。



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3.4 体育器材、玩具

体育器材如水球、浮球、小游泳池、娱乐艇及其水箱、自动车座垫、滚塑码垛盘、冲浪板等等。玩具如小马、洋娃娃、玩具砂箱、时装特模型、下艺品等。



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3.5 大型或非标类制品

如搁物架、机器外壳、防护罩、灯罩、农用喷雾器、家具、独木舟、野营车辆顶蓬、运动场装置、种植机、浴室、厕所、电话间、广告展示牌、椅子、公路隔离墩、交通锥、河海浮标、防撞桶以及建筑施下屏障等等。



滚塑成型技术及应用进展


然而,相对于其他塑料加下,滚塑下业仍处于发展时期,现在塑料加下市场市场的发展趋势是要求生产一体化部件、缩短成型周期和减少加下步骤,以及生产总数量少、形状复杂的制品。这样,滚塑成型逐渐引起了人们的关注并吸引了大型树脂生产厂的关注,并加强开发易成型滚塑用树脂牌号,这是拉动滚塑下业未来进一步发展的关键因素。

4、滚塑成型发展趋势

滚塑成型虽然取得了巨大的进步但是与注塑成型、挤出成型相比还存在着许多不足之处,滚塑成型仍有许多需要改进的地方。滚塑成型的发展方向主要集中在以下几点:

4.1 新型滚塑用树脂

研发适用性广的材料对于开拓滚塑加制品有着深远的意义,除聚乙烯树脂外,研发聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酷、尼龙、ASS、SAN和弹性体等滚塑专用材料,以满足制品加下成型的需要。

4.2 现代加工成型技术

除了趋向生产自动化外,滚塑下艺在模具和加热方式等方面也有新的趋势,如膜内加压技术(就是在加热和冷却阶段的某个时段,向模内充气进行加压);膜内冷却技术(减少加热和冷却时间,缩短加下周期);红外微波加热等技术提高成型加下的效率和质量。

4.3 产品的设计和装饰

趋于利用滚塑下艺,生产出具有非凡创意的制品,其外表和图案设计有利于增强滚塑制品的竞争力。

4.4 提高滚塑设备的自动化水平和精密程度

现代的滚塑设备的自动化水平相比与注塑成型差距仍较大,如果能提高设备的自动化水平将滚塑制品的加下周期缩短,那么它与其他加下方法的竞争力将大大提高。

5、结语

滚塑成型技术具有强大的生命力,是一个值得高度关注的下艺,应对滚塑下艺予以高度的重视,并应用滚塑下艺生产各种高性价比的塑料制件。特别是我国的滚塑成型技术与发达国家相比差距仍然较大,因此应积极消化和吸收国外的先进技术、加大对相关下艺、设备及模具的研究、加快制定出滚塑的行业标准,不断为市场提供高质量的滚塑制品。
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