在最近20年,世界建材工业新技术绝大部分是在上世纪几大创新技术的基础上开发或发展的,从总体上还未出现影响深远和重大的技术创新,这些新技术包括降低热耗、提高自动化程度、扩大生产规模、利用废物、环境保护、产品深加工等方面,是对原有创新技术的完善和提高。下面将分别就国际有关产品加以介绍。
玻璃钢/复合材料
一、 玻璃钢/复合材料技术
玻璃钢/复合材料技术当今的发展有两大趋势,一是大力开拓玻璃钢/复合材料的应用范围;二是不断提高先进性能。目前开发应用的玻璃钢/复合材料绝大多数是树脂基玻璃钢,其中以热固性为主,应用范围已逐渐从附属件、次承力件到主承力结构件。热塑性基体玻璃钢近年来已有较大的增长势头,年增长率大约为15%~20%。自上世纪70年代开始出现的先进复合材料主要应用在航空航天和尖端技术领域,虽然整体比例不大,但它代表着复合材料发展的前沿水平,年增长率为8%~20%。就整个玻璃钢/复合材料领域来说,一些技术密集、高度自动化的成型工艺技术,有较大的新发展,如拉挤、树脂传递模塑料(RTM)、片状模塑料(SMC)、聚丙烯玻璃纤维热塑性冲压片材(GMT)等,同时三维增强材料、复合材料成型工艺、复合材料的再生利用技术和破损修补技术等也随着复合材料技术的不断发展而逐渐完善。
热塑性玻璃钢/复合材料 近几年,热塑性玻璃钢/复合材料已得到较快发展,主要由三方面原因决定:其一,原材料货源充足,价格较低。其二,工艺性能好,热塑性玻璃钢/复合材料的成型工艺性能主要取决于基体树脂。在成型过程中,基体树脂只发生物理形态变化,而分子结构保持不变,因此可多次重复加热和变形。正因如此,热塑性玻璃钢/复合材料易于回收利用,这是热塑性玻璃钢/复合材料发展迅速的重要原因之一。其三,韧性较高,由于热塑性聚合物的分子交联不很紧密,在受到冲击时,可通过分子的位移或振动消耗能量,从而避免发生裂纹或分层。以上优点,将使热塑性玻璃钢/复合材料得到更广泛应用。
玻璃钢/复合材料的再利用问题 美国、日本有关厂家已对热固性玻璃钢/复合材料的废料提出了两种不同的处理方法:其一是机械粉碎法(美国),将玻璃钢/复合材料废料经过速冻、粉碎、磨粉,将所得细粉做填料使用。实验证明,在SMC树脂混合物中加入10%~15%的玻璃钢细粉做填料,制品性能不降低,还降低了制品比重。为开发玻璃钢/复合材料回收技术,人们一直在进行研究。SMC工艺生产的FRP制品能通过粉碎的方法成功的回收利用,粉碎产物作为填料再使用。玻璃钢废物(加SMC废料)主要由无机材料组成,可以通过烧结处理回收。热裂解和化学回收是另一个可供选择的方法。如果"超临界水处理系统"经济上可行,这种方法是值得重视的。"超临界水处理系统"不仅能回收处理普通的FRP,而且能回收处理环氧、酚醛基体的复合材料。
国内外玻璃钢/复合材料工业对比
对比项 世界先进水平 中国水平
产量(万吨) 美国:148,世界第一 44,居世界第三位
手糊/喷射工艺 美国:18%;日本:39% 75%
SMC/BMC工艺 美国:40%;日本:43% 6%
其它模压工艺 德国:6.7%;日本:4% 1.5%
拉挤工艺 美国:2%;德国:2.1% 4%
缠绕工艺 美国:3%;日本:5% 13%
热塑性注射 美国:20% 热塑性玻璃钢8万吨
热塑性复合 西欧:35% 热塑性玻璃钢8万吨
产品品种 30000多种 2000多种
树脂品种 日本:1800多种 500多种
原料供应 树脂、玻纤、辅料、填料系列化,美国某公司玻纤织物就有600多种 只能满足普通原料需求,缺少高质量的直接无捻粗纱、短切毡、连续毡
发展热点 热塑性玻璃钢,解决回收问题 拓宽玻璃钢制品的应用范围
二、玻璃钢