简述滚塑工艺在国内外的发展现状

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-15 19:27:52点击率：

    1 引言
    塑料及其复合材料的加工成型工艺有很多种，除了我们常见的挤出成型、注射成型、吹塑成型等工艺外，滚塑也是塑料制品的一种加工方法。过去，由于各种因素，如较慢的加工周期及所用材料的限制，使滚塑工艺发展速度低于其他塑料成型加工行业。在各类有关塑料加工成型的资料信息中涉及到滚塑成型的资讯。在世界十大图书馆之一的上海图书馆，输入主题词“滚塑”，这方面的中文书籍竟然只有薄薄的一本，还是由陈昌杰、李惠康、刘汝范、张立旺于上世纪90年代编著的《塑料滚塑与搪塑》，可见这方面资讯之匮乏。然而近以来，发展迄今已有60多年历史的滚塑成型工艺又开始活跃起来并越来越受到业界的重视。
    滚塑成型又称旋塑、旋转成型、旋转铸塑、回转成型等，英文表达为“Rotational  Moulding ”。滚塑成型工艺是先将塑料原料加入模具中，然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，模内的塑料原料在重力和热能的作用下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，再经冷却定型而成制品。滚塑成型工艺自上世纪30年代问世以来，经过60多年的发展，其设备与工艺日趋完善，从小巧的儿童玩具到常见的汽车塑料件直至庞大的工程塑料制品，特别是超大型及非标异型中空塑料制品，由于其它塑料加工工艺本身特性的限制，现在还只能依靠滚塑成型工艺才能完成。目前，滚塑成型工艺已成为塑料成型加工工艺中的重要分支。

2 国外滚塑成型工业发展概况
    滚塑成型自1934年起源于英国。从上世纪40年代起，欧洲用聚氯乙烯糊通过滚塑成型方法生产塑料球之类的玩具等产品。50年代，又开发出了以低密度聚乙烯粉状树脂为原料的聚乙烯滚塑成型工艺，生产聚乙烯贮槽、大型管材等工业产品，从而大大促进了滚塑工艺的发展。此后，尼龙、聚碳酸酯、ABS等多种塑料也相继采用滚塑工艺成型。
    上世纪60年代，由于树脂性能及滚塑设备的不断改进，滚塑成型工艺得到了迅速发展。国外开发出了不少滚塑成型专用塑料，如联合碳化公司开发的PE P-320，Raychems Flamolin 771等聚乙烯树脂。PE P-320是一种低密度聚乙烯，它兼有低密度聚乙烯树脂良好的流动成型性能和高密度聚乙烯树脂的低温冲击韧性、耐化学性以及耐应力开裂性；Raychems F1amo1in 711是一种滚塑用交联聚乙烯树脂，它除了可交联外，还具有自熄性。菲力浦公司的的滚塑级交联聚乙烯树脂Marlex Cl-100也是在这段时间里开发出来的。
    为了适应制备大型滚塑制品的需要，60年代末又开发出了许多能有效利用占地面积和热能，对大型塑料制件进行滚塑成型的机器设备。到1970年，市售滚塑机中一半以上的滚塑机，其回转直径范围超过1.75m。此外，机器的控制水平也得到了不同程度的提高，例如三臂式滚塑机eil Auronis model 3000—200 可以分别控制各臂的加热、冷却周期，以便同时滚塑成型不同尺寸和不同物料的制品，其回转直径达5m，每个臂可承受的模具和树脂的总重量约13500N；传热效果好，占地面积小的夹套式滚塑机也在这段时间设计制造出来。
    70年代初，在英国已有50余家公司从事滚塑制品的生产，滚塑热塑性塑料的厂家约70余家；在欧洲大陆有20余家公司从事滚塑成型加工，其中有德国、法国、意大利、瑞士、挪威、奥地利、丹麦等国的公司。英国已能提供可生产容量达18000L的容器的滚塑机；荷兰则己生产出直径2.1m，长4.8m的大型圆柱形贮水槽，该贮槽540kg、壁厚25mm。当时，欧洲滚塑制品的总量已达15000吨以上，其中仅英国就达7000吨。70年代初美国也已有500余家企业从事滚塑制品的生产，拥有500余台滚塑机，滚塑制容器的容量已超过10000L（ 2400加仑）；拥有的滚塑机所能生产的大塑料制件达4.6×4.6×2.1m。
    滚塑成型经历上世纪50年代、70年代、80年代末到90年代初三次大发展，在西欧和北美已经相当发达，形成了滚塑原料专业公司生产及配制，滚塑机械设备专业公司制造及销售，滚塑技术专业科研及教育，以及数目众多的滚塑制品的工厂所组成的独立工业体系。可以使用全部热塑性树脂和部分热固性树脂生产小到乒乓球，大到85立方米容积、各种形状、整体无缝、一次成形的制品。滚塑成型已成为—个颇具规模的塑料成型加工行业。到1992年，全世界用于滚塑的树脂占世界树脂总消费的8％～9%，在美国滚塑协会注册的滚塑制品已超过5000种，目前世界上大约有1000家滚塑企业。设在美国的国际滚塑协会（ ARM ）作为目前滚塑行业的主要国际组织，会员遍布58个国家，其中有滚塑制品生产商、原料商、模具设计制造商等。
    近年来，国外一些公司在滚塑用树脂原料和专用助剂的研发上也取得了进展。如诺瓦（ Nova ）化工品公司推出的两种新等级的聚乙烯专用于滚塑大型部件。种是NOVAPOL TR-0242-U/UG高密度已烯共聚物，具有滚塑所需的坚韧性，在类似的熔融指数下，加工像其它滚塑树脂一样容易。熔融指数为1.8克/10分钟，密度为0.942克/立方厘米，抗环境应力龟裂可达1000小时以上，低温抗冲为60英尺-磅（ 81焦耳）。这种树脂用于模塑特大型部件，可以做容量1万加仑的水箱和耐化学腐蚀的罐车，且能满足加工性能。能取代交联聚乙烯、纤维玻璃和钢筋混凝土设备，如大型农用品和化工品储槽，也可做小型船只。
    另一种名为NOVAPOL TR-0338-UI/UIG的中密度己烯共聚物，加工周期比上述TR-0242短，有类似的抗环境应力龟裂性能和低温抗冲性，但坚韧性差一点。熔融指数为3.5克/10分钟，密度为0.938克/立方厘米，抗环境应力龟裂1000多小时，低温抗冲为50英尺-磅（ 70焦耳），可生产各种多用途产品，适用于做中小型农用槽和化学品槽、中型容器、鱼箱和化粪池等。
    而汽巴（ Ciba ）专用化学品公司的纽约塑料添加剂部也与位于美国休斯顿的ICO聚合物公司联合开发用于滚塑成型的专用系列助剂。目前，对于滚塑产品的生产商来说，要得到象注塑生产那样的专用助剂还有困难，生产商需要专用于滚塑工艺的助剂。因此，ICO推出一系列改性剂进入滚塑市场，包括用于室外耐久产品紫外线稳定剂，用于气味控制的抗菌剂，减少静电积聚和改善成型性能的抗静电级助剂等。

3 国内滚塑成型工业发展概况
    我国滚塑工艺的开发研究起始于上世纪60年代。当时上海玩具行业开始利用滚塑成型方法生产软聚氯乙烯小球；上塑三厂已成功地试制出容积200L和1500L的滚塑聚乙烯容器。70年代中期，北京玻璃钢研究所开发成功滚塑尼龙容器并在森林灭火瓶等产品中得到应用。到1992年，我国虽已有数十家滚塑生产厂，但绝大多数属于西方五、六十年代的设备水平和技术水平，年加工树脂约9,000吨，仅占全国树脂总消费量的万分之八九，为世界平均水平的1%，而制品约 28种，为世界数量的0.5%。一些塑胶企业虽然涉足滚塑工艺的产品制造，但由于受到关键工艺的制约，一直没有大的突破，只能生产一些没有严格尺寸、性能要求相对粗糙的产品。从而使大多数从业人员没有足够认识到滚塑工艺的先进性和较强的市场竞争力。用美国大滚塑商的话说：“中国滚塑尚未启动，中国滚塑市场尚未获得开发！”
    上世纪90年代中、后期，一些国内企业从国外引进了先进的滚塑设备与技术之后，开始了真正意义上的大规模工业化生产。目前，国内企业已能制备容器量20000L以上的化工贮槽以及高速全塑游艇等大型塑料制品。近几年来，我国的滚塑行业发展迅速，全国各地的各种滚塑厂家已近百家，这些厂家所生产的滚塑制品种类越来越多，应用领域也越来越广泛。但是同国外发达国家先进水平相比，差距仍十分明显。上世纪90年代初在美国滚塑协会注册的滚塑制品就已超过5000种，而我国到目前也只有40余种，国外的滚塑制品已涉及30多种行业，而我国的滚塑制品只涉及到十余种行业。在滚塑原料方面，目前国内在滚塑制品中，市场上聚乙烯及其复合材料的滚塑占整个滚塑产品的比例目前约75%，99％以上的滚塑制品原料为PE，其中的95％又是非常适合于滚塑成型的滚塑级LLDPE，而国外滚塑聚乙烯材料的比例大致为：LLDPE为65％，XHDPE（交联聚乙烯）为2%，HDPE为10％，LDPE为5%。
    为了适应滚塑制品品种日益增多，滚塑制品的科技含量不断提高，各行各业对滚塑制品的需求日趋增长的新形势，中国塑料加工工业协会设立了滚塑专业委员会，旨在加强行业内的沟通协调，交流滚塑工艺生产技术和经验，消化吸收国外先进技术和设备，加强技术协作，推动我国滚塑成型工艺技术、加工设备及模具<

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