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我国复合材料行业循环经济实践

2005-08-06 17:16:10      来源:中国建材
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□文/张定金

一、存在的问题

我国的玻璃钢产业是以民营企业为主体发展起来的,较早地建立了以市场为导向的灵活经营机制。行业一直以高于我国GDP增长的速率发展,2003年总产量达到94万吨,比2002年增长了17%,其中热固性玻璃钢产量达60万吨,热塑性玻璃钢产量达22万吨。但据对232个玻璃钢企业的调查统计,90%以上为中小乡镇企业,年产值逾2000万元的仅60家左右。行业内存在着管理水平和生产技术水平普遍不高,产品技术含量低的现象。在全国主要玻璃钢企业中,目前只有10%通过了ISO9000认证,两家通过了ISO14000的认证。业内低端市场竞争激烈、利润下降,某些企业为降低成本采用低档原材料,致使产品质量下降,企业诚信度不高。更主要的是,目前中国复合材料废弃物达到了8万吨/年,如何解决废弃物处置问题已成为当前我国复合材料工业界面临的一个迫在眉睫的课题。

二、循环经济实践现状

我国于2000年开始实施的《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》鼓励、支持企业开展清洁生产,减少固体废弃物的产生。玻璃钢行业协会非常关注废弃物的回收利用工作,于2002年在河北枣强召开了《全国玻璃钢行业可持续发展现场会》,提出废弃物的处置问题。在政府支持下,枣强县主要企业经过近三年的研究,开发了通过粉碎回收法将玻璃钢废弃物制成“汉白玉”大理石、波纹板瓦及自行车库顶棚的技术。目前此技术已在国内初步推广。由玻璃钢行业协会主持的《热固性SMC复合材料综合处理与再生技术研究》已取得阶段性成果。北京汽车玻璃钢制品总公司将热固性SMC复合材料粉碎成300目粉末,加入填料中进行15%~30%替代实验,制品性能满足要求,预测该粉料比填料价格低1500元/吨。该技术不久将工业化应用。

在制备工艺改进方面,我国复合材料行业有了可喜的进展。如,衡水华成玻璃钢有限公司研制了新型玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管生产线。这套设备和工艺已取得14项国家专利,特别是在下加砂设备和工艺方面取得的3项专项,已涵盖了各种下加砂方式。这种下加砂设备是玻璃钢夹砂管生产的一场革命。

在原材料方面,国内企业已开始注重开发及推广使用环保型产品。如,北京北安河玻璃钢制品厂研制开发出了适用于手糊、模压、拉挤、缠绕、喷射等各种成型工艺的无苯乙烯挥发气味的环保型及抗菌型树脂和胶衣;北京汽车玻璃钢制品总公司已将水性溶剂底漆逐步替代有机溶剂型油漆,以减少制造中的有机物挥发量;威海中复西港船艇有限公司在生产中加入抑制剂,降低苯乙烯挥发量。

热塑性玻璃钢采用热塑性树脂原料,生产系物理过程、具有清洁环保及生产效率高等优点,可循环使用,是大力发展的产品。2003年北京汽车玻璃钢制品总公司采用GMT(玻纤毡增强热塑性塑料)工艺生产了“奇瑞-东方之子”前保险杠吸能器。国家“863”计划支持、华东理工大学承担的GMT科研课题已通过项目验收,由该技术成果所建成的国内首条年产能3000吨的GMT工业化生产线在江苏省江阴市双良复合材料公司投产,改变了我国GMT基本上从韩、美、瑞士等国进口的局面。

虽然做了一些工作,但我国复合材料行业循环经济的实践还处在试验、示范的初级阶段。

三、行业循环经济发展前景

循环经济的核心即采用“资源—产品—再生资源—再生产品”的闭环反馈式经济循环过程,减少废弃物产生,最大限度降低末端处理,使物质、能量利用最大化,废弃物排放最小化。为此,在企业内部我们应该做好产品设计、原材料选用、工艺和设备选择和产品检测五方面工作。在复合材料设计时即考虑分解回收问题;设计合理的产品方案,尽量减少原材料用量;优先选用环保型原材料,以减少对环境的污染;选择先进的生产工艺和设备,保证产品质量,降低边角料的产出;产品制造中做好识别,以助于废弃物收集、运输和清洁;做好产品检测工作,减少残次品出厂机会。同时加强共生企业间或产业间的合作,促进复合材料生态工业网络循环;开发推广废弃物回收利用技术,加强企业内部小循环以及区域和整个社会的再利用大循环。

具体而言,主要应开展以下几方面工作:

1、研究开发、推广无污染、低污染的原辅材料和生产工艺,提高环保水平

(1)原辅材料

玻璃纤维对人体呼吸道有损害。高性能复合材料中用量最多的是碳纤维和芳纶纤维,但我国生产技术还不成熟,进口产品价格很高,企业大量应用有困难。国家“863”“树脂膜熔融成型”连续玄武岩纤维开发项目已取得阶段成果,样品已在中国第十次国际复合材料技术展览会上展出。玄武岩纤维属纯天然材料,可循环利用,应在国内大力推广使用。

此外,还应开发应用低苯乙烯挥发性不饱和聚酯树脂;开发应用低毒或无毒固化剂;从根本上来说,应增加热塑性树脂基体的比例,尽可能使用热塑性玻璃钢制品。

(2)生产工艺

目前,我国手糊成型和喷射成形工艺占80%~90%,将来规模化生产中应减少手糊和喷射成形工艺比例,推广材料消耗低、产品质量高、适用于大型制品并在欧美普遍使用的真空熔渍成型闭模工艺。

LFT-D工艺可利用GMT模塑生产过程中产生的废料,对于拥有GMT、LFT-D两种工艺的生产厂家可大大降低材料成本。国外LFT-D工艺主要用于制作结构和半结构汽车部件,及运动器材、船舶、家具等其他领域。我国已有数个汽车部件制造厂为奥迪、奇瑞等汽车配套生产长纤维热塑性复合材料部件,年用量超过1000吨,所用的玻璃纤维增强聚丙烯片材均为进口。随着国内汽车工业的发展,我国应加强中长纤维增强热塑性复合材料的产业化进程。

2、推广高效的常温、低温固化剂和光固化树脂,节省能源

高温固化剂使用温度高。为节省能源,应推广高效的常温、低温固化剂和光固化树脂。高档产品采用液体过氧化物固化剂,生产中不用加热,可提高稳定性;采用光固化树脂能耗低、生产周期短、排放废物少;采用红外线固化,制品由里向外固化,热利用率高。此外,可对微波固化工艺进行探讨。北京北安河玻璃钢制品厂推出了热固化胶衣、辐射胶衣、半辐射胶衣。常州客车厂对此很感兴趣。

3、研究开发回收利用技术,使废弃物变为有用的再生产品

为提高玻璃钢废弃物的利用率,首先应建立全国性的FRP废料收集、输送网络,并加强宣传,让广大用户认识到“FRP废弃物处理手段齐备,FRP完全可以循环利用。”

目前我国玻璃钢边角料废品的处理主要采用掩埋法和燃烧法两种,与先进国家比,我国在回收利用方面的研究和推广工作还有很大差距,因此,要加强产、学、研联合,大力研究开发回收利用技术。目前,国家发改委等部委为支持重点行业发展循环经济均制订了具体的计划,我们应该抓住机会在国家部委立项,争取经费研究解决本行业中存在的相关问题,使废弃物变为有用的再生产品。

综上所述,我国复合材料工业要在资源和能源面临短缺、生态环境日益严峻的局面下保证健康持续发展,并继续对经济发展和社会进步做出贡献,就必须努力提高资源利用效率、节省能源,不断提高产品质量和性能,解决废弃物回收利用问题,并积极开发新技术和新产品,将复合材料产业融入到社会的生态大循环中。■

*张定金,中国复合材料集团有限公司董事长兼总经理。

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