蒲明花 南洋

摘 要：玻璃钢产品已广泛应用于中国军事工业，民用工业等各个领域。作为一种新型的复合材料，玻璃钢产品具有材料特性无法与其他材料媲美的优点。中国对玻璃钢行业技术的早期引进一直在不断发展和壮大。全球最大的玻璃钢生产基地。

关键词：FRP;复合材料;玻璃钢

中图分类号：F416.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）23-0075-02

0 引言

中国的FRP行业始于1958年。在时代背景下，它最初得到了国防部的支持。1978年之后，从计划经济向以市场需求为导向进行转变，生产社会化以及国家建设和人民生活所需的FRP/CM的转变正在增长。在各级领导的强力领导下，原建筑材料工业部（局）在中国玻璃钢产业的发展中起到了决定性的作用。在上世纪六十年代中期，中国开发并生产了火箭发动机机壳、导弹头、火箭发射器、枪托、炮弹引信、高压气瓶、飞机螺旋桨、储油罐、风扇叶片、农用喷雾器、杆、弓、各种玻璃钢产品，例如潜水板和滑翔机尾巴。1965年10月，国家科学技术委员会，国防科学技术委员会和建筑材料部共同召开了全国范围的玻璃钢行业工作会议并举行了产品展览，期间中共中央领导人朱德，邓小平来访。与此同时，中国此时的UPR及其玻璃钢生产的技术的长足进步与发展离不开当时引进的英国UPR（不饱和聚酯树脂）生产线，该生产线对中国复合材料的发展起到了至关重要的作用。

1 玻璃钢原材料介绍

1.1 增强材料玻璃纤维

在1980年代，中国大陆仍在拉制玻璃球，其能耗高，产量低，质量均匀性差。它无法产生高德克斯直纹粗纱，毛毡或切碎的毡垫，以及几乎所有的格子毛。1986年，中国的玻璃纤维窑炉拉丝生产线在重庆投产。1997年，中国的第一座玻璃纤维拉丝池窑是1.5万吨的。直至2007年年底，中国共有56个窑炉在生产，其年生产能力为162万吨以上。2006年，世界上最大的窑炉，年生产能力为100000吨的无碱玻璃纤维窑和年生产能力为40000吨的中碱玻璃纤维窑投入生产。ECR（耐酸，高强度，高强度，耐碱，免费玻璃纤维）已在重庆和成都推出。除传统的中等碱度外，还开发了无碱，高强度，高模量，高氧化硅，耐碱玻璃纤维，（低介电）金属化的玻璃纤维和D玻璃纤维。现在能满足市场需求的品种有：直/粗纱、短切纱、缝纫毡、短切毡、连续毡、多轴织物、SMC/BMC、连续片材、FW、拉挤、增强热塑性、多用途纺织品和电子布等。其中生产能力占世界第一位的是电子布电生产，能做到独立开发的产品是单层、多层三维织物的核心材料。全球有150个多轴向经编机，中国能占有1/5。我国的泰山玻璃纤维有限公司在玻璃纤维增强塑料生产工艺方面取得了重大突破，在玻璃纤维的热塑性树脂复合纱线品类的研发上也表现突出。截止到2007年，中国在玻璃纤维生产方面已经成为了世界最大生产国，并且电子布的生产也居于世界首位。

为了响应我的玻璃纤维行业的大幅增长，DSM在荷兰于2007年9月在上海建立了一家渗透工厂。

1.2 基体材料

1.2.1 不饱和聚酯树脂（UPR）

自1986年以来，中国引进树脂和橡胶树脂生产技术，来自美国、日本、英国、意大利、挪威、芬兰、德国、荷兰等国家。为了促进技术进步，台湾公司也在大陆设立了工厂。空气干燥胶水涂层就是中国成功开发出的产品，高韧性模具凝胶涂层，UV固化树脂和凝胶涂层等。中国不饱和聚酯树脂的生产和消费已超过美国。中国现年产量超过两万吨的产品就有不饱和聚酯树脂固化剂过氧化甲乙酮。在30多年前，环己酮生产过氧化氢（HCH）的销售量低于1千吨。液态六氯环己烷是我国自行研发的产品，可用于对固化要求较高的地方，例如钢琴表面涂料上需要的树脂。引发剂的综合应用（引发剂包括有TBPB、TBPO、TBHP、P16等）能够高效的把生产效率和产品质量提高。身为促进剂，它占60%异辛酸钴，环烷酸钴，和性能（CN）稳定性差已逐渐被取代。2007年，中国的普遍定期审议年产量为125万吨。全球最大的UPR能力（50万吨/年）由美国雷克德公司（RC）在天津建立，该公司年产5万吨生产基地。除了产品出口外，中国的普遍定期审议还转移了技术和生产线。

1.2.2 环氧树脂

中国现在生产环氧树脂的水平、进口量和消费水平三项指标均排在世界第一位。八十年代后期，岳阳市和无锡市从日本的东都化学公司和胶木厂把年产3000吨的环氧装置引进入场后，中国大陆就在这时起开始进行规模巨大，批量生产的环氧树脂。

从美国，韩国，日本和其他国家从国外引进了先进技术（或外资工厂）后，中国大陆环氧树脂的年生产能力约为70万吨。其中，台湾公司有年产13万吨的南亚（昆山）公司，在当时属于一流企业。2007年，中国把环氧胶衣研发成功。就在同年，中国已经能把环氧树脂的产量做到60万吨。产量达到世界第一。而在第二年也就是2008年，環氧树脂的产量已经能达到65-70万吨。就在7、8年前，中国的环氧树脂产量还是供小于求。自从2001年开始，这种情况发生了变化。不过就在07、08年间，中国的环氧树脂进口量还是世界第一。进口量还相当于日本一年的产量，要知道当时的日本他的环氧树脂年年产量为21万吨。2008年秋天，天津成立了风电材料有限公司成立，该企业为总部为台湾上纬精细化工有限公司，一期的环氧树脂年产能就达到30000吨。普通液态环氧树脂如图1所示。

1.2.3 酚醛树脂

在1986年，中国掌握了酚醛发泡技术。1994年期间，中国还成功自主研发了现场发泡的技术。就在1996年，“新型酚醛树脂”项目也通过了国家认可，所谓“新型酚醛树脂”项目是：可用于接触成型，拉挤成型，缠绕，RTM等工艺。中国在生产酚醛树脂方面经验丰富，有着60年的历史。鉴于产品的耐热性，阻燃性和低烟密度，它被广泛用于玻璃增强塑料（包括纸基覆铜板）中。2006年，中国成功研制出了性能优于英国技术的酚醛树脂胶衣技术。2007年，中国的酚醛树脂产量已经位列世界前列，年生产约为六十万吨，相当于当时两倍以上的日本年产量。酚醛树脂外观如图2所示。

1.3 辅料

在1991年，用于制作模具、反光标志、浴缸、人造玛瑙等产品的中空玻璃微球投入了量产。此产品能够减重、增加刚度、降低成本。21世纪初，我国自产的酚醛中空微球也推向市场。晶纤矿物复合填料黏度增稠缓，能够提高玻璃钢的强度，也已用于纤维缠绕与接触成型技术。

低收缩添加剂、触变剂、消泡剂、润湿剂和其他添加剂可改善工艺性能，在提高产品质量的同时降低成本。在“第十个五年计划”结束时，年消费量是“九五年”结束时的三倍以上。此类产品以德国BYK产品的用量最大，由此台湾的公司在上海成立工厂，专项研发这些产品，并且取得了重大的进展。在1987年，把意大利FW管道和储罐生产技术、设备引进到中国。6年后，在1993年把玻璃钢砂管生产线也引进中国。用此前的技术铺垫，产品引进，进一步促进了玻璃纤维和树脂（包括固化剂）或类似的和大规模生产的原料的技术进步。继SMC/BMC，拉挤成型，RTM等之后，整个行业已经辛勤工作了20年，与时俱进，并取得了长足的发展。

2 玻璃钢生产技术

2.1 压力容器生产技术

自1986年以来，中国已经生产了150000个FRP/CRP呼吸气瓶、压缩天然气（CNG）气瓶和燃料电池用氢气瓶。1994年，中国开始研制CNG气瓶，并首次在北京公交车上使用（9个90升的气瓶）。北京已成为世界上最具CNG动力的公交城市。1997年，中国自行研制的环形压力容器使用。2006年，我国引进德国技术装备（内衬制造、纤维缠绕），在苏州建立了年产11万只玻璃钢气瓶的生产基地。中福柯生产的玻璃钢瓶已成为世界四大品牌之一。

2.2 拉挤工艺技术

自1980年代以来，中國从英国，美国，意大利和加拿大引进了30多台拉挤机。引入拉挤成型技术之后，玻璃纤维作为黄埔军校南京工程学院，作为培养了许多人才的企业挤挤，和上海-南京建立了一批拉挤型材生产厂家。自2000年以来，中国从两家加拿大公司引进了6条玻璃钢门窗生产线。以前，公司还在1992年开发了拉挤型材组件门窗技术，现在可以提供更多先进的技术。玻璃纤维门由于其绝缘的，热绝缘，隔音，耐老化性，重量轻，强度高，颜色优雅和第五代被称为窗口。中国现在有300多条国内拉挤生产线。牵引方式有履带式和液压往复式，并发展了注射和浸渍树脂技术。1998年，公司独立开发了聚氨酯泡沫塑料共挤玻璃钢保温墙体型材。同年，中国成功使用国产酚醛树脂拉制了FRP光栅轮廓。主门拉挤产品，网格轮廓，所述纤维增强芯，梯子，TATO冷却支架，肋，移动通信基站天线罩，空调罩，锚，肋结构中，电缆槽，帐篷筏，钓鱼竿。地铁等的第三条铁路防护罩也用于体育器材领域，例如打击乐器和高低杠。我们的产品已出口到世界各地。整套技术和设备已出口到澳大利亚、南非和联合王国。中国的的超过10万吨拉挤型材输出。除绝缘棒（最大直径130mm）和环氧树脂基管外，其余均以不饱和树脂为主。中国的撤出设备已经出口到美国、英国、澳大利亚和其他国家。

2006年，中国自主研发成功编织玻璃纤维管和直接拉挤环氧玻璃纤维增强塑料绝缘管。

2.3 建筑应用

从1997年开始，中国引入了大型玻璃钢冷却塔技术标准，使大型的玻璃钢冷却塔得到了长足的发展。现单塔的发展已经达到了每小时五千立方米。在1990年代，大陆和台湾公司开发了一种无风扇冷却塔，其有点在于一是结构简单，成本低，二是无风扇噪音。许多制造商已将拉挤的FRP型材用作填充物托架和塔架托架，以代替钢而不生锈。台湾商人，香港商人和美国商人陆续进入大陆市场。如果该行业不重视技术进步和提高质量水平，其市场份额将越来越大。

3 结语

随着中国的发展，复合材料玻璃钢有很大的发展前景。中国是玻璃纤维增强塑料之乡，努力工作、聪明的中国人利用创造性劳动，使中国的玻璃纤维增强塑料科技水平和行业水平为世界国家森林感到自豪。