隨著我國改革開放繼續(xù)向廣度和深度進軍、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和振興,聚氨酯彈性體制品也得到了飛速的發(fā)展,年增長率近20%。尤其是近幾年,無論從技術(shù)水平上,還是產(chǎn)量、品種上都取得了令人難以想象的進步。下面就兩類產(chǎn)品做一介紹,與大家進行交流。
1 聚氨酯密封件
國內(nèi)的聚氨酯密封件廠家都在努力地提高自己的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量穩(wěn)定性,提高生產(chǎn)效率。隨著我國液壓氣動行業(yè)的發(fā)展,密封件的用量遞增,據(jù)不完全統(tǒng)計,我國每年的用量至少10 億元之上。然而國內(nèi)的產(chǎn)品絕大部分屬于中低檔產(chǎn)品,我國出口的液壓機械中所配用的關(guān)鍵部位密封件皆依賴國外公司供應(yīng),不能不說是我們業(yè)界的遺憾。然而可喜的是經(jīng)過業(yè)界的努力,有幾個公司的產(chǎn)品在一些領(lǐng)域成功地替代了進口產(chǎn)品,下面舉例說明。
1.1 煤礦液壓支架用聚氨酯密封件
先前的煤礦液壓支架用密封采用的是丁氰膠夾布密封件,由于耐磨性差、使用壽命短、不耐高壓,后來逐步為聚氨酯澆注密封件、熱塑性聚氨酯密封件所取代。然而以上密封件仍存在壽命短、質(zhì)量穩(wěn)定性差等缺點。尤其是目前煤礦采用的大流量、大采高移動液壓支架,對密封件提出了更高的要求,先前的密封件卻難以滿足十分苛刻的工況環(huán)境。根據(jù)液壓支架的工況環(huán)境,山西某公司引進國外無模數(shù)控加工設(shè)備及技術(shù),憑借自身的經(jīng)驗和**技術(shù),采用國外的原材料,成功開發(fā)了煤礦液壓支架用聚氨酯密封件,一舉替代了進口密封件,年銷售額突破1 億元。繼該公司之后,國內(nèi)上馬該產(chǎn)品的公司如雨后春筍般成長起來。目前數(shù)控加工中心、原材料、其他加工設(shè)備等已形成了一個較為齊備的產(chǎn)業(yè)鏈,在國內(nèi)已形成了一個蓬勃的朝陽產(chǎn)業(yè)。然而該領(lǐng)域也存在一些共性的問題急需解決。
(1)數(shù)控加工中心的改進提高,尤其是軟件包的開發(fā)迫在眉睫。國外該加工中心是根據(jù)橡塑材料的切削特點而開發(fā)的專用設(shè)備,而國內(nèi)是經(jīng)數(shù)控加工中心改造而成,在加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量上仍然有一定的差距。
(2)原材料的國產(chǎn)化。國內(nèi)廠家為保證密封件的產(chǎn)品質(zhì)量,絕大部分采用了進口的原材料,由于價高及供貨期的問題,競爭力受到一定影響。
(3)材料利用率。該種密封件采用聚氨酯管材或棒材經(jīng)數(shù)控加工中心切削加工而成,所以較原來的澆注模壓工藝相比,材料利用系數(shù)大大降低,一則提高了成本,二則由于切削下來的廢屑沒有什么再利用價值,對環(huán)境造成污染。
(4)聚氨酯管材或棒材的質(zhì)量。管材或棒材是密封件的原材料,所以管材或棒材的性能和穩(wěn)定性對密封件的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。盡管管材或棒材選用的預(yù)聚體來自國外公司,擴鏈劑也是國內(nèi)的**產(chǎn)品,但聚氨酯彈性體澆注機是由國內(nèi)生產(chǎn),不免在質(zhì)量的穩(wěn)定性上有所擔(dān)憂?,F(xiàn)在可以放心的是國內(nèi)聚氨酯彈性體澆注機廠家也充分認識到該問題的嚴重性,已在原有的基礎(chǔ)上進行了重大的改進,如計量泵選用進口產(chǎn)品,混合室吸收國外先進技術(shù),統(tǒng)控制由西門子公司設(shè)計。改進后的聚氨酯彈性體澆注機的工作穩(wěn)定性大大提高,有力地促進了該種密封件質(zhì)量的提高,保證了密封件品質(zhì)的穩(wěn)定性。
(5)聚氨酯管材或棒材的檢驗。目前廠家對聚氨酯管材或棒材的檢驗**于外觀,內(nèi)部質(zhì)量的檢驗還沒有先進手段,致使加工過程中產(chǎn)品的報廢率偏高,影響生產(chǎn)效率。因此研發(fā)聚氨酯管材或棒材的檢驗設(shè)備十分必要,望能引起業(yè)界的重視。筆者建議采用數(shù)控加工中心加工制造密封件的廠家走出只
加工煤礦用液壓支架密封件的獨木橋,在更大的密封件市場上進行探索和搏擊,走出一條各具特色的路子來。
1.2 工程機械用密封件
工程機械用密封件種類繁多,難以一一敘述,現(xiàn)只談?wù)勍诰驒C、裝載機等工程機械的密封件。與煤礦用液壓支架密封件相比,這個行業(yè)更是為國外公司所壟斷,國外產(chǎn)品皆采用特殊的熱塑性聚氨酯彈性體加工制造,我國產(chǎn)的熱塑性聚氨酯彈性體密封件絕大部分處于中低檔水平,多年來出口的工程機械上使用的關(guān)鍵密封件皆依賴進口。但為之振奮的是深圳某公司幾年如一日,一直在**密封件上做工作,投資上百萬元,突破了技術(shù)瓶頸,其產(chǎn)品的整體水平達到甚至超過了進口件的水平,產(chǎn)品供不應(yīng)求,前景看好。然而從該行業(yè)看,同樣存在一些急需解決的問題,如原材料、功能助劑、結(jié)構(gòu)設(shè)計等。只有這些問題得以解決,該行業(yè)才能健康發(fā)展。
(1)特種熱塑性聚氨酯彈性體的開發(fā)。我國生產(chǎn)的熱塑性聚氨酯彈性體品種單一、品質(zhì)穩(wěn)定性差是共性,到現(xiàn)在還沒有就密封件所處的工況環(huán)境開發(fā)的專用熱塑性聚氨酯彈性體。盡管生產(chǎn)熱塑性聚氨酯的國外公司也不少,然而生產(chǎn)能夠滿足高性能密封件的聚氨酯熱塑膠外國公司為數(shù)不多,這是我國密封件水平不高、質(zhì)量不穩(wěn)的主要原因,這也就給我國的熱塑性聚氨酯彈性體廠家及研發(fā)機構(gòu)提出了新的研究課題。
(2) 功能助劑的開發(fā)。有了品質(zhì)優(yōu)良的聚氨酯熱塑膠專用料,然而要加工制造出性能突出且能滿足挖掘機等工程機械苛刻環(huán)境的密封件,如沒有專用配套助劑同樣是難以實現(xiàn)的。因此該聚氨酯熱塑膠專用助劑的研發(fā)同樣應(yīng)該引起業(yè)界的重視,希望有識之士能加入這個行業(yè),為該行業(yè)開發(fā)出適用的配套助劑,此乃業(yè)界的福音。
(3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的開發(fā)。密封件的使用好壞除以上因素外,結(jié)構(gòu)的設(shè)計合理與否同樣至關(guān)重要。多年來,我國在這方面一直沒有成熟的軟件可以使用,僅憑多年來摸索的經(jīng)驗和拷貝進口產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,并沒有上升到理論的高度,難以對密封件的設(shè)計進行指導(dǎo)。這也是我國密封件水平不高的重要原因。
2 膠輪
在聚氨酯彈性體制品中,膠輪所占的比重較大,品種也很多。我國已成為聚氨酯膠輪世界的加工廠和集散地,見諸市場上的膠輪產(chǎn)品多以工業(yè)用膠輪和滑板輪為眾。
2.1 高性能膠輪
該系列產(chǎn)品中性能高的當(dāng)屬由NDI 體系制得的聚氨酯膠輪,如加捻機用的摩擦片我國已生產(chǎn)多年,積累了豐富的經(jīng)驗,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,可以滿足我國需要,并有一定量的出口。工業(yè)場合使用的NDI 體系聚氨酯負荷輪的生產(chǎn)單位較少,產(chǎn)品質(zhì)量尚不甚穩(wěn)定。盡管我國批量生產(chǎn)NDI 體系聚氨酯膠輪的廠家均采??進口材料、進口澆注機,但整體質(zhì)量水平與國外產(chǎn)品仍有較大差距,問題主要出在工藝優(yōu)化等細節(jié)上。
2.2 通用膠輪
通用膠輪,如電梯輪、手動搬運車輪等在我國有相當(dāng)大的產(chǎn)量,除滿足我國使用外,每年有一定的出口量,是聚氨酯彈性體制品中一個比較大的門類。通過業(yè)界的努力,這幾年的進步確實不小。所用原料體系有澆注彈性體,也有熱塑性彈性體;澆注彈性體中有TDI 體系,也有MDI 體系,有預(yù)聚法體系,也有半預(yù)聚法體系。存在的問題依然是國內(nèi)的質(zhì)量參差不齊,所用原料及預(yù)聚體批次穩(wěn)定性差,加工的設(shè)備適用性不甚理想,加工的工藝相對落后,產(chǎn)品的差異性不明顯。
2.3 滑板輪
2000 年的國內(nèi)滑板輪熱潮著實讓聚氨酯彈性體界振奮了一次,熱潮過后便進入了低谷。然而受了一段時間冷落的滑板輪市場近幾年又火了起來,是人們始料不及的事。又一次紅火起來的滑板輪是以高彈性、高透明、高耐磨、高動態(tài)性能出現(xiàn)的,先前的低檔滑板輪可以說是徹底退出了市場。目前以原料供應(yīng)、模具加工、澆注機制造等也形成了一個比較大的產(chǎn)業(yè),相比較上次的熱潮,業(yè)界更理智了些,逐步造就了一些實力雄厚的生產(chǎn)廠家,不像上次一樣全民皆兵,似乎是不論是誰都可以加入這個行業(yè)。同樣地,要發(fā)展就必須解決遇到的問題,膠輪產(chǎn)業(yè)同樣存在如下幾方面的問題:
(1)原材料的改進和提高。NDI 體系的聚氨酯所用材料的品種較少,聚氨酯多元醇、1,4-丁二醇的質(zhì)量較為穩(wěn)定,國內(nèi)即可解決。然而NDI 的品質(zhì)的穩(wěn)定卻難以控制,這也是國內(nèi)NDI 體系聚氨酯產(chǎn)品生產(chǎn)廠家多選用價格較高的進口產(chǎn)品主要原因。單就NDI 的活性而言,國內(nèi)產(chǎn)品批次間的穩(wěn)定性就不佳,給后續(xù)的加工企業(yè)帶來了工藝上的困難和*終產(chǎn)品性能的不穩(wěn)。所以,提高NDI 產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)及批次間的穩(wěn)定性依然是擺在NDI 生產(chǎn)廠家的課題?;遢喫玫脑掀贩N較多,國產(chǎn)原料所占比重較大,由于本身滑板輪對聚氨酯性能的要求沒有NDI 的產(chǎn)品那么嚴,原料不穩(wěn)的矛盾沒有凸顯,然而潛在的矛盾依然存在,如國產(chǎn)PPG 聚醚多元醇的黃變性仍然是滑板輪產(chǎn)品中長期存在的問題之一。相比較而言,國外公司的產(chǎn)品在這一性能上的表現(xiàn)就要好很多,已是業(yè)界的常識了。
(2)滑板輪組合料品質(zhì)的提高和改進?;遢喩a(chǎn)行業(yè)分工相對較為明確,生產(chǎn)滑板輪的企業(yè)合成料的并不多,多是從組合料廠家直接購進,這一相對先進的分工對于提高滑板輪的品質(zhì)和技術(shù)進步起到了很好的促進作用。然而限于組合料廠家生產(chǎn)設(shè)備、原選用、配方、合成工藝等方面的問題,組合料品質(zhì)穩(wěn)定性的問題依然未得到徹底解決。與我國通用的聚氨酯預(yù)聚體存在同樣的問題,這些問題是共性的問題,亟待業(yè)界攻關(guān)加以克服。
(3)專用聚氨酯澆注設(shè)備的開發(fā)。目前質(zhì)量檔次較低的滑板輪的生產(chǎn)多采用國產(chǎn)的所謂的IP 機,盡管可以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,但是并不理想。尤其是計量泵的選用、整個系統(tǒng)的設(shè)計上仍需改進。國外的澆注機一般是根據(jù)原料的配比以及物性等參數(shù)量身定做的,而我們國內(nèi)是通用設(shè)備,所以適用性并不好。尤其是預(yù)聚法的MDI 體系,由于MDI 預(yù)聚體在加工溫度下黏度偏大,擴鏈劑1,4-丁二醇的黏度小,二者的配比值較大,這就給聚氨酯澆注機的設(shè)計和加工帶來了很大的困難,沿用以前的TDI、MOCA 體系澆注機已不能滿足要求。所以針對滑板輪原料體系開發(fā)生產(chǎn)專用的澆注機已變得很有必要和緊迫。
綜上所述,我們不難看到,無論是聚氨酯密封件還是聚氨酯膠輪,這幾年都有了很大的發(fā)展和進步,但也存在一些突出和亟待解決的問題。但這些問題是發(fā)展中的問題,通過業(yè)界的專注和努力是一定可以克服的。希望業(yè)界更多地關(guān)注這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進步做出貢獻。