Производство пресс-материалов в России - тема номера: термореактивные полимерные материалы
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
тема номера: термореактивные полимерные материалы
Производство
пресс-материалов в России
Н. А. Петов,
эксперт ООО «Исследовательская группа “Инфомайн”»
Благодаря своим свойствам и высокой производительности процесса переработки пресс-материалы на основе тер-
мореактивных связующих (далее – пресс-материалы) получили широкое распространение в электротехнике (корпуса
автоматических выключателей, держатели токонесущих шин, дугогасительные камеры, контактодержатели и др.),
шахтном и взрывозащищенном электрооборудовании (корпуса выключателей, кабельные вводы), светотехнике (корпуса
светильников, отражатели автомобильных фар головного света), коммуникационной технике (распределительные
коробки и щиты, элементы антенн мобильной связи), бытовой технике (корпуса электромоторов, термоизолирующие
детали утюгов, тостеров и др.), автомобильной промышленности (поддоны картера, клапанные крышки, аккуму-
ляторные ящики, бамперы и др.). Производство и потребление пресс-материалов стимулируются общим подъемом
промышленности и народного хозяйства в стране, и в первую очередь развитием электротехнического рынка России,
который, по оценке аналитиков, растет на 15 – 20 % в год. Активное развитие строительства, создание крупных
государственных машиностроительных корпораций, начало реализации программы модернизации энергетических
мощностей бывшего РАО ЕЭС инициируют увеличение производства электротехнического оборудования и, как след-
ствие, его многочисленных элементов, изготавливаемых из пресс-материалов. Особый эффект дает их применение
в крупносерийном производстве – там, где требуемое количество деталей составляет 10 – 250 тыс. шт. в год.
Виды пресс-материалов Препреги – это листовые полуфабрикаты на основе
Пресс-материалы как полуфабрикаты для производ- коротко- (холст) или длинноволокнистых (ткань, лента)
ства изделий из полимерных композиционных материа- наполнителей. В их состав также входят связующие на
лов различают по виду термореактивного связующего (фе- основе ненасыщенных полиэфирных, фенольных, эпок-
нопласты, аминопласты, кремнепласты, имидопласты, сидных или других смол, волокнистый и (иногда) дис-
полуфабрикаты на основе олигоэфирных связующих) и персный минеральный наполнитель, пигменты и прочие
форме наполнителя (премиксы, пресс-порошки, пресс- добавки. Среди препрегов полуфабрикат типа SMC (Sheet
волокниты, препреги). Следует заметить, что понятие Moulding Compounds), армированный не связанными
«пресс-материалы», объединяющее рассматриваемые в между собой стеклянными волокнами, обладает повы-
данном случае объекты, достаточно условно: хотя прессо- шенной текучестью при прессовании. По сравнению с
вание и является основным методом формования изделий премиксами препреги (на основе холста) имеют меньшую
из этих полуфабрикатов, некоторые из них могут быть текучесть, но обеспечивают более высокие прочностные
переработаны в изделия и другими методами – заливкой характеристики материала. Препреги перерабатывают
(премиксы), намоткой (АГ-4С), вакуумным, автоклавным прямым прессованием или другими методами формова-
формованием (препреги) и др. Объединительный же ния в крупногабаритные корпусные детали.
признак всех этих пресс-материалов – термореактивная Пресс-материалы серии АГ-4 изготавливаются на
природа связующего, необратимый переход которого основе модифицированного фенолформальдегидного
в сетчатое (отвержденное) состояние с одновременной связующего и стеклянных нитей и предназначаются для
фиксацией формы изделия происходит в технологической производства прямым и литьевым прессованием (АГ-4В)
оснастке при повышенных температуре и давлении. и намоткой (АГ-4С) изделий конструкционного и элек-
Премиксы представляют собой пастообразные смеси тротехнического назначения повышенной прочности.
жидкого, низковязкого термореактивного связующего Дозирующийся (ДСВ) и гранулированный (ГСП) сте-
(ненасыщенной полиэфирной смолы), рубленого во- кловолокниты выпускают в виде гранул на основе ком-
локна (обычно стеклянного), минерального дисперс- плексных стеклянных нитей, пропитанных модифици-
ного наполнителя (мел, каолин или др.) и различных рованным фенолформальдегидным связующим. Высо-
добавок (например, смазок, красителей). Содержание кие механические характеристики пресс-материалов
в премиксах связующего составляет 20 – 50 % масс., ДСВ (в меньшей степени ГСП), достаточная тепло-
волокна – 5 – 35 % масс., дисперсного наполнителя – стойкость, хорошая текучесть и дозируемость обеспе-
30 – 60 % масс. Высокая вязкость премиксов, необ- чивают широкий диапазон их применения: от мелких
ходимая для последующего прессования, достигается тонкостенных (толщиной до 0,2 мм) высокопрочных
благодаря повышенному содержанию дисперсного деталей до разнообразных крупногабаритных (массой
наполнителя. Премиксы типа ВМС (Bulk Moulding до 5 кг) конструкционных изделий. Так же как и пресс-
Compounds), в которых для этой цели используются за- материалы серии АГ-4В, ДСВ и ГСП используются для
густители, имеют вид рыхлой бесформенной смеси. изготовления прямым и литьевым прессованием изде-
4 2008/№ 10тема номера: термореактивные полимерные материалы
лий, пригодных для работы при температурах от –196
до 200 °С и в условиях тропического климата.
Формально пресс-материалы типов АГ-4, ДСВ и
ГСП можно было бы отнести к фенопластам, однако
ввиду их значимости как полуфабрикатов для произ-
водства изделий конструкционного назначения в раз-
личных отраслях промышленности в дальнейшем они
выделены в отдельную группу стекловолокнитов.
Фенопласты – реактопласты на основе фенолфор-
мальдегидных смол. По типу смолы различают резоль-
ные и новолачные фенопласты. В их состав входят
наполнители, отвердители (для новолачных смол), ка-
тализаторы отверждения (для резольных смол), эласти-
фикаторы, пластификаторы, смазывающие вещества
(например, олеиновая или стеариновая кислота, стеа-
раты Са, Ва или Cd, стеарин), аппретирующие добавки,
красители. По типу наполнителя фенопласты подраз-
деляются на дисперсно-наполненные и армированные.
Высоконаполненные фенопласты могут содержать до
80 % масс. дисперсного наполнителя, например графи-
та, кварцевого стекла и др. Армированные фенопласты
в качестве наполнителей могут содержать волокна
различной природы (волокниты), бумагу (гетинакс),
тканые и нетканые волокнистые полотна (текстолиты),
древесный шпон (древесно-слоистые пластики). При-
меняются фенопласты во всех отраслях промышленно-
сти в качестве конструкционных и электротехнических
материалов. Широкий выбор используемых наполни-
телей позволяет выпускать фенопласты с требуемыми
свойствами (электроизоляционные, теплостойкие,
влаго- и химстойкие, антифрикционные и др.).
Аминопласты получают на основе аминосмол – тер-
мореактивных продуктов конденсации формальдегида
с карбамидом или меламином или их сочетанием. В
состав аминопластов входят наполнители (целлюлоза,
тальк, асбест, древесная мука, стеклянное волокно и
др.); модифицирующие добавки (ди- или триэтанола-
мин, тиомочевина, полиамиды, кремнийорганические
олигомеры или поливиниловый спирт); смазочные
вещества (до 0,5 % масс.) – стеарин, стеараты Zn, Mo,
Al, глицерилстеараты; органические и (или) минераль-
ные пигменты. Выпускают аминопласты в виде пресс-
материалов (порошки, гранулы, волокниты), слоистых
пластиков, пенопластов. Аминопласты используются
для изготовления электротехнических изделий (корпуса
приборов, выключатели, штепсельные розетки), деко-
ративных материалов для отделки мебели и интерьеров,
искусственного мрамора, тепло- и звукоизоляционных
материалов, изделий бытового назначения. Области
применения аминопластов постоянно расширяются,
что в значительной мере обусловлено дешевизной и
доступностью сырья для синтеза связующих.
Кремнепласты представляют собой композиции
на основе кремнийорганической смолы, рубленых
стеклянных нитей, сыпучих минеральных наполните-
лей и смазывающего вещества. Кремнийорганические
пресс-материалы применяют для изготовления изделий
электротехнического и радиотехнического назначения
методами прямого и литьевого прессования. Они от-
личаются хорошими диэлектрическими свойствами,
2008/№ 10 5тема номера: термореактивные полимерные материалы
обладают высокой дугостойкостью и работают в интер- ситуации на основных предприятиях-производителях
вале температур от –60 до 400 (кратковременно) °С. показывает, что длительный процесс спада выпуска
Имидопласты – это материалы на основе высокомо- пресс-материалов завершен и в дальнейшем ожидается
лекулярных полимеров с высокой концентрацией аро- увеличение их производства.
матических и гетероциклов (имидных циклов). Детали и Свыше 80 % пресс-материалов в 2007 г. было произ-
заготовки из полиимидных пресс-материалов получают ведено на основе фенолформальдегидных смол, за ними
прессованием и в ряде случаев спеканием порошка при следуют пресс-материалы на основе полиэфирных смол
температуре 370 – 400 °С и давлении 40 – 80 МПа (в зави- и аминопласты (табл. 1). Доля кремнепластов и имидо-
симости от вида и содержания наполнителя). Заготовки пластов незначительна – в пределах 0,8 – 1,4 %.
изготавливают в виде пластин, стержней, дисков, колец, В общем объеме производства пресс-материалов в
втулок и др. Из наполненных графитом имидопластов процентном отношении отмечается небольшой рост (на
производят подшипники, шестерни быстроходных 4,3 %) материалов на основе полиэфирных смол. Это
редукторов, износостойкие фильеры экструдеров для происходит в основном за счет некоторого снижения
выпуска полимерных труб, втулки скольжения и другие
детали, работающие в узлах трения. Таблица 1. Объемы производства в России пресс-материалов
различного вида в 2007 г. (оценка «Инфомайн»)
Оценка производства пресс-материалов в России Объем
В последние годы производство пресс-материалов Пресс-материалы
производства, т (%)
носит стабильный характер (рис. 1). Некоторый спад
Пресс-материалы на основе 11 700 (83,9)
(на 14,0 %) в 2005 г. связан не столько с изменением фенолформальдегидных смол,
спроса на пресс-материалы, сколько со структурны- в том числе:
ми преобразованиями на основных предприятиях- – фенопласты 10 500 (75,3)
производителях. В частности, этот спад был вызван – стекловолокниты 1 200 (8,6)
последствиями попыток рейдерских захватов на ОАО
Пресс-материалы на основе
«Тверьстеклопластик», сменой владельца в ОАО «Кар-
полиэфирных смол (премиксы 1 850 (13,3)
болит», судебными разбирательствами в ООО ПО и препреги)
«Токем» и ОАО «Уральская химическая компания».
Кроме того, имели место последствия высокого уровня Аминопласты 210 (1,5)
промышленной инфляции 2004 г. (21,5 %). В 2007 г. Прочие 190 (1,4)
вектор индекса производства сменился на положи- Всего… 13 950 (100)
тельный (см. рис. 1), однако объем выпуска (13 950 т) П р и м е ч а н и е. В скобках – доля от общего объема произ-
составил пока только 80,3 % от уровня 2001 г. Анализ водства пресс-материалов.
20 000 6
3,6 %
т
4
18 000
2
16 000 -1,0
-1,6 -1,3
0
14 000
-2
12 000 -6,0
-4
10 000
17 380
17 098
16 935
16 718
-6
14 327
13 950
8 000
-8
6 000
-10
4 000 -14,3
-12
13 461
2 000 -14
0 -16
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Производство, т Индекс роста, %
Рис. 1. Динамика и индекс роста (прирост в % по отношению к предыдущему году) производства пресс-материалов в России в
2001 – 2007 гг. (2007 г. – оценка) (источник: «Инфомайн» на основе данных ФСГС РФ)
6 2008/№ 10тема номера: термореактивные полимерные материалы
2,1 3,0 3,7 1,5 4,5 2,7 1,5
100%
8,8 10,9 13,3
12,0 11,5 11,3 13,0
7,9
9,4
80% 8,8 8,2 8,2 8,5 8,6
60%
40% 81,2 77,6
76,2 76,4 75,5 74,6 75,3
20%
0%
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Фенопласты Стекловолокниты Полиэфирные пресс -материалы Аминопласты
Рис. 2. Видовая структура производства пресс-материалов в России в 2001 – 2007 гг. (2007 г. – оценка)
(источник: «Инфомайн» на основе данных ФСГС РФ)
Таблица 2. Основные производители и объемы произведенных ими пресс-материалов* в период 2001 – 2007 гг.**, т
(источник: «Инфомайн» на основе данных ФСГС РФ)
Предприятие 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Фенопласты
ОАО «Карболит» (Московская обл.) 9 984 9 493 7 911 8 186 6 213 6 257 7 000
ООО ПО «Токем» (Кемеровская обл.) 2 990 1 638 2 947 1 356 1 521 2 361 2 500
ОАО «Уральская химическая компания» (Свердловская обл.) 1 130 1 893 2 072 2 132 1 584 1 419 1 000
ООО «Техинвест» (Кемеровская обл.) – – – 1 293 1 499 – –
Итого… 14 104 13 024 12 930 12 967 10 817 10 037 10 500
Стекловолокниты (АГ-4, ДСВ, ГСП)
ООО «Ступинский завод стеклопластиков» (Московская обл.) 982 932 845 1 039 707 701 700
ОАО «Гамбит» (Красноярский край) 110 394 471 490 426 402 477
ГУП «Алексинский химический комбинат» (Тульская обл.) 193 98 14 18 24 27 19
ОАО «Уральская химическая компания» 91 82 62 29 15 13 –
Итого… 1 376 1 506 1 392 1 576 1 172 1 143 1 200
Пресс-материалы на основе полиэфирных смол (премиксы и препреги)
ОАО «Тверьстеклопластик» (Тверская обл.) 1 266 1 895 1 830 1 482 1 509 1 701 1 800
ООО «Ступинский завод стеклопластиков» 262 156 119 333 103 51 50
Итого… 1 528 2 051 1 949 1 815 1 612 1 752 1 850
Аминопласты
ОАО «Жилевский завод пластмасс» (Московская обл.) 177 122 149 150 132 144 170
ООО «Техинвест» – – – 45 52 – –
ООО ПО «Токем» 53 65 103 59 71 105 –
ОАО «Химпласт» (Новосибирская обл.) 142 330 378 – 386 120 40
Итого… 372 517 630 254 641 369 210
Всего… 17 380 17 098 16 935 16 718 14 327 13 461 13 950
* Данные по кремнепластам и имидопластам не приводятся ввиду малых объемов их производства и сложности их вычленения
в производственных показателях предприятий.
** 2007 г. – оценка.
8 2008/№ 10тема номера: термореактивные полимерные материалы
доли выпускаемых фенопластов (рис. 2), преобладание материалов, которые в России не производятся или
которых по сравнению с другими полуфабрикатами выпускаются в недостаточных объемах. К таким ма-
остается традиционно значительным. териалам относятся стиролсодержащие премиксы,
Основными производителями фенопластов являются ленточные пресс-материалы серии АГ-4С, фенольные
ОАО «Карболит» (67 % от объема производства в 2007 г.) ДСВ. Не хватает фенопластов для потребителей Сибир-
и ООО ПО «Токем» (24 %), пресс-материалов на основе ского и Дальневосточного федеральных округов.
полиэфирных смол – ОАО «Тверьстеклопластик» (97 %), Производство пресс-материалов в России стимулиру-
стекловолокнитов – ООО «Ступинский завод стеклопла- ется федеральной целевой программой «Национальная
стиков» (58,3 %) и ОАО «Гамбит» (39,7 %). технологическая база» на 2007 – 2011 гг. (разд. «Разработ-
Основными производителями прочих пресс- ка полимероматричных композитов и технологий соз-
материалов являются ОАО «Жилевский завод пласт- дания на их основе многофункциональных, конструк-
масс» (кремнепласты), ОАО «Институт пластмасс им. ционных материалов»), и в ближайшей перспективе в
Г. С. Петрова» (Москва) и ООО «Суперпласт» (Москва) их выпуске ожидается общий положительный тренд с
(имидопласты). некоторым снижением выпуска в 2009 г.
По оценке экспертов «Инфомайн», в объемах про-
изводства пресс-материалов существенных изменений В статье использованы материалы маркетингового
не ожидается. Прирост достигается увеличением вы- исследования ООО «Исследовательская группа “Инфомайн”»
пуска пресс-материалов в ОАО «Тверьстеклопластик» и «Обзор рынка прессовочных и формовочных материалов
ОАО «Гамбит». В ООО «Ступинский завод стеклопла- в России» (август 2008 г.) www.infomine.ru
стиков» увеличение выпуска препрегов нивелируется
их внутренней переработкой в готовые изделия. Свер-
тывание производства ожидается в ОАО «Уральская хи- Production of moulding compounds in Russia
мическая компания» и ГУП «Алексинский химический N. А. Petov
комбинат». Due to its properties and high efficiency of their processing thermoset-
На экспорт направляется 10 – 13 % выпускаемых ting moulding compounds have found wide application in electrical
пресс-материалов. Внутренние потребности в них engineering, automobile production, production of household appli-
отечественными производителями обеспечиваются на ances etc. Data on their production volumes and producers in Russia
80 – 90 %. Вместе с тем существует ряд пресс- for the period of 2001-2007 is presented.
2008/№ 10 9Вы также можете почитать
