补足国内LFT短板 创新前景美而佳——记山东美尔佳复合材料有限公司年产10万吨LFT项目
发布时间：2016-06-24 浏览次数：
热塑性塑料是近年来得到迅速发展的一类高性能复合材料，特别是长纤维增强热塑性材料（LFT）在汽车、机械、体育、航空等领域都有广泛应用。目前，我国80%的长纤维热塑性复合材料来源于进口，依靠他人终不是长久之计，要填补国内自主生产的巨大空白，则需要国内企业的创新进取和不懈努力。
山东美尔佳复合材料有限公司（兖州创佳玻璃纤维制品有限公司）是集研发、生产、销售以玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维及其制品和玻璃钢复合材料、聚丙烯、聚乙烯、各种管材为一体的复合材料深加工制品企业，也是一家产业专业化、信息网络化、经营国际化、管理科学化的民营高科技企业。公司现有技术人员与生产人员对热塑产品、复合材料制品的生产工艺流程非常熟悉，同时公司已具备多项ISO管理体系认证以及诸多复合材料制品的产品许可。
多年来，美尔佳公司一直以致力于产品类型朝多样化、深加工方向发展，不断调整产品结构，公司看到了热塑性复合材料的广阔前景，同时也希望尽自己的努力去补足国内长纤维热塑性复合材料制品的短板，所以计划从2014年到2016年利用三年的时间投资12亿元完成占地140亩的年产10万吨热塑性复合材料项目。
该项目采用国内首条具有自主知识产权的海源全自动长纤维增强热塑性复合材料（LFT-D）模压生产线。2015年10月，该生产线进行试生产，运行情况良好，目前项目与2家战略合作伙伴正在对生产线设备与模具进行紧锣密鼓的生产安排。预计项目投资达产后将实现销售收入30亿元，使公司的产业结构更加合理，科技实力、综合竞争优势更加显著，并将为带动区域经济发展发挥重要的促进作用。
完善装备技术 缩小国际差距
长纤维增强热塑性塑料是以树脂纤维及基材，预浸后先在加热装置中融化其中的树脂，溶化后的树脂溶体置于模具内进行压缩模塑，模压后挤出成型，也可纤维缠绕成型、拉挤成型、注塑成型，简略流程图如下：
树脂纤维基材---片材裁剪---坯材堆垛上料---坯料预热---热坯料上模---模压成型---冷却定型---后处理---质检---装箱---入库。
据了解，目前国内现有LFT-D生产线及装备10多条，其中引进设备有4条，最先进的是引进自德国Dieffenbacher公司的一条LFT-D全自动模压生产线和一条德国Copperian公司LFT-D注塑生产线和2台德国Coppefian公司LFT-D挤出机。现在我国国内一些设备企业也在开发生产LFT-D生产线，但是起步较之国外比较晚，但是随着复材制品领域的不断发展，其装备制造商也在不断地完善各种工艺与指标，离国际领先技术的差距也在不断缩小。
美尔佳公司的LFT-D模压生产线是采用福建海源自动化股份有限公司生产的HE600型工艺设备，其中HE600-2500T和HE600-400T是目前最先进的复合材料生产工艺装备。该装备可在线调整材料组成，真正实现连续化生产，而且在生产过程中实现玻璃纤维长度调整，从而应对多种类零部件生产；纤维长度分布更加均匀，特别是复杂零部件；流动性大幅提高，表面质量更为突出，而且生产效率高；优化设计的整线技术还降低了输送螺杆磨损。该装备还具有国内首创的三阶式分段加温以及自动上料的特点，原材料和物流成本显著降低，原料和模具快速更换，省工、省时；而且启动消耗可控，万元产值能耗可以降低50%；并且全过程一次加热，成本降低的同时提高了制品强度，废料回收更加容易。
LFT-D模压生产线的高可靠性、高配置、高效率、低能耗、低成本等特点，完全符合美尔佳公司安全、领先、可循环的产业定位。而且产品可以广泛应用于汽车工业、建筑和民用及海洋开发的多个领域。真正使上述行业实现轻量化、节能减排、环保、安全、回收利用及循环经济的目的。
创新生产工艺 填补产品空白
目前，美尔佳公司对于LFT-D生产工艺和产品已有了独到的研发心得：由于长纤维增强热塑性复合材料是用碳纤维、玻璃纤维、植物纤维等纤维材料，与改性聚丙烯PP或尼龙相融合而注塑、模压成型的增强热塑性塑料制品。LFT-D技术的创新主要体现在2个方面，一个就是长L(long)，一个是直接成型 D(direct)：在纤维增强复材中，纤维主要起承载作用，而基体树脂主要承担应力传递作用，纤维长度的增加，提高复合材料的强度，该技术可应用于一些受力零部件。LFT-D技术目前已将成型方法的中间半成品的生产过程省略，这样可节约半成品的成本与物流，以及本成品的生产能耗，聚合物只承受一次加热也减少了对聚合物性能的影响，还可在生产中快速调整配方与玻纤含量，同时也实现在线进行废料回收。
在试生产过程中，美尔佳公司已经取得了预期的成果，其LFT-D模压生产线所产长纤维增强热塑性复合材料制品强度高、刚性强、弯曲强度大、拉伸强度大、耐高低温，尤其适合使用在高低温交变频繁的生产场合，同时该设备产制品还具有高尺寸稳定性、超高尺寸精度、纵横收缩率小且一致等特性。
据美尔佳公司介绍，长纤维增强热塑性复合材料不仅密度低（1.1～1.4g/cm3），而且具有很好的力学性能，其拉伸强度、弹性模量、冲击韧性、耐热性和耐蠕变性能均明显优于短纤维增强的热塑性塑料，特别是其抗冲击性能高而通常被设计用于结构件和半结构件。拿汽车领域举例来说：汽车领域中的前、后吸能保险杠，前端模块骨架，仪表台骨架，前、后座椅骨架，车门模块骨架，备胎仓，电池箱以及车身底部护板和隔声罩等。在使用后车辆重量可以减轻10%，油耗减少6%，尾气排放中的二氧化碳可以减少4-5g/km。
美尔佳公司的LFT-D项目目前仅是小批量生产，就已经与福建六建集团、福建海源自动化有限公司签订了战略合作协议，归根结底还是由于产品技术过关、质量过硬。同时，该项目对填补山东省长纤维热塑性复合材料制品的空白，也具有极佳的成长性、带动性和示范性。
把握技术趋势 前景既美且佳
LFT-D项目在美尔佳公司总体业务中占据前沿制高点的地位，随着项目的推进势必引领公司的发展方向。另外，随着长纤维增强热塑性复合材料的应用原来越广泛，LFT-D技术发展速度也将会越来越快，将对轻量化、节能减排、循环经济等领域起到积极作用，而且随着企业的LFT-D产品生产研发与销售，必将使生产线成本及售价大幅下降，发展速度不断加快。
LFT-D与单向织物板材复合成型技术与将会进一步发展，充分发挥复合材料的特点，LFT-D在成型过程中可以铺设单向连续纤维或织物，以提高该方向的承载能力。
另外，可视外观件的应用也将越来越广，目前LFT-D技术主要应用于汽车的一些功能件、结构件的生产，在外观件上使用技术只有欧美少数公司掌握，如何提高产品的外观质量，如何达到可视效果将是今后研究和发展的方向。
原材料也将会朝多样化发展，LFT-D技术是采用长纤维增强热塑性树脂基体而形成的复合材料，如今市场化的产品主要是玻璃纤维增强PP，有些研究机构也在研究天然纤维和碳纤维增强，基体树脂有PA、ABS、PET等，相信随着研究成果的应用，LFT-D技术中采用的原材料将出现多样化，根据产品的不同要求，设计空间会更大，更能充分地体现复合材料的特点和优越性。
美尔佳公司对LFT-D技术的发展趋势和美好前景有着深刻的认识，随着年产10万吨LFT-D项目的有序推进，公司对长纤维热塑性复合材料的布局也会进一步完善。这将会是国内“玻纤制品—综合管道制品—热塑性复合材料制品”这样一个全程产业链的重大突破，具有非凡的意义。
2015年，美尔佳公司整体运营状况良好，销售收入达6亿多元，利税近1.3亿元，总资产4亿多元。2016年第一季度也完成1.85亿元的销售收入。据了解，美尔佳公司会在保证管道事业正常运转的前提下，全心致力于热塑新项目的建设进度，争取在2016年年底之前正式竣工投产。展望未来，美尔佳公司将以热塑新项目为中心，以多元化制品的生产技术为依托，以兖州创佳集团公司为坚强后盾，打造中国最具核心竞争力的长纤维热塑新材制品供应商，为国内热塑性复合材料的自主创新和自主生产贡献力量。
来源：玻纤情报网
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