從滅火器的塑料閥體說起

    傳統(tǒng)的滅火器主閥閥體均采用黃銅，因為只有黃銅閥門滿足這種類型滅火器的嚴格要求。主閥是一種多功能組件，它將內(nèi)部立管、噴槍軟管、觸發(fā)裝置和手柄連接為一起。為保證操作可靠，制造商要求閥門在15-20年服務(wù)期內(nèi)，在-30℃~-60℃下能夠承受80bar的壓力。黃銅閥門面對的最大的缺點是采購的金屬質(zhì)量不一致。

    奧地利Multiplast公司與巴斯夫公司合作開發(fā)出注射成型的新型滅火器塑料閥體，采用的材料為巴斯夫公司的特殊聚酰胺級UltramidTKR4355G10，這是這種高玻纖增強塑料第一次大量應(yīng)用。這種應(yīng)用條件要求塑料具有較高的耐熱性、高強度和剛度以及高尺寸穩(wěn)定性。在此之前試圖用塑料制造出滅火器閥體失敗是因為采用的材料的工程特性不合適。

    采用Ultramid物料提供了良好的耐化學(xué)性，新的主閥還獲得了在海上環(huán)境中使用的批準——其應(yīng)用領(lǐng)域要求滅火器更安全。此外，最終版本的閥門，其操作溫度在-40~-80℃，實現(xiàn)了100bar的爆破壓力，阻力爆裂壓力峰值高達250bar，比黃銅閥的一些特點要好得多。其抗滅火劑性能，如紫外線輻射和臭氧等環(huán)境因素也不容忽視。

    這里重新介紹巴斯夫玻纖增強工程塑料的這一嶄新應(yīng)用，并不是為了強調(diào)塑料可能實現(xiàn)的應(yīng)用的可能性，而是考慮到滅火器這一市場之大，可能為塑料應(yīng)用帶來的巨大發(fā)展?jié)摿Α?

    滅火器市場有多大

    據(jù)2005年的不完全統(tǒng)計，中國年產(chǎn)各種類型規(guī)格的滅火器共約3000萬具。中國每年大約有2000萬具滅火器投入使用，分別配置在各類工業(yè)與民用建筑的建筑物和構(gòu)筑物中，以及配置在汽車、火車、輪船、飛機等交通工具和軍用裝備上。2005-2010年間的年均增長率近20%。隨著中國建筑、汽車市場的高速發(fā)展，估計2010年中國滅火器總產(chǎn)量在6000萬具左右。

    未來，滅火器市場將迎來更大的發(fā)展機會。2010年12月8日，中國公安部消防局發(fā)布《家庭消防應(yīng)急器材配備常識》，推薦手提式滅火器等五種家用消防器材，并鼓勵居民配置。據(jù)消防部門的相關(guān)統(tǒng)計表明，目前中國家庭配備滅火器的比例僅有0.1%左右。而在國外，家用消防器材占整個消防器材市場份額的40%-60%。

    倘若國家立法強制每個家庭配備消防器材，那么民用消防器材的市場空間將非常之大。中國目前擁有13億人口，即使按每個家庭4口人算，就有3.25億個家庭，設(shè)想1個家庭僅配備1個滅火器，這將是多大的市場。

    2011年3月6日，國家發(fā)改委副主任徐憲平表示，“十二五”規(guī)劃把保障和改善民生擺在一個十分重要和突出位置，未來五年將使保障性住房覆蓋率達到20%。

    未來五年，要建設(shè)城鎮(zhèn)保障性安居工程3600萬套。據(jù)現(xiàn)行的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定，3600萬套國家保障性住房都將按照室內(nèi)消火栓、消防水箱、滅火器、自動噴水系統(tǒng)、煙感探測器等，對民用消防器材產(chǎn)品的需求量也非常高。從中可以看出，消防市場對于未來塑料在這一市場可能的應(yīng)用，無疑意味著巨大的商機。

    全新應(yīng)用與更多市場機會

    事實上，類似以上滅火器閥門的應(yīng)用還有很多。以下列舉一些不同公司的應(yīng)用案例，希望可以為業(yè)界開拓新的應(yīng)用市場帶來一些啟發(fā)。

    用塑料代替不銹鋼料斗

    杜邦高性能聚合物剛剛推出一個新型產(chǎn)品系列——“FG”食品級別，符合食品接觸應(yīng)用要求。

    新的DelrinFG400MTD聚甲醛樹脂是一種已經(jīng)批準可用的食品接觸材料，它通過加入專有金屬填料制成，以便可以在食品加工行業(yè)中被大多數(shù)金屬傳感設(shè)備識別用。推出這產(chǎn)品能消除之前對使用高性能熱塑性塑料代替金屬在食品加工行業(yè)中的障礙。這已經(jīng)反映在最近的英國商業(yè)應(yīng)用中，稱量包裝供應(yīng)商IshidaEurope已經(jīng)使用經(jīng)批準可用于食品接觸、可金屬探測的Delrin聚甲醛材料替代不銹鋼食品料斗。Delrin聚甲醛材料的應(yīng)用顯著改善了高附著力食品的生產(chǎn)障礙，使生產(chǎn)更加輕便，從而降低成本，并防止食品被腐蝕。

    聚合物代替鉛屏蔽

    西門子醫(yī)療系統(tǒng)集團公司為了開發(fā)一條新的計算機斷層掃描器生產(chǎn)線，設(shè)計師要尋找鉛的替代物，一種傳統(tǒng)上用于生產(chǎn)內(nèi)部輻射屏蔽部件的材料。該項目也涉及到Reiter-HGGeiger公司，一家從事高端應(yīng)用的尖端注射成型加工商。西門子醫(yī)療系統(tǒng)公司的材料技術(shù)團隊決定使用無鉛解決方案，因為他們希望比預(yù)期出臺的RoHS禁鉛條例領(lǐng)先一步。同時團隊希望發(fā)掘注射成型的優(yōu)點以提高生產(chǎn)率，消除機加工環(huán)節(jié)，并提高這些部件的設(shè)計自由度。

    和Reiter-HGGeiger公司一道，西門子的團隊開始尋找一種成本可以接受的替代物，其必須有效地屏蔽高達140keV的X射線同時還需具備加工的優(yōu)點。最初的目標是兩個不同的應(yīng)用區(qū)域：一個是PCB（印刷電路板）控制器單元，還有就是連接到大量探測器部件的電子部件的防護板。為了防止電子部件由于在CT掃描過程暴露于X射線之中而發(fā)生降解，防護部件必不可少。傳統(tǒng)的設(shè)計要求使用機加工或者鑄造生產(chǎn)的鉛部件。在操作鉛部件時要求非常小心，并且安裝時需要通過加熱粘合劑完成。

    普立萬的商務(wù)和技術(shù)團隊基于一種高密度的金屬填充材料開發(fā)出的Trilliant醫(yī)療輻射屏蔽復(fù)合材料實現(xiàn)了從鉛到這些新設(shè)計的轉(zhuǎn)換。基于普立萬獨特的Gravi-Tech技術(shù)的這一高密度金屬填充聚合物是為滿足醫(yī)療行業(yè)的需求和規(guī)則要求而特別開發(fā)的。這種Trilliant醫(yī)療輻射屏蔽復(fù)合材料使西門子可以在減少材料環(huán)境影響的同時，防護部件的成本相比傳統(tǒng)機加工金屬和鉛部件降低30%-50%。

    輻射屏蔽性能測試顯示，Trilliant部件達到或者超過傳統(tǒng)上鉛部件的輻射屏蔽水平。Trilliant為設(shè)計師提供了整合部件的機會，節(jié)約了時間和金錢。

    以Trilliant為材料用注塑成型的方式生產(chǎn)探測器屏蔽部件使西門子的工程師可以自由地設(shè)計屏蔽區(qū)，這比使用機械加工部件更有效。

    塑料面包烘烤盤

    塑料的廣泛應(yīng)用帶來了廣闊的前景，甚至在傳統(tǒng)的只能使用金屬的領(lǐng)域也可以實現(xiàn)塑料的應(yīng)用，例如Ticona的VectraLCP已經(jīng)成功應(yīng)用于面包烘烤盤。

    利用防粘效果及優(yōu)異的色彩性，這種液晶聚合物可以滿足各種以前只能使用金屬的領(lǐng)域。在提供廣泛的設(shè)計自由度及設(shè)計所需要的顏色與形狀的同時，并可顯著節(jié)約成本。利用注射成型技術(shù)可以實現(xiàn)高效成型并消除由于涂層所產(chǎn)生的成本。使用VectraLCP的一個顯著優(yōu)點是不粘性，因而不再需要傳統(tǒng)的PTFE或硅涂層。低模溫和更快的循環(huán)周期可以確保更高的生產(chǎn)速率和優(yōu)化機器應(yīng)用。

    從以上應(yīng)用，一方面我們看到了塑料替代傳統(tǒng)各種金屬應(yīng)用的無窮潛力，另一方面，我們更應(yīng)該看到塑料替代不銹鋼、替代鉛、替代耐高溫燒烤的金屬、代替黃銅可能帶來的更廣闊的市場潛力。