汽車、包裝、建筑、電子電器、農(nóng)業(yè)等可以說是塑料行業(yè)人人皆知的大市場(chǎng)，然而這些巨無霸市場(chǎng)漸漸形成一個(gè)穩(wěn)定的市場(chǎng)格局，想從中分得一杯羹對(duì)于新進(jìn)入者而言越來越困難。近年來，市場(chǎng)中悄然出現(xiàn)的一些塑料替代金屬的新應(yīng)用，也許只是一些小小的應(yīng)用，如果能夠把握機(jī)會(huì)，同樣可能意味著巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。

    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?yàn)橹挥悬S銅閥門滿足這種類型滅火器的嚴(yán)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(duì)的最大的缺點(diǎn)是采購(gòu)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(jí)UltramidTKR4355G10，這是這種高玻纖增強(qiáng)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(qiáng)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?yàn)椴捎玫牟牧系墓こ烫匦圆缓线m。

    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(zhǔn)——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(shí)現(xiàn)了100bar的爆破壓力，阻力爆裂壓力峰值高達(dá)250bar，比黃銅閥的一些特點(diǎn)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(qiáng)工程塑料的這一嶄新應(yīng)用，并不是為了強(qiáng)調(diào)塑料可能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用的可能性，而是考慮到滅火器這一市場(chǎng)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(chǎng)有多大

    據(jù)2005年的不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)年產(chǎn)各種類型規(guī)格的滅火器共約3000萬具。中國(guó)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(jī)等交通工具和軍用裝備上。2005-2010年間的年均增長(zhǎng)率近20%。隨著中國(guó)建筑、汽車市場(chǎng)的高速發(fā)展，估計(jì)2010年中國(guó)滅火器總產(chǎn)量在6000萬具左右。

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

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

    2011年3月6日，國(guó)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(gè)十分重要和突出位置，未來五年將使保障性住房覆蓋率達(dá)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(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，3600萬套國(guó)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(dòng)噴水系統(tǒng)、煙感探測(cè)器等，對(duì)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(chǎng)對(duì)于未來塑料在這一市場(chǎng)可能的應(yīng)用，無疑意味著巨大的商機(jī)。

    全新應(yīng)用與更多市場(chǎng)機(jī)會(huì)

    事實(shí)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(chǎng)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(gè)新型產(chǎn)品系列——“FG”食品級(jí)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(zhǔn)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(shí)別用。推出這產(chǎn)品能消除之前對(duì)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(guó)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(zhǔn)可用于食品接觸、可金屬探測(cè)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(tuán)公司為了開發(fā)一條新的計(jì)算機(jī)斷層掃描器生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)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(xiàng)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(tuán)隊(duì)決定使用無鉛解決方案，因?yàn)樗麄兿Ｍ阮A(yù)期出臺(tái)的RoHS禁鉛條例領(lǐng)先一步。同時(shí)團(tuán)隊(duì)希望發(fā)掘注射成型的優(yōu)點(diǎn)以提高生產(chǎn)率，消除機(jī)加工環(huán)節(jié)，并提高這些部件的設(shè)計(jì)自由度。

    和Reiter-HGGeiger公司一道，西門子的團(tuán)隊(duì)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(dá)140keV的X射線同時(shí)還需具備加工的優(yōu)點(diǎn)。最初的目標(biāo)是兩個(gè)不同的應(yīng)用區(qū)域：一個(gè)是PCB（印刷電路板）控制器單元，還有就是連接到大量探測(cè)器部件的電子部件的防護(hù)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(hù)部件必不可少。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求使用機(jī)加工或者鑄造生產(chǎn)的鉛部件。在操作鉛部件時(shí)要求非常小心，并且安裝時(shí)需要通過加熱粘合劑完成。

    普立萬的商務(wù)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)了從鉛到這些新設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換?；谄樟⑷f獨(dú)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(shí)，防護(hù)部件的成本相比傳統(tǒng)機(jī)加工金屬和鉛部件降低30%-50%。

    輻射屏蔽性能測(cè)試顯示，Trilliant部件達(dá)到或者超過傳統(tǒng)上鉛部件的輻射屏蔽水平。Trilliant為設(shè)計(jì)師提供了整合部件的機(jī)會(huì)，節(jié)約了時(shí)間和金錢。

    以Trilliant為材料用注塑成型的方式生產(chǎn)探測(cè)器屏蔽部件使西門子的工程師可以自由地設(shè)計(jì)屏蔽區(qū)，這比使用機(jī)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(shí)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(jì)自由度及設(shè)計(jì)所需要的顏色與形狀的同時(shí)，并可顯著節(jié)約成本。利用注射成型技術(shù)可以實(shí)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(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)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(jī)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?zé)镜慕饘?、代替黃銅可能帶來的更廣闊的市場(chǎng)潛力。