苗 丹，宋玉平，王文倩

（1.中國塑協(xié)中空制品專委會，北京 100160；2.河北世紀恒泰富塑業(yè)有限公司，河北 滄州 061108）

0 前言

吹塑成型是僅次于擠出成型和注射成型的塑料加工成型技術(shù)，主要包括擠出吹塑（EBM）、注射吹塑（IBM）和注射拉伸吹塑（ISBM）3種工藝。吹塑成型廣泛用于各種塑料瓶、桶、罐、箱、托盤、異型產(chǎn)品的成型（見圖1），一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域及代表產(chǎn)品見表1。

圖1 中空吹塑成型制品圖集Fig.1 Main blow molded products

表1 中空吹塑制品應(yīng)用領(lǐng)域及代表產(chǎn)品Tab.1 Application fields and representative products of blow molded products

1 中空吹塑制品及上游原材料、中空成型機行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 中空吹塑制品

中空吹塑行業(yè)具有小批量、多品種的特點。在經(jīng)過近30年的飛速發(fā)展后，行業(yè)集中度逐步提高，形成了珠三角、長三角、華北三大主要產(chǎn)業(yè)集群。同時，行業(yè)專業(yè)化、細分化的特點越來越突出，企業(yè)規(guī)模化效應(yīng)開始顯現(xiàn)，細分市場涌現(xiàn)出一些有代表性的大企業(yè)。根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2021年塑料包裝箱及容器制造業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量為1 797個，比2020年的1 624個增長了10.65%。各主要子行業(yè)的發(fā)展情況及代表企業(yè)詳見表2。

表2 我國中空吹塑子行業(yè)代表企業(yè)及主要產(chǎn)品、產(chǎn)地一覽表Tab.2 List of representative enterprises，main products and origin of blow molded sub industry in China

（1）塑料飲料瓶

塑料飲料瓶包括飲用水瓶、碳酸飲料瓶、果汁瓶、酵素和茶飲料瓶等，主要原材料為PET，絕大多數(shù)采用注拉吹工藝生產(chǎn)。據(jù)CCF、中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2019年我國PET瓶生產(chǎn)企業(yè)主要分布在華東、華南地區(qū)、西南和華中地區(qū)，市場占比依次為21.08%、20.44%、19.16%和15.41%。

（2）聚碳酸酯（PC）飲水包裝桶

我國PC桶行業(yè)企業(yè)集中度很高，位列前三的企業(yè)有濟南塑研塑料制品有限公司、佛山科信塑膠集團、珠海華林制瓶有限公司，3家產(chǎn)能合計約占國內(nèi)總產(chǎn)能的近7成。但我國PC桶市場因技術(shù)門檻相對不高，企業(yè)利潤不高。

（3）藥用塑料包裝容器

藥用塑料包裝容器常用原材料包括聚烯烴和聚酯兩大類。該產(chǎn)品生產(chǎn)控制非常嚴格。首先，所使用樹脂從牌號到具體各項理化指標均有規(guī)定，且在整個生產(chǎn)過程中不得隨意更改或調(diào)整，包括輔助原料。其次，對生產(chǎn)企業(yè)的廠房與設(shè)施（尤其是車間清潔度）、工藝規(guī)范及質(zhì)量監(jiān)督、機構(gòu)設(shè)置和人員資格等都有較嚴格的規(guī)定。因此，該領(lǐng)域進入門檻高，投入資金和精力大，短期見效慢，相對應(yīng)產(chǎn)能比較穩(wěn)定。

（4）乳品包裝瓶

乳品包裝瓶包括乳制品和乳飲料包裝瓶，一般采用高密度聚乙烯（PE-HD）、PET和聚丙烯（PP）等原料生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備與場地要求較高。這類企業(yè)的單一規(guī)格訂單量大，對產(chǎn)品的性能、外觀要求高，同時生產(chǎn)線速度快、自動化程度高。

由于PET無色無味，符合食品安全要求。同時注拉吹PET產(chǎn)量更大，且2022年以前樹脂市場價格較低，近些年逐漸搶占了部分PE-HD乳品瓶市場。

（5）日用化學(xué)品包裝容器

采用PE-HD為原材料，以1～5 L容積為主，主要供應(yīng)化妝品、洗發(fā)用品、洗滌劑等廠家?？蛻舸蠖酁槿蚧驀鴥?nèi)大型日用化學(xué)品品牌商，如聯(lián)合利華、寶潔、歐萊雅、立白、藍月亮等。該類容器企業(yè)規(guī)模較大、創(chuàng)新能力強、自動化程度高，市場競爭也異常激烈。

（6）調(diào)味品、保健品等包裝容器

調(diào)味品種類繁多，包括食用油、醋、醬油等液態(tài)，果醬、芝麻醬、沙拉醬等半固態(tài)以及香辛料粉等固態(tài)調(diào)味品。根據(jù)盛裝調(diào)味品種不同，調(diào)味品瓶使用的原材料主要為PET、聚乙烯（PE）、PP等。保健品瓶的原材料主要為PE-HD、PET和聚苯乙烯（PS）。

（7）化工包裝容器

化工包裝容器常采用超高分子量聚乙烯（PEUHMW）為原材料，以20～200 L、220 L閉口桶和中型散裝容器（IBCs）系列產(chǎn)品為主。主要用于香精香料、食品添加劑、涂料、潤滑油、電子化學(xué)品以及其他化工原料包裝。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量眾多，主要分布在江浙滬、珠三角、山東環(huán)渤海等區(qū)域，產(chǎn)能過剩明顯。

其中，IBCs近年來發(fā)展尤為迅猛，生產(chǎn)廠家主要分布在長三角區(qū)域，年均產(chǎn)能增速達20%。來自IBC包裝桶創(chuàng)造者德國舒馳上海分公司的數(shù)據(jù)顯示，截止2021年，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)已超過65家，產(chǎn)能接近1 500萬只，而產(chǎn)量只有約700萬只。雖然產(chǎn)能嚴重過剩，但市場需求還在快速增長，每年也仍不斷有新企業(yè)涌入（見圖2）。

圖2 國內(nèi)2020年以來IBC生產(chǎn)廠家數(shù)量Fig.2 Number of IBC manufacturers in China since 2020

（8）汽車配套吹塑制品

汽車配套吹塑制品包括塑料油箱、保險杠、尾翼、擾流板、各類風管等，材料以PE-UHMW、各類增強工程塑料為主。我國汽車油箱行業(yè)市場份額主要集中于幾個行業(yè)領(lǐng)先者：大部分為外資企業(yè)如考泰斯（Kautex）、英瑞杰（INERGY）、邦迪管路（天津）、八千代；亞普汽車、榮順股份和江蘇塑光為自主品牌。由于整車企業(yè)對油箱供應(yīng)商資質(zhì)要求較高，自主品牌面臨較高的技術(shù)和資金壁壘，因此我國油箱制造商在與國外企業(yè)的競爭中處于劣勢，僅占據(jù)部分低端市場。

自2018年進入低迷期以來，汽車工業(yè)開始從內(nèi)燃機向電動和混合動力汽車轉(zhuǎn)變，中國市場尤其明顯，由此導(dǎo)致對傳統(tǒng)塑料油箱的需求量陡然減少。與此同時，混合動力汽車所需的高壓油箱需求量正在增加，且其技術(shù)要求高，生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，價值更高，是未來的發(fā)展方向。

（9）農(nóng)藥瓶/桶

農(nóng)藥瓶/桶以容積為0.25～1 L容器為主，主要供應(yīng)農(nóng)用化學(xué)品生產(chǎn)廠家。其中，PE-HD容器常用于貯藏期短、阻隔性要求低的農(nóng)藥；而那些阻隔性要求較高的農(nóng)藥，可以選擇氟化瓶或含聚酰胺（PA）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）層的多層阻隔容器。

（10）大型吹塑罐

大型吹塑罐一般采用PE-UHMW生產(chǎn)，以1 000～3 000 L容積為主，目前市場上已出現(xiàn)10 000 L容積產(chǎn)品。大型吹塑臥式罐產(chǎn)生于2007年前后，主要服務(wù)于中西部地區(qū)的果蔬噴藥、漁業(yè)養(yǎng)殖、旱作節(jié)水、設(shè)施農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)、沼氣池等，生產(chǎn)廠家集中在我國的東北及中西部地區(qū)，如陜西省、新疆自治區(qū)等。目前生產(chǎn)企業(yè)有70余家，設(shè)備一百多臺/套，市場需求已接近飽和。

（11）吹塑托盤

吹塑托盤多采用高強度HD-PE生產(chǎn)。隨著物流尤其是冷鏈物流業(yè)快速發(fā)展，各地一些大型凍庫投入使用，對耐用、抗低溫、免人工卸貨的吹塑托盤、儲物箱、冷藏箱的需求量增長較快。

（12）軍用吹塑制品

隨著軍民融合戰(zhàn)略的進一步深化，包括子彈箱、塑料擔架、行軍床等吹塑制品需求量逐漸增加。這些產(chǎn)品對強度、壽命、抗沖、耐溫度變化、抗靜電、導(dǎo)電等性能要求較高，其研發(fā)與生產(chǎn)必將帶動新的吹塑技術(shù)、設(shè)備、材料的進步。

（13）異型吹塑制品

異型吹塑制品種類超過百種，包括工具箱、水上太陽能發(fā)電用浮體、水面養(yǎng)殖器材、水上救生器材、家用體育器材、花草種植容器、移動房屋、路障、隔離板、辦公用品、小型救生設(shè)備、凈水及污水處理裝置、環(huán)境保護產(chǎn)品等。其特點體現(xiàn)在技術(shù)含量較高，產(chǎn)品市場專業(yè)，產(chǎn)品研發(fā)周期較長，目前在品種、數(shù)量、質(zhì)量、市場、研發(fā)上均有較大的提升空間。

2.2 中空吹塑專用原材料

2.2.1 PE-HD中空專用料

PE-HD因其密度大，具有較好的抗沖擊性、電絕緣性、抗撕裂性、耐低溫性等，加工性能好，耐油、脂、酸與堿等，是中空吹塑產(chǎn)品中（尤其是大中型）用量最大的一種樹脂原料。除部分專用料外，國產(chǎn)PE-HD中空料已基本滿足各種規(guī)格、用途的產(chǎn)品。從原料來源看，石油基路線制PE仍占主導(dǎo)，以中國石化、中國石油為主（表3）。而隨著近年煤（甲醇）制聚烯烴企業(yè)的不斷投產(chǎn)，市場競爭加劇，供給方面逐漸出現(xiàn)供過于求的情況。

值得一提的是，近幾年市場上出現(xiàn)了三峰PE-HD中空料，與單峰料相比，多峰料具有加工溫度降低、抗環(huán)境應(yīng)力增強、密度降低、產(chǎn)品可耐高溫堆碼等優(yōu)點。但因離模膨脹較小，需要對現(xiàn)有設(shè)備的加工參數(shù)或配件進行調(diào)整，限制了其推廣使用。但隨著行業(yè)向可持續(xù)發(fā)展方向的不斷推進，密度低等優(yōu)勢可能會促進該物料的推廣，企業(yè)應(yīng)予以關(guān)注。多峰料的代表企業(yè)有SABIC、寶來利安德巴賽爾等。

表3 截止2022年初我國PE-HD中空專用料主要生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能情況Tab.3 Main production enterprises and production capacity of PE-HD special materials in China in the beginning of 2022

2.2.2 瓶級PET

PET具有力學(xué)性能高、化學(xué)穩(wěn)定性好、阻隔性能佳等優(yōu)點，廣泛用于包裝礦泉水、碳酸飲料、果汁、調(diào)味品、藥品、化妝品、農(nóng)藥及洗滌劑等產(chǎn)品。瓶級PET在中空吹塑產(chǎn)品中的使用量僅次于PE-HD。但與后者不同的是，它一般只能成型中小型中空容器，容積不超過30 L。

我國是全球最大的瓶級PET生產(chǎn)國，除滿足國內(nèi)市場需求外還大量出口，因此我國也是全球最主要出口國之一。截止2022年初，國內(nèi)瓶級PET生產(chǎn)企業(yè)主要有13家，年產(chǎn)能約14 620 kt，主要集中在江蘇、海南、廣東和浙江地區(qū)（表4）。與PE-HD情況類似，瓶級PET的國產(chǎn)化率非常高，只有極少量（5%）需要進口。

表4 我國瓶級PET主要生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能分布情況Tab.4 Main production enterprises and capacity distribution of bottle grade PET in China

2.2.3 其他材料

包括PP、聚氯乙烯（PVC）、PC、PA、低密度聚乙烯（PE-LD）、聚氨酯（PU）和其他熱塑性材料，在中空吹塑制品中占比較小。值得注意的是，近幾年高熔體強度、高透明度PP材料被研制成功并推向市場，應(yīng)用于熱灌裝飲料、乳制品、清潔用品等包裝，市場需求潛力較大。

2.3 中空吹塑設(shè)備

中空塑料吹塑成型機行業(yè)經(jīng)過近30年的高速發(fā)展，制造水平大幅提升，涌現(xiàn)出了一批各具特色的生產(chǎn)廠家。2022年4月，中國塑協(xié)中空制品專業(yè)委員會發(fā)布的調(diào)研報告顯示，從2021年銷售規(guī)模來看，設(shè)備廠逐漸形成了3個陣營。第一陣營：年銷售額2億元以上。內(nèi)資代表企業(yè)有同大機械和廣州樂善，外資代表企業(yè)有順德考特斯、香港雅琪。尤其是同大，2021年銷售額超過3.5億元，穩(wěn)居行業(yè)龍頭地位。第二陣營的銷售收入多在5 000萬元至2億元，代表企業(yè)有盛美、今雋、普信、意久、奇明、華玉等。其余為第三陣營，企業(yè)數(shù)量眾多。

隨著國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展進入常態(tài)化的發(fā)展軌道，國內(nèi)各省區(qū)間的發(fā)展不均衡造成了市場的不同需求，各種吹塑制品的提檔升級給中空塑料成型機制造行業(yè)提供了機遇和機會。另外，按照設(shè)備的使用壽命10～15年計算，2005—2010年大批投產(chǎn)的設(shè)備自2020年后進入了更新?lián)Q代期，對現(xiàn)階段吹塑機械的需求也有較強的支撐。但與上個階段不同的是，目前對運行穩(wěn)定可靠、產(chǎn)量高、節(jié)能、自動化程度高、可實現(xiàn)少人/無人化操作的高速全電動、電液混合驅(qū)動等智能化中空塑料吹塑成型機組、生產(chǎn)線的需求較為迫切，是現(xiàn)階段制品企業(yè)最關(guān)注的幾個方面。

值得注意的是，雖然我國的瓶級PET切片材料和PET瓶產(chǎn)量均居全球第一，但PET一步法注拉吹成型機主要還是從國外進口，如日本青木固、日本日精，國產(chǎn)化道路還很長。

3 “十四五”期間重點產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展方向

“十四五”期間，行業(yè)呈現(xiàn)三大發(fā)展趨勢。第一，自動化程度進一步加深，一些龍頭企業(yè)已經(jīng)在著手打造無人車間；第二，可持續(xù)發(fā)展成為新的驅(qū)動力，帶動行業(yè)從原輔材料、設(shè)備、工藝、管理入手，推進節(jié)能降耗、產(chǎn)品輕量化、可回收和再利用的進程；第三，高端化、差異化產(chǎn)品將實現(xiàn)較好的增長。在這些驅(qū)動力的推動下，一些新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備的研發(fā)正在開展或趨于成熟。

3.1 電子化學(xué)品專用超潔凈桶

在依賴原料和特種化學(xué)品穩(wěn)定供應(yīng)的所有行業(yè)中，半導(dǎo)體為純度設(shè)定了最高標準。對于電子化學(xué)品專用超潔凈包裝容器，首先要求必須耐腐蝕，其次不能有顆粒及金屬雜質(zhì)溶出，這樣才能確保容器在使用時不構(gòu)成對超凈高純試劑質(zhì)量的污染。由于PE-HD對多數(shù)超凈高純試劑的穩(wěn)定性較好，易于加工，具有適當?shù)膹姸龋蚨请娮踊瘜W(xué)品專用超潔凈容器的首選材料。

日本、美國企業(yè)前幾年就開始這方面的研發(fā)，最具代表性的企業(yè)有美國英特格，已實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)并壟斷了高端市場。這幾年，國內(nèi)已有企業(yè)開始加入超潔凈桶的研發(fā)賽道，但由于投資大、周期長、回報慢，技術(shù)壁壘等原因，僅有杭州科百特取得實質(zhì)性進展，現(xiàn)處于試生產(chǎn)階段，還未大規(guī)模投產(chǎn)。

3.2 高壓儲氫四型瓶

用于存儲高壓氫氣的儲氫氣瓶是燃料電池汽車必不可少的關(guān)鍵零部件之一，主要由塑料內(nèi)膽、碳纖維纏繞層、金屬接頭、外保護層以及密封結(jié)構(gòu)組成?？煽啃浴踩允歉邏簝錃馄堪l(fā)展的主要趨勢，其取決于塑料內(nèi)膽和纖維纏繞層。內(nèi)膽主要起密封氫氣作用，纖維纏繞層起承載壓力作用，因此這兩者的性能和成本是高壓儲氫四型瓶制備的關(guān)鍵?？紤]到對氫氣的滲透性，PA是常用的內(nèi)膽原材料。

近年來，國外70 MPa復(fù)合材料儲氫氣瓶已經(jīng)進入示范使用階段。國內(nèi)也有企業(yè)在進行這方面的研發(fā)，如2021年5月，斯林達成為國內(nèi)第一家獲得車用Ⅳ型儲氫瓶制造許可的工廠。但相關(guān)產(chǎn)品尚未形成規(guī)?；a(chǎn)，與國際先進水平尚有差距，有待進一步深入研究。

3.3 全電動中空成型機

全電動中空成型機主要由伺服電動機驅(qū)動，具有高效、節(jié)能、低噪、穩(wěn)定、清潔五大卓越優(yōu)勢，尤其適合對環(huán)境潔凈度要求較高領(lǐng)域，如醫(yī)藥、食品包裝等。全球?qū)θ妱又锌粘尚蜋C的研發(fā)已有超過20年歷史，尤其是歐洲，研發(fā)進展和市場使用率全球“遙遙領(lǐng)先”。最有代表性的設(shè)備廠商有Magic、Plastiblow、R&B、貝克姆、考特斯等。在2019德國K展上，Magic現(xiàn)場開機演示了據(jù)稱全球容積最大的雙工位、全電動擠出吹塑機ME-T50-1000D，用于生產(chǎn)20 L塑料桶，鎖模力為55 t，移模行程1 m。

國內(nèi)較成熟的全電動機制造商有開平雅琪和同大機械。自2009年第一臺問世以來，目前雅琪已推出三代機型，可生產(chǎn)最大25L容器。代表機型AE-1200-TS，移模行程為1 200 mm，鎖模行程300～580 mm，最大鎖模力達到50t。該機型已成功用于4+4的3～5L、5+5的1.5～2L、6+6的1～2 L、9+9的500mL等多種方案，可實現(xiàn)節(jié)能約25%。同大機械于2017年試制成功第一臺全電動機，目前已推出最大30升多層雙工位機型，鎖模力30 t，移模行程700～800mm，相比液壓機可實現(xiàn)節(jié)能15%～23%。

3.4 微發(fā)泡中空成型技術(shù)

中空吹塑發(fā)泡成型分為物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡2種工藝。物理發(fā)泡采用綠色介質(zhì)超臨界流體（CO2或N2）作為發(fā)泡劑，在一定的溫度和壓力下分解而產(chǎn)生氣泡，靠氣泡的成長來填充產(chǎn)品。在注塑領(lǐng)域，該工藝已成為一個非常成熟的革新技術(shù)，在全世界廣泛使用；但缺點是不適用于外觀品質(zhì)要求高的制品，因此除了汽車風管等產(chǎn)品外，未在中空吹塑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。2018年的國際橡塑展（CHINAPLAS 2018）期間，考特斯展示了采用物理發(fā)泡工藝生產(chǎn)的1 000 mL 3層塑料瓶，成功將物理發(fā)泡技術(shù)應(yīng)用于消費品及工業(yè)品包裝，極大地推進了該工藝的應(yīng)用。

化學(xué)發(fā)泡法是利用添加化學(xué)發(fā)泡劑，在加工過程中受熱分解使塑料熔體進行發(fā)泡，并成型制品的過程化學(xué)發(fā)泡是向原料中添加化學(xué)發(fā)泡劑，在特定的溫度下分解產(chǎn)生氣泡。適用于吹塑工藝的發(fā)泡劑供應(yīng)商很少，價格昂貴，且生產(chǎn)中需要對工藝參數(shù)做一些調(diào)整，以上制約了該工藝的應(yīng)用。近幾年，岱納包裝聯(lián)合客戶和發(fā)泡劑供應(yīng)商共同攻關(guān)，在某國際大牌日化包裝2 L瓶中添加埃萬特和華萬彩發(fā)泡劑，實現(xiàn)了16.8%的減重，同時在某著名國際潤滑油品牌4 L瓶中添加上述兩種發(fā)泡劑，實現(xiàn)了8.8%的減重，該方案已于2021年12月首次實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。

發(fā)泡中空成型技術(shù)在產(chǎn)品輕量化、隔熱性、隔聲性、沖擊強度等方面優(yōu)勢顯著，在歐美、日本等國家和地區(qū)正得到較快發(fā)展，具有良好的社會和經(jīng)濟效益，前景廣闊。

3.5 擠吹PET容器

通常情況下，瓶級PET缺乏應(yīng)用于擠吹工藝所需的熔體強度和緩慢結(jié)晶特性，因此行業(yè)中均采用注拉吹工藝生產(chǎn)。而“擠出吹塑”這一生產(chǎn)技術(shù)，在包裝解決方案的設(shè)計方面提供了相當大的自由度，對潛在設(shè)計幾乎沒有限制，這使得擠出吹塑成為生產(chǎn)個性化中空吹塑產(chǎn)品的更佳選擇。

目前，該工藝已由全球領(lǐng)先的擠吹設(shè)備生產(chǎn)商德國貝克姆公司和EPET原材料供應(yīng)商DAK Americas和Indorama Ventures研發(fā)成功，并被百事可樂用于89盎司Tropicana橙汁瓶、可口可樂用于Simply Orange產(chǎn)品上。而Alpla也宣布，開發(fā)了PET再生料改性的擠出吹塑工藝。國內(nèi)還沒有相關(guān)企業(yè)進行這方面的研究，但隨著國際大公司的推廣和可持續(xù)發(fā)展的深入，相信國內(nèi)企業(yè)也會跟進。

4 結(jié)語

我國中空吹塑行業(yè)經(jīng)過30年發(fā)展，工藝成熟、生產(chǎn)企業(yè)眾多，能滿足絕大部分國內(nèi)市場需求?，F(xiàn)階段，國產(chǎn)原材料的國內(nèi)市場占有率超過80%，但在專用料的開發(fā)方面進展緩慢。中空成型機的國產(chǎn)化率達到90%以上，但在提升穩(wěn)定性、降低能耗、推進生產(chǎn)線自動化水平、開發(fā)全電動、多層共擠中空成型機方面，與制品廠的要求還有差距，這在一定程度上限制了行業(yè)的創(chuàng)新能力。隨著行業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐加快，創(chuàng)新性、標準化、可持續(xù)的發(fā)展趨勢更加明確，需要設(shè)備、原材料、制品企業(yè)加強產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作，聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，推動行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。