建築防水行業新一代改性瀝青防水卷材生產技術裝備創新研發攻關方案

  中國建築材料聯合會高度重視建材行業科技創新、高質量發展工作,多次強調新一代技術裝備創新研發攻關的重要性和緊迫性,中國建築防水協會按照中國建築材料聯合會的統一安排和要求,編制了《新一代改性瀝青防水卷材生產技術裝備創新研發攻關行動方案》。

  一、建築防水行業基本情況

  自改革開放以來,中國建築防水事業在政府政策引導下,在協會的推動下,在企業的努力下,得到了快速的發展。建築防水行業逐步由改革開放初期“石油瀝青紙胎油氈‘一統天下’”,發展成為當前“材料品種高中低檔產品齊全,輔助材料和備配件基本配套,生產裝備技術逐步提高,生產工藝相對穩定,施工工藝相對提高,施工工人技藝穩步提高”的全面突破局面,基本上滿足了當前社會建設對建築防水材料和施工工藝的需求。

  2018年,防水材料生產和施工企業家數在3000家左右,其中防水卷材生產企業1500家左右,獲證企業1226家,具有防水防腐保溫工程專業承包資質企業數量12589家。3000家防水材料生產企業中,規模以上企業(銷售收入2000萬元以上)近800家,防水行業年產值約2500億元。

  雖然防水行業取得了很大的進步,但仍然存在行業整體規模小、集中度不高、大企業較少、企業之間的差距較大、產能嚴重過剩、技術研發創新能力整體偏弱、生產裝備配套性和自動化程度偏低等問題,與國際防水卷材裝備製造企業差距較大。

  二、國內外技術裝備發展現狀和趨勢

  自上世紀90年代初改性瀝青防水卷材在國內得到應用以來,其生產裝備經過引進、消化吸收、自主研發、技術提升等各種手段,實現了從無到有、逐步提升的目標。目前在整體設計、生產規模、自動化生產、節能環保等方面已經有了很大的發展,能夠滿足卷材生產企業的基本要求。一些自主研發的新技術已領先於世界,在一定程度上獲取了參與國際競爭的資質。

  防水行業第一個也是唯一一個裝備方面的標準JC/T2046-2011《改性瀝青防水卷材成套生產設備通用技術條件》由工信部於2011年11月20日發佈,2012年7月1日開始實施。2016年,國家工信部頒佈了《建築防水卷材行業准入條件》及國家質檢總局發佈的《建築防水卷材產品生產許可證實施細則》,對改性瀝青防水卷材生產企業的生產設備作了詳細、明確的規定。

  改性瀝青防水卷材的生產裝備由原料儲存系統、瀝青改性系統、卷材成型系統、導熱油供熱系統、冷卻系統、除塵和煙氣處理系統、壓縮空氣系統等組成。其中,瀝青改性系統、卷材成型系統、除塵和煙氣處理系統是瀝青基卷材設備企業重點研究和提升的三大系統。

  國內瀝青基防水卷材設備雖然已經發展了近40年,設備整體的水平也已經達到了一定的高度,但是仍然有相當大的進步空間,如生產線速度、自動化程度、設備加工精度及節能環保等方面。另外,目前一些龍頭企業正在將生產信息化管理系統(如MES系統)等系統融入整套裝備體系中,致力於打造智能化生產裝備。

  瀝青基卷材設備國內外的差距:

  1.設備的產能與速度:國內有胎改性瀝青防水卷材成套生產設備的生產能力應不低於年產1000萬㎡,生產速度應不小於42㎡/min;而國外最快的生產速度已經達到100㎡/min,並且可以確保生產速率達到80㎡/min以上,單位時間生產效率是國內的2倍以上。

  2.設備生產產品的品種:國外可以生產胎體上下表面塗覆不同塗層的卷材,國內尚未有此防水產品的標準,因此設備尚未跟上;國外生產的產品以有胎卷材為主,因此國外較少生產無胎改性瀝青防水卷材成套生產設備。

  3.卷材成型系統技術水平:卷材成型系統的關鍵技術在於產品成型的精度和外觀控制、生產線張力控制、生產線冷卻速率控制。目前國外的卷材成型系統厚度控制精度要高於國內設備,主要體現在橫切面厚度的均勻性;國外的覆膜和撒砂技術很好地解決了料溫太高造成燙膜或者料溫太低造成氣泡的問題,產品外觀優於國內;張力控制的困難程度與生產線速度成正比,速度越快,張力控制越難,目前國外可以做到100㎡/min,而國內機械速度大多低於60㎡/min;在冷卻速度控制方面,目前國外的三層水槽冷卻、封閉式冷缸冷卻等技術已被國內生產設備所採用的,但BOATO的霧化冷卻技術國內尚未取得突破,且BOATO公司已就霧化冷卻技術申請了世界專利,為國內裝備實現技術趕超增加了難度。

  4.瀝青改性系統技術水平:國內個別設備廠家在該系統的規模、自動化程度方面已經領先於國外,但例如膠體磨、均質器等部分改性關鍵設備的質量水平仍落後於國外裝備。

  5.除塵和煙氣處理系統:由於國外的原材料、配方工藝與國內的存在差異,相對來說國外企業面臨的環保壓力要遠低於國內企業。因此就除塵和煙氣處理系統而言,國內研究更加深入,設備技術要高於國外同行業。

  三、新一代技術裝備創新研發攻關的目的、意義

  創新是行業進步的基礎,是推動行業發展的動力。建築防水行業進入了全產業鏈質量提升、轉型升級的關鍵時期,需要在生產技術裝備、產品標準、施工技術等各個方面有較大提升。工欲善其事,必先利其器。防水行業裝備製造是行業發展的基石,是實現建築防水行業轉型升級的抓手。

  近年來,國家發改委發佈《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》(2016版)修訂稿中對“高端裝備製造產業”明確提出“用於數控機床、基礎製造裝備、流程工業裝備及其他製造裝備中,實現控制功能的工業控制的智能測控裝置智能控制系統”“用於離散製造和流程工業裝備中,連續測量溫度、壓力、流量、物位等變量,或者測量物體位置、傾斜、旋轉等物性參數及物質成分的智能儀器儀表”等要求。對照現有建築防水材料製造裝備技術,我們應該在自動化、智能化、集成化、數字化等方面進行創新,以滿足建築對防水材料高品質的要求。

  我國的防水材料品類繁多,主要有防水卷材和防水塗料,同時防水卷材還分為瀝青基防水卷材和高分子防水卷材,防水塗料包括聚氨酯防水塗料、JS防水塗料、瀝青基防水塗料、丙烯酸防水塗料等品種,其生產裝備和生產工藝各不相同,我們將以目前市場上用量最大的改性瀝青防水卷材生產裝備升級為突破口,帶動其他防水材料生產技術裝備的升級。

  我國瀝青類防水材料裝備的水平能夠滿足行業發展的需求,總體水平與國際先進水平的差距明顯縮小,骨幹企業的技術裝備水平初步實現接軌世界先進水平;領先的裝備企業已經具備一定的國際競爭力,且憑藉優良的性價比,初步具備參與國際市場的競爭的資格。成套裝備的自動化、信息化水平有了較大的提升,並進一步向數字化、智能化方向發展。

  目前,國內瀝青類防水卷材生產線整體工藝與國外存在一定差距,主要體現在產品質量穩定性、生產線的速度和精度、生產線的生產效率、自動化水平等方面。

  因此,我國防水行業需要加大技術裝備創新研發,提高裝備自動化、現代化水平,從而提高防水材料質量水平,推動行業高質量高效益發展。

  四、新一代技術裝備的定義與內涵

  瀝青類防水行業的技術裝備包括原料儲存系統、瀝青改性系統、卷材成型系統、除塵和煙氣處理系統等。防水行業新一代技術裝備定義為密閉、高效的原料儲存系統;密閉式、自動化、數字化、智能化、高效的瀝青改性系統;自動化、機械化、智能化的卷材成型系統;節能環保、高效的除塵和煙氣處理系統。

  五、新一代技術裝備創新研發攻關的內容和目標

  (一)指導思想

  緊貼《中國製造2025》的需求,以提高防水行業發展質量和效益為中心。以實施智能製造、綠色製造等標準化和質量提升工程為抓手,堅持標準與產業發展相結合,堅持標準與質量提升相結合,不斷優化和完善瀝青類防水卷材成套生產設備標準體系。加強質量管理,提高標準的技術水平,推動行業產業結構調整和經濟增長方式轉變,實現行業以高質量、高效益為目標的可持續健康發展。

  (二)內容和目標

  建築防水行業新一代瀝青類防水卷材技術裝備總體發展目標為:

  1.生產裝備自動化水平達到或超過國外同類產品,年產1000萬㎡的生產線操作工人不多於3人。

  2.成型生產線中胎體接頭機、卷材收卷機和包裝機實現自動化運作,收卷機的最大速度提高到8卷~10卷/分鐘。

  3.穩定生產線速度達到80米~100米/分鐘,實現生產快速冷卻的目標。

  4.瀝青改性系統實現自動計量、自動加料,裝備的自動化、信息化水平有顯著的提升。

  5.開發國產高端膠體磨、均質器,確保工作效果達到並超過國外同類產品。

  6.結合綠色、節能、環保要求,開發出適合改性瀝青防水卷材生產線的環保裝置和技術。

  根據《2030年中國建材工業“創新提升、超越引領”發展戰略》,目標分解如下:

  2020年年底前:開展行業瀝青類防水技術裝備水平調查與研究,掌握瀝青類防水卷材成套設備技術現狀及行業規模,與行業大企業開展合作研究新一代裝備技術。

  2021年年底前:制定行業“十四五”發展規劃,提出瀝青類防水卷材成套裝備水平劃分標準,確定新一代裝備技術水平評價標準。制定併發布行業裝備方面的評價標準。

  2023年年底前:保證至少建成一條具有獨立自主知識產權且符合新一代裝備技術要求的全新改性瀝青防水卷材生產線。

  六、組織與保障措施

  組織機構保障:依託行業龍頭企業,中國建築防水協會牽頭設立防水裝備研發中心,確定工作職責與分工,建立溝通機制。

  標準規範保障:標準是產業發展和質量技術基礎的核心要素,是裝備製造業行業管理的重要手段。標準是裝備設計、製造、採購、檢測、使用和維護的依據,標準的先進性、協調性和系統性決定了裝備質量的整體水平和競爭力。堅持標準引領,用先進標準倒逼裝備製造業轉型和質量升級。加大行業裝備相關的標準編制力度,爭取在2021年年底之前完成《改性瀝青防水卷材成套生產設備通用技術條件》的編制工作。

  技術交流保障:打造裝備技術相關的技術交流平臺,邀請國內外知名裝備研發、製造企業到平臺上分享最新裝備技術,邀請防水材料生產企業參與交流活動,並創造裝備研發、生產和應用各方溝通交流機會,做好供需對接,促進瀝青類防水卷材成套裝備技術水平明顯提升。

  展覽展示保障:舉辦裝備機具相關的供應商展覽展示活動,鼓勵各大裝備製造企業將最新的裝備通過展覽形勢呈現給各大防水材料生產企業,並在展覽現場舉辦答疑活動,通過更為直接的方式瞭解應用方信息並解決應用端存在的問題。

  國際交流保障:防水行業部分骨幹企業通過引進生產線等方式,使其瀝青類防水卷材生產線先進程度已經達到國際水平。但是由於國外生產線引進成本過高,國內對生產裝備的研發投入不夠,國內大部分瀝青類防水卷材生產的裝備水平與國際存在不小差距。協會將通過加強與國際裝備製造企業溝通和交流,鼓勵國際裝備企業在國內銷售核心裝備,其餘配套裝備由國內裝備生產企業提供,這樣將大大降低瀝青類防水卷材成套裝備造價,同時提高裝備技術水平。

  中國建築材料聯合會 中國建築防水協會

校對:張健

監審:陶璐璐


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