滚塑行业发展现状及趋势
朱国才
温岭市旭日滚塑科技有限公司， 浙江 台州 317599
第一作者：
朱国才，810856678@qq.com
DOI：10.19491/j.issn.1001-9278.2026.06.025
引用本文：朱国才.滚塑行业发展现状及趋势[J].中国塑料,2026,40(06):157-162.
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前言
滚塑成型（rotational molding）又称旋转成型或回转成型，是一种通过模具双轴旋转加热制造大型中空无缝塑料制品的关键工艺。该工艺的基本原理是将塑料粉末加入模具中，通过对模具进行双轴旋转同时加热，使塑料原料在离心力和热量的作用下均匀涂覆于模具内表面，经冷却固化后脱模得到中空制品。与其他塑料加工工艺（如注塑、吹塑、挤出）相比，滚塑工艺具有模具成本低、适合成型大型及复杂形状制品、制品无内应力、壁厚均匀、材料利用率高等显著优势，特别适合生产小批量、多品种的大型中空塑料制品。
近年来，中国滚塑行业进入快速发展期。根据行业统计，2023年中国滚塑行业全产业链产值与2016年相比显著增长，展现出强劲的发展势头。
尽管中国滚塑行业在规模上取得了长足进步，但与欧美发达国家相比，在技术创新能力、高端材料研发、标准化体系建设、高端人才储备等方面仍存在明显差距。当前，全球制造业正经历数字化转型与绿色低碳发展的双重变革，特别是在“十四五”规划提出的制造业高质量发展、新材料研发、绿色制造、智能制造等政策背景下，中国滚塑行业面临着转型升级的迫切需求。
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滚塑行业发展历史与现状
现有研究对滚塑技术进行了多方面的探讨。在材料研究方面，学者关注滚塑专用材料的开发与改性；在工艺研究方面，重点研究工艺参数优化和成型过程模拟；在装备研究方面，设备大型化、自动化、智能化是主要方向；在应用研究方面，滚塑在储氢容器、汽车零部件等新兴领域的应用受到关注。然而，现有研究多集中于具体技术问题或局部应用领域，缺乏对行业整体发展脉络的系统性梳理和未来趋势的全面分析，特别是对技术演进规律、市场变化趋势、政策环境影响等多维度综合分析的研究相对不足。
中国滚塑行业起步相对较晚，大致始于20世纪80年代，经历了从无到有、从小到大的发展历程。在发展初期，国内主要依赖引进国外技术和设备，应用领域相对狭窄，主要集中在简单的容器和玩具制造。然而，随着中国经济的快速发展和工业化进程的推进，滚塑工艺凭借其独特的成型优势，逐渐在化工防腐、冷链物流、环保设备、体育休闲、水产养殖乃至军事国防等众多领域得到了广泛应用。
1.1
行业初步发展阶段
2015年以前国内滚塑行业处于初步发展阶段，整体技术水平与国外先进水平存在明显差距。
产业结构呈现“小、散、乱”的特点，企业数量众多但规模普遍偏小，以中小型企业为主。区域产业集群现象开始显现，如游乐设备产业集中在浙江温州地区、化学品储罐集中在浙江慈溪地区、防腐设备集中在江苏无锡地区、灯饰家居集中在广东佛山地区等。
滚塑设备技术基础薄弱，主要依赖进口设备与技术。设备以中小型和简易型为主，自动化、智能化程度较低。加热方式多为传统的明火式和烘箱式，存在热惯性大、能耗高、加热不均匀等技术缺陷。
滚塑制品主要集中在低端日用品和简单工业容器领域。主要产品包括小储罐、玩具、简易家具、灯饰外壳等，应用领域狭窄，尚未拓展到高端装备部件或特种制品。制品设计简单，附加值低，质量参差不齐，缺乏统一标准，产品同质化现象严重，市场竞争主要依赖价格。
滚塑工艺技术处于初级模仿阶段，对传热机理、成型周期、制品性能控制等核心技术的掌握尚不成熟。工艺参数主要依靠操作工人经验，缺乏科学化、系统化的工艺控制方法，成型周期长，制品精度难以控制。行业处于技术积累期，原创性工艺创新成果有限。
在材料方面，材料改性技术薄弱，复合材料应用几乎空白，滚塑专用料品种单一，国内企业尚未系统开发滚塑专用聚乙烯材料，高性能功能化材料严重依赖进口，主要使用聚乙烯（PE）作为原材料，性能稳定性差。
1.2
快速扩张与结构调整阶段
在2016⁃2020年期间，我国滚塑行业处于快速扩张与结构调整阶段。国家“十三五”规划为滚塑行业带来市场机遇，推动了行业的快速发展。环保装备、海洋工程、新能源等领域的政策支持，为滚塑发展创新创造了有利条件。
1.2.1 市场方面
市场规模处于持续增长状态，据中国塑协滚塑专委会统计，在2016年，滚塑行业拥有1 800余家企业，年材料消费量约45万吨，行业产值约130亿元；到2020年，滚塑行业拥有2 000余家企业，其中滚塑制品企业1 600家，年材料消费量约130万吨，全产业链产值约260亿元。企业发展从数量增长逐步转化为规模增大，年材料消费量增长了约188 %，全产业链产值增长了约100 %。形成这飞速的增长是因为：
（1）滚塑制品的应用领域爆发式扩展，新应用领域为滚塑制品带来了更多的需求，直接拉动了材料消费量和产值；
（2）技术创新使得行业能够用更高效的方式消化激增的原材料，并转化为更高的产值；
（3）产业结构从“小散乱”走向集中与规模化，企业开始内部扩展和提质，从数量增长走向质量发展的产业成熟标志；
（4）聚乙烯等原材料国产化率的提升，稳定了供应并降低了成本，为产值增长提供了基础；
（5）国内滚塑制品逐步成为全球重要供应源，出口市场稳定增长，为国内产能消化提供了重要通道。
1.2.2 技术方面
滚塑设备技术从模仿转向自主改进，开始朝着“大型化、异性化、智能化”方向发展，与国外技术差距开始逐步缩小。例如，东莞市勇兴富五金塑胶有限公司开发了一种全自动滚塑机，该设备在运动架上下两端分别装载一个升降机构，两个升降机构分别连接模具上下模，通过升降机构可以实现自动开合模及自动脱模，提高了设备智能化程度，并提高了设备的生产效率；浙江海洋学院开发了一种滚塑游艇的模具旋转装置，该装置在旋转杆左右两侧各安装一个滑块，通过气缸推动滑块得以调节旋转杆的高度，解决了大型模具旋转装置旋转杆无法调节高度的关键问题。
滚塑制品应用领域逐步拓宽，从低端日用品向工业容器和简单装备部件拓展。储罐产品规模扩大，从小储液罐扩大到大型储粮罐、大型储液罐。游乐设备、化学品储罐、防腐设备等特种设备相关配件产品逐步形成产业链和区域产业集群。制品质量随着相关技术的出现得到了有效提升，但产品附加值仍然不高，高端制品应用尚未形成规模，只有极少数高端企业有能力生产。
滚塑工艺技术从实践积累转向理论指导，传热理论模型的研究为工艺优化提供了科学基础。行业开始重视成型周期优化和能耗控制，通过热力学模拟仿真分析优化烘箱结构，提高能源利用效率。工艺参数调试结合理论分析，但仍主要依靠操作工人经验。数字化技术初步应用，但尚未形成系统化工艺控制体系。
国内石化企业开始尝试开发滚塑专用聚乙烯材料，以减少对进口材料的依赖。如：中石化齐鲁石化公司开发的一种滚塑聚乙烯组合物，该材料以聚乙烯树脂、抗氧剂、吸酸剂、润滑剂和氮化铝进行复配，通过控制各成分的加入比例，改善了制品成型后气孔较多的缺陷，提高了滚塑成型制品的性能；中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院自主研发的旋转模塑专用LLDPE树脂MPER3505，该材料经过熔体流动速率（MFR）测试、密度测试、拉伸性能、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度测试，与进口同类材料性能相当且优于国产同类材料。行业开始加大对新材料技术的研究投入，相关研发成果正逐步应用于滚塑生产领域。
1.3
创新升级与高质量发展新阶段
2021年至今，滚塑行业进入了创新升级与高质量发展新阶段。“十四·五”推出的制造业高质量发展、新材料研发、绿色制造、智能制造等相关政策，为滚塑行业升级指明了方向，创造了有利的宏观环境。氢能发展、新能源汽车、海洋工程等领域的政策支持，为滚塑高端应用提供了明确的市场导向。
1.3.1 市场方面
市场规模在高质量发展下进行了深度调整。据中国塑料加工工业协会年鉴、行业报告、市场分析报告数据整合出图1滚塑市场规模（2016⁃2024）统计图。2021年-2023年受疫情影响，市场规模从2021年130万吨制品产量、260亿元总市场产值，到2023年增长到152.5万吨制品产量（约增长17.3 %）、348.52亿元总市场产值（约增长34 %）。市场处于较为平稳的自然增长状态，这期间有部分中小企业退出了滚塑行业，但也有部分企业进行了扩张，成长为中大型企业，在弥补了退出滚塑行业的中小企业产量的同时还有所增长。这为2024年爆发式的增长提供了坚实的基础。
图1 滚塑市场规模（亿元/万吨）
2024年制品产量增长到约186万吨（约增长21.9 %）、总市场产值增长到约505亿元（约增长44.9 %），其中制品产值约为420亿元（约增长53.6 %）、设备产值约为85亿元（约增长13.3 %），在制品方面，产值增速是产量增速的2.4倍。形成这一现象的原因主要有：
（1）滚塑原料的市场价格受2024年原油及供需影响涨幅有10 %~20 %；
（2）产品工艺升级，制品精度及复杂程度的提高使产品附加值有所提高；
（3）需求端对高端滚塑制品的需求集中爆发，如氢能储运装备市场、海洋工程、环保与应急设备等；
（4）供给端的设备升级和新材料的应用使头部企业具有更高的议价能力；
（5）整体市场通货膨胀导致制品单价自然增长。
与国际市场相比，中国滚塑行业展现出独特的发展特征。根据Transparency Market Research报告，全球滚塑市场规模预计将从2023年的约40亿美元增长至2031年的59亿美元，年复合增长率（CAGR）为5.9 %。中国近年增长率显著高于全球平均水平，这一差异主要源于三方面：
（1）中国作为全球制造业中心，在基础设施建设和工业配套需求方面具有独特优势，推动了滚塑制品在储罐、管道等传统领域的快速增长；
（2）中国在新能源（特别是氢能储运）和新能源汽车领域的政策支持与市场先行，为滚塑高端应用创造了增量空间；
（3）中国企业在电加热模具等节能技术上的突破［15］，降低了生产成本，提升了国际市场竞争力。
从全球市场结构看，北美地区（以美国为主导）凭借成熟的制造业基础和创新能力占据领先地位，而中国正通过技术创新和市场应用拓展，逐步缩小与发达国家的差距。
1.3.2 技术方面
在这个阶段产业结构上开始分化，竞争进一步升级，部分具备核心技术和研发能力的企业脱颖而出，占据高端市场，如浙江瑞堂、温岭旭日；技术落后、产品同质化的中小企业面临着更大的竞争压力。行业竞争焦点从价格转向技术、品质和解决方案。部分企业形成了协同创新模式，建立了“企业+研究机构+高校”的协同创新体系，如温岭旭日协同北京化工大学、北京工商大学、中国计量大学、湖北民族大学共同建立滚塑研发中心。
图2专利数据来源于中华人民共和国国家知识产权局专利检索系统，论文数据来源于中国学术文献网络出版总库。如图2所示，支撑“创新升级与高质量发展新阶段”的技术创新体系呈现出“专利稳健增长，论文质量深化”的鲜明特征。专利年申请量在经历早期爆发期（2011年-2016年年均31.7 %）后，于2021年后进入每年400件以上的稳定平台期（2025年为428件），标志着行业创新从“数量追赶”转向“质量深耕”的成熟阶段。反映行业基础研究深度的年度学术论文数量从2011年的8篇稳步增长至2019年的32篇，特别是2016年（25篇）之后的快速增长，表明在创新升级阶段，理论研究正与应用技术开发同步深化。
图2 滚塑行业技术创新数据
表1将两阶段技术创新特点进行汇总并进行对比，可看出高质量发展新阶段相比快速发展阶段有着明显的变化。这些变化是造成在高质量发展新阶段，技术创新的数量开始有所回落的主要原因。
表1 技术创新特点对比表
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近年滚塑成型关键研究
2.1
滚塑成型传热机理
滚塑成型的传热过程是加热元件通过某种方式加热模具并传递到塑料粉末当中使塑料粉末融化的过程。
刘学军研究了直接电加热滚塑工艺的传热机理与能耗特性。其技术原理在于：通过嵌入模具表面的电加热丝直接导热加热，取代了传统热空气对流加热方式。在加热过程中，模具表面温度快速上升，但当平均温度达到粉料熔点（约140 ℃）后，升温速率因粉料熔融吸收大量潜热而明显减缓；模内空气温度则呈现“快速上升—缓慢上升（粉料熔融期）—再次快速上升（熔融完成后）”的三段式变化规律。模具表面温度分布在粉料熔融前较为均匀，得益于模内混合物的强迫对流均热作用；熔融后，由于黏附在内壁的熔融塑料层导热性差，温度均匀性变差，最大温差达8 ℃，此时温度分布主要受模具结构、尺寸及加热丝布置影响。能耗分析表明，总电能转化为有效热能（用于加热模具和粉料熔融）与无效热能（散失到环境中），其中对流散热是主要能量损失途径，在测试案例中占比超过60 %。研究得出主要结论：该工艺最高热能利用率可达37.5 %（对应中等粉料量、加热温度180 ℃的情形），远高于传统工艺（<5 %）；且在相同加热温度下，热能利用率随粉料质量的增加而降低。
温原等成功建立并求解了电加热滚塑成型过程的整体传热模型解析解，其技术原理是基于能量守恒定律，将复杂的多部件传热系统（包括炉壁、炉内空气、模具、物料等）简化为微分方程组，并通过矩阵运算分别得到了加热段（六阶齐次常系数微分方程）和冷却段（三阶齐次常系数微分方程）的温度解析解；试验验证表明，该模型对炉内空气温度和模内空气温度的计算精度分别达到了98.02 %和97.51 %，同时模拟结果挑战了现有的粉末熔化着模理论，并指出仅依靠模内空气温度曲线进行质量控制存在局限性。
2.2
模具内传热与温度场分布
模具内温度场的均匀性直接影响制品壁厚分布和内部质量。传统烘箱式加热存在热惯性大、温度梯度明显等问题，而电加热模具技术通过直接加热模具表面，显著改善了温度均匀性。
刘学军基于static bed模型，为电加热滚塑工艺的加热阶段建立了传热模型，利用FLUENT软件仿真计算模具表面和模内温度。技术原理是通过在模具外表面设置内热源来模拟电加热功率，并区分升温段和保温段的内热源强度以近似实际PID控制的功率变化，同时假设粉料熔融前模内温度为粉料与空气的质量平均温度，熔融后为空气温度。结论表明，改进模型对模具表面温度的仿真精度高于模内温度，对于厚度不超过10 mm的氢气瓶，模具表面和模内温度的仿真与实测均方根相对误差均在10 %以内，而12 mm厚氢气瓶的误差分别为5.1 %和14.1 %；此外，仿真还揭示了塑料层液相百分比随时间非线性的变化规律。
江财明针对450 L Ⅳ型储氢瓶内胆滚塑成型，设计了一套采用电阻丝分区精密控温的电加热模具系统。其技术原理在于：将模具本体划分为9个区域，并将两端的金属嵌件（BOSS）单独设为2路控温，共计11个独立控温区；通过PLC结合PID控制算法，构建了分级变功率恒温控制系统，使各区域在达到设定温度后能根据实测温度自动调节电热丝输出功率，以实现对模具温度场高精度与高均匀性的控制。实验结论表明，该电加热控温方式相较于传统工艺能显著降低50 %以上的能耗；对于交联聚乙烯（XLPE）材料，适当降低电热丝功率输出比例有助于改善制品内表面流平度并提高交联度；而提高模具封头区域的设定温度，则能有效减少BOSS与封头结合处的气泡缺陷。
2.3
冷却阶段结晶行为与制品性能
冷却阶段的结晶行为决定了制品的微观结构和宏观性能。滚塑制品冷却过程中，聚合物熔体经历非等温结晶过程，结晶度分布直接影响制品的收缩率、翘曲变形和力学性能。
温原等研究了不同冷却方式（水冷、风冷、自然冷和保温冷）对滚塑级线型低密度聚乙烯（PE⁃LLD）制品结晶性能和力学性能的影响。技术原理基于牛顿冷却定律，研究发现滚塑过程的冷却行为符合该定律，冷却系数与材料的结晶度之间存在良好的线性关系；研究者进一步从非等温结晶动力学理论出发，推导出了适用于牛顿冷却条件的结晶动力学方程。论文的主要结论是：通过控制冷却系数（即改变冷却速率），可以精确调控材料的结晶度，进而实现对制品力学性能的线性控制——具体表现为，冷却速率降低（冷却系数绝对值减小）会提高结晶度，从而使制品的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量上升，但冲击韧性下降；反之，快速冷却则能提升韧性。
2.4
其他新型滚塑加热方式
随着“碳达峰 碳中和”目标的推行，滚塑行业研发方向向着新型加热方式行进。Giorgio Luciano等通过开发微波活性复合涂层材料，将传统旋转成型工艺转化为更节能的微波辅助旋转成型工艺。其技术原理是利用具有高介电损耗的微波敏感无机化合物（如Fe₂SiO₄、SiC等）与甲基苯基硅树脂混合制成涂层，涂覆于模具表面；在微波照射下，这些涂层能高效地将电磁能转化为热能，从而加热模具并熔化聚乙烯粉末（聚乙烯本身不吸收微波）。实验结果表明，最佳的无机物/树脂比例为2∶1，其中铁硅酸盐（Fe₂SiO₄）表现最优；涂层可使铝、不锈钢和玻璃模具在微波加热下达到所需温度，相比传统电阻加热节省了时间和能耗，且制得的聚乙烯制品在力学性能、热性能和化学结构上与商业产品相当，证明了该技术可成功用于改造传统模具，实现高效、均匀的微波辅助旋转成型。
近年滚塑成型的关键研究，揭示了行业从经验积累向科学理论指导的重要转变。在传热机理方面，电加热工艺的精确建模与能耗分析为节能技术提供了定量依据；模具温度场控制技术实现了制品壁厚均匀性的显著提升；冷却结晶动力学研究建立了工艺参数与制品性能的关联模型，实现了力学性能的可控调节。特别是微波辅助加热等新型技术的探索，展现了滚塑行业响应“双碳”目标、推动绿色制造的前沿方向。这些研究成果共同构成了滚塑成型从传统工艺向精密化、智能化、高效化发展的科学基础，为行业技术创新与产业升级提供了关键支撑。
3
总结
本文系统分析了中国滚塑行业的发展历程、现状及关键技术进展。研究表明，中国滚塑行业经历了从技术引进到自主创新、从规模扩张到质量提升的完整发展路径。行业已从早期的低端同质化竞争，逐步转向以技术创新为核心的高质量发展阶段。在技术层面，电加热模具、精密控温系统、冷却结晶动力学等关键技术的突破，显著提升了制品质量和生产效率，降低了能耗。微波辅助加热等新型技术的探索，展现了行业响应绿色制造的前沿方向。与国际市场相比，中国滚塑行业展现出独特的发展活力，这得益于应用领域拓展、产业链协同创新和技术自主突破。然而，行业仍面临高端材料依赖进口、标准化体系不完善、人才储备不足等结构性挑战。当前，中国滚塑行业正处在从“制造大国”向“制造强国”转型的关键时期，技术创新与产业升级将成为未来发展的核心驱动力。
未来随着工业4.0和“双碳”战略的深入推进，滚塑设备将向全流程智能化方向发展。数字孪生、人工智能、物联网等新技术将与滚塑工艺深度融合，微波、感应、红外等新型节能技术将加速产业化应用。高端滚塑材料的国产化替代将成为核心竞争力提升的关键。未来研发重点包括：Ⅳ型储氢瓶专用材料、耐高温工程塑料、纤维增强复合材料、生物基可降解材料等，材料⁃工艺⁃性能一体化设计将成为创新重点。滚塑制品将从传统容器向高端装备核心部件转型。在新能源、海洋工程、航空航天等战略领域，滚塑技术将实现新的应用突破，制品附加值将从材料性能优化转向结构设计创新和功能集成。
展望未来，中国滚塑行业将在技术创新驱动下，为全球塑料加工技术的进步贡献中国智慧和中国方案。
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排版：赵睿文
审核：刘学
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