行業(yè)概況
2019-07-10
產品介紹
連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料(CFRTP)是以連續(xù)纖維作為增強材料,以熱塑性樹脂為基體,通過將熱塑性樹脂熔融浸漬的工藝制造成高強度、高剛性、高韌性的復合材料。可選用的增強材料包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、植物纖維、以及玄武巖纖維??梢赃x用的樹脂基體有通用塑料(PP、PE)、工業(yè)塑料(PA6、PC、PET、TPU)、特種工程塑料(PPS、PEEK)等。根據(jù)產品性能及成型要求的不同,增強材料的形態(tài)可以是單向的,也可以是織物。
連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料(CFRTP),可替代金屬、傳統(tǒng)改性塑料、熱固性復合材料等。產品的比強度高、比剛度高,此外,在高溫和零下溫度環(huán)境中的高剛性,在嚴酷環(huán)境和恒定載荷下的抗蠕變性使熱塑性復合材料市場比熱固性和金屬材料市場更加具有競爭力。同時,該復合材料在生產制造過程中無化學反應,環(huán)境影響小,不同于熱固性復合材料,CFRTP可進行二次加工,且可以被回收利用,符合政策導向。
盡管短纖維和長纖維熱塑性復合材料占整個熱塑性復合材料市場的主導地位。但由于連續(xù)纖維材料其優(yōu)良的特性,近年來國際上連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料市場保持著快速增長。并在汽車工業(yè),航空航天,軍工,建筑,油氣,市政等諸多領域已經廣泛的應用。
連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料(CFRTP)的特點:
1. 材料密度低,比強度、比剛度高
2. 材料耐疲勞性、抗沖擊性能、耐腐蝕性優(yōu)異
3. 材料環(huán)保、無VOC/甲醛排放,可循環(huán)使用
4. 材料選擇范圍廣,材料性能可定制,可滿足客戶不同需求
5. 材料受環(huán)境因素小,便于儲存,儲存時間長
6. 材料成型快,成型方式多樣化,適合多種加工工藝
全球及中國復合材料行業(yè)基本概況
復合材料作為一種新材料誕生于二十世紀30年代。第二次世界大戰(zhàn)期間,玻璃鋼首先被用于軍工產品,并先后在美國、英國、德國、法國、前蘇聯(lián)及日本等國家發(fā)展起來。到二十世紀60 年代以后,由于玻璃鋼的優(yōu)異特性,其逐步被應用于民用領域,截止到80年代初期,玻璃鋼品種已經達到35,000種以上。此外,從70年代后期,隨著高新技術的發(fā)展,高硅氧纖維、碳纖維、芳綸纖維等高性能纖維及其復合材料先后得到開發(fā)和應用。
此后,全球復合材料工業(yè)經歷了長期的向上發(fā)展,復合材料制品先后進入建筑、化工、航空航天、汽車、風電等重要市場。尤其是進入21世紀以來,全球復合材料市場快速增長。
我國復合材料行業(yè)誕生于1958年,前期發(fā)展以北京玻璃鋼研究設計院、哈爾濱玻璃鋼研究院、上海玻璃鋼研究院等一批國家科研院所為主。改革開放之后,我國復合材料產業(yè)鏈上下游不斷健全,行業(yè)迅速發(fā)展壯大,尤其是民營復合材料生產企業(yè)如雨后春筍般快速成長。
中國復合材料行業(yè)發(fā)展前景
1、政策引導行業(yè)健康有序發(fā)展
國家統(tǒng)計局公布《戰(zhàn)略性新興產業(yè)分類(2018)》。其中高性能纖維及制品和復合材料產業(yè)細分3個子類分別是高性能纖維及制品制造產業(yè)、高性能纖維復合材料制造產業(yè)以及其他高性能材料制造產業(yè)。高性能纖維是國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要組成部分,是發(fā)展國防軍工重要的基礎原材料。
《中國制造2025》明確提出,新材料產業(yè)是需要突破發(fā)展的十大重點領域之一。
工信部發(fā)布的《重點新材料首批次應用示范指導目錄》中,也將碳纖維、玄武巖纖維、連續(xù)碳化硅纖維列為“關鍵戰(zhàn)略材料”。在巨大的市場需求牽引下,高性能纖維復合材料產業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展空間。
山東省發(fā)布的《山東省新材料產業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃(2018—2022年)》內提及的發(fā)展方向和重點涵蓋了高性能纖維及復合材料: 重點發(fā)展高性能低成本碳纖維、高強高模及功能玻璃纖維、芳綸、聚酰亞胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、氧化鋁纖維、氮化硼纖維、玄武巖纖維、碳化硅陶瓷纖維等材料;加快纖維及復合材料的智能、綠色生產制造技術和耐高溫熱塑性復合材料產業(yè)化水平;進一步拓寬高性能纖維及復合材料在工業(yè)裝備、高壓氣瓶、汽車輕量化、軌道交通、風力發(fā)電、海洋和體育休閑領域的應用。
2、應用領域廣泛、應用前景廣闊
復合材料具有比強度高、比模量高、抗疲勞性好、減震性能強、耐熱性高、斷裂安全性高等特點,還具有特殊的振動阻尼特性,優(yōu)異的力學性能和不吸收X射線特性,可以獲得高精度的復雜形狀,并且耐腐蝕能力強,廣泛應用于航空航天、汽車工業(yè)、化工紡織、機械制造、醫(yī)療器械以及制造體育運動器材和建筑材料等眾多領域,復合材料對現(xiàn)代科學技術的發(fā)展有著十分重要的作用。
尤其是在汽車輕量化領域,汽車行業(yè)迫切需要輕量化的解決方案來對抗燃油費上漲的成本壓力。目前汽車輕量化技術主要有兩個方向,一是汽車結構和材料加工工藝的優(yōu)化設計,二是使用能夠滿足要求的更輕質的替代材料。其中,輕量化的替代性材料是業(yè)內普遍認同且前景最為可觀的輕量化技術,復合材料作為其中的主要材料之一,將是邁進汽車輕量化市場的絕佳機會,且發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>
3、機械自動化助推復材產業(yè)發(fā)展
近年來,為解決用工成本增加、環(huán)保督察及轉型發(fā)展等問題,很多企業(yè)逐步增加生產裝備和輔助生產裝備,提升機械化、自動化生產水平。部分企業(yè),更是積極尋求自動化、智能化生產線建設。展望未來,生產機械化自動化水平的提升,不僅僅為企業(yè)解決用工成本增加、生產現(xiàn)場規(guī)范管理等問題,更為行業(yè)帶來新的生機。隨著機械化自動化生產水平的提升,企業(yè)生產效率大幅提升,產品質量穩(wěn)定性也更有保證。因而,有助于復合材料制品企業(yè)積極拓展汽車及軌道交通、建筑業(yè)、能源環(huán)保等較大規(guī)模的中高端應用市場。機械化、自動化的發(fā)展應用將為復合材料制品行業(yè)帶來新的生機。
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