复合材料行业在2007年已出现资金—技术密集的趋势,这对促使行业由小到大,由大到强颇具积极作用。近年来我国复合材料产品的产量逐年以两位数增长,由于原材料品质与工艺水平也逐年提高,产品附加值亦有所提高,但价格仍远低于发达国家同类产品。
原辅材料的发展
增强材料
玻璃纤维:2007年,我国玻璃纤维产量达160万吨,同比增长33%。2007年新建池窑9座,新增设计产能41万吨,其中电子纱4万吨。
2007年5月,巨石集团公司建成了迄今世界产能最大(12万吨/年)的玻璃纤维池窑。超过美国欧文斯科宁公司在德州的8万吨/年的池窑。同年其“10万吨玻璃纤维池窑拉丝生产技术与关键设备的研发及应用”项目通过了由中国建筑材料联合会组织的专家评审与鉴定。
由于原丝、无捻粗纱品质的提高以及德国设备的引进,国产多轴向织物已成功用于风机叶片的制造。
常州伯龙复合材料有限公司自主研发的三维空间织物芯材及其复合材料(与北京航空航天大学合作)已通过江苏省鉴定。
上海东华大学纺织学院开发的三维正交机织复合材料、三维正交机织物、双轴向间隔针织物、针织-机织复合结构织物、深层腕骨架材料、椭圆锥形壳体织物获得“2007中国复材展―JEC创新奖”。
我国已开发出适用于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等不同基体的玻璃纤维连续原丝毡产品,其湿态强度已能满足拉挤成型工艺的要求。
GMT(玻纤毡增强热塑性塑料)专用9600Tex无捻粗纱现已面市,并出口韩国。
2007年我国已经成为全球最大的玻璃纤维生产国和最大的电子布生产国。为应对我国玻璃纤维工业的大幅度成长,荷兰帝斯曼公司于2007年9月在上海建造了一家浸润剂厂。
碳纤维:2007年10月中复神鹰公司正式揭牌,暨国内首条最大的国产化万吨碳纤维项目第一期工程开工。山西榆次、山东威海、江苏镇江等地的碳纤维生产线亦在建设或扩容中。
高强聚乙烯纤维:北京、浙江、湖南等地已有15家企业投产高强聚乙烯纤维,产品应用领域有待进一步开发。
玄武岩连续纤维:2007年上海、浙江横店、四川成都、辽宁营口等地生产,产量700吨。浙江在2007年6月建成年产能2000吨的全球最大的生产线,远景规划年产能为2万吨。
基体树脂
不饱和聚酯树脂:由于美国经济衰退等众所周知的原因,用以制作工艺品、人造石的非增强用树脂用量大幅下滑,虽然增强用树脂在SMC/BMC、管道、储罐等方面的用量有所上升,但产量增幅仅3%-4%。我国目前仍是世界上不饱和聚酯产量与用量最大的国家。
环氧树脂:环氧树脂在层压板、覆铜板、压力容器、高压管、建筑补强等方面的用量上升。2007年我国大陆环氧树脂用量高达90万吨,其中2/3自给,我国已经成为世界上最大的环氧树脂生产国与消费国。
随着我国风电行业的发展,叶片用环氧树脂用量大幅上扬。台湾上纬公司专门在天津筹建风机叶片专用材料公司,同时生产不饱和聚酯树脂与环氧树脂。
美国陶氏化学公司于2007年3月宣布,将在上海兴建世界级环氧工厂,包括年产能15万吨的甘油转环氧氯丙烷工厂和10万吨的液体环氧树脂厂。此前,台湾的南亚公司已在江苏昆山建成年产能13万吨的环氧树脂厂。
技术与市场向高端发展
风力发电机叶片
1.5 MW及以上的风机叶片生产企业已逾40家。产能最大的是中复连众公司。2007年连众公司生产1.5 MW级叶片1012片,总装机容量达50.5万千瓦,并已推出2 MW级叶片。北京玻璃钢研究院开发了适合我国风况的1.5-2.0 MW风机叶片,叶片长40.25米,较37.5米叶片扫风面积提高了15%,发电量提高10%以上(理论效率提高26%)。上海玻璃钢研究院兆瓦级风力发电机复合材料叶片获得全国建材科技进步一等奖,该院还开发了相应的软件与专用树脂体系等多项技术。
2007年初,中国建材集团收购德国诺益(NOI)公司,在德国成立SINOI公司,从事叶片设计、研发、制造、销售,计划年产2-2.5 MW级叶片100套,为欧洲主机商配套。
瑞士固瑞特(Gurit)公司在天津建立了预浸料生产厂,为我国风机叶片市场服务。
我国风机叶片的制造已拥有接触成型、预浸料法、拉挤成型、真空灌注成型等多种工艺技术。
八达岭外、官厅水库畔于2007年秋安装了1.5 MW风力发电机33台。每台风机3片玻璃钢叶片,每片长37.2米,重5.6吨,每小时理论发电5万度。此绿色电力将为奥运场馆供电,占奥运所用电力的20%。以每户家庭年均用量1000度计,该风场可解决10万家庭生活用电。官厅风电场二期工程即将于2010年完工,届时,总装机容量将达10万千瓦。
玻璃钢沼气池
国内已开发成功太阳能玻璃钢沼气池、SMC模压沼气池,纤维缠绕沼气池。由于玻璃钢沼气池产气快、产气率高、运输、安装、使用、维护方便,能够满足农民做饭、照明、洗澡所需,且废液肥效高,故深受农民欢迎。
玻璃钢管道、贮罐、塔器
纤维缠绕玻璃钢夹砂管生产中的湿法夹砂技术基本上已臻成熟,已投入实际生产运行。夹砂层树脂用量降低到12%,且浸渍砂子均匀、密实,降低了成本,提高了质量。
河北昊华中意、冀州中意、可耐特、江苏中复连众、亚特兰(九鼎旗下)、四川成都中复、上海电力玻璃钢等公司生产的立卧式贮罐、塔器共同占据国内的市场。
另外,贮罐法兰、接口制作技术也有所提高。卧式/立式纤维缠绕设备已得到普及,电厂烟气脱硫技术改造中,现场立式/卧式缠绕机发挥了主要作用。
加拿大AC塑料公司与浙江嘉善三方玻璃钢集团公司合作生产FRP贮罐,由加方制造热塑性工程塑料内衬,中方制作结构层,产品出口北美和欧洲。
拉挤成型技术
江苏开发了拉挤成型风力发电机叶片,其横截面带有多个间隔空腔,增加了刚度、降低了自重,产品已出口美国。
河南采用在线编织拉挤成型薄壁环氧玻璃钢管,最小直径8毫米,壁厚0.84毫米,已通过UL等检测,2007年共建成生产线5条。
上海元龙公司自主开发了新型移动通讯基站天线防护罩、风电用高压变频系统绝缘型材、造纸机用型材等新产品。
天津金锚集团已拥有拉挤生产线51条,经技术革新,能耗降低30%,生产线速度由0.7米/分提高到了1.2米/分,拥有300余项专利(包括非FRP)。公司的FRP梯子畅销国际市场。
北京房云盛公司生产的拉挤型材玻璃钢窗已用于奥运工程。
合成木材
由日本引进的玻璃纤维增强聚氨酯合成木材生产线在上海嘉定(新疆永昌积水上海公司)投入运行。该线可生产轨道交通用轨枕,其耐久性优异、施工性好、密度0.74g/cm3、连接强度高,可打孔、钉钉、开槽、粘接,有利于环境保护(取代木材,易回收利用)。
船艇
威海中复西港船艇公司向非洲安哥拉出口9.6米玻璃钢钓鱼船100条交付完毕。
太阳鸟游艇公司制造的亚洲第一玻璃钢游览船“名人号”由洞庭湖畔驶抵上海黄浦江。这条长36米的双体豪华游览观光船是2010年上海世博会接待宾客的定制船艇,载员310人。
由湖北三江环松公司开发、山东德州省武城县新明玻璃钢制品公司制造的SMC模压玻璃钢摩托艇长5.786米,开我国大型金属模具热压成型复合材料之先河。
此外,混杂纤维、多轴向织物、PVC泡沫等材料及真空导流工艺在玻璃钢船艇业已渐趋普及。
纤维增强热塑性塑料(FRTP)
上海杰事杰新材料股份有限公司成功开发尼龙纤维自增强复合材料。热塑性塑料自增强复合材料是21世纪西欧兴起的一项新技术,一般系聚丙烯(PP)类型。
2007年10月,杰事杰合肥公司投产,设计能力工程塑料10万吨/年,复合材料2万吨/年。
江苏双良复合材料有限公司自行制造GMT新生产线一条,产能4000吨/年。
目前,我国大陆已有LFT粒料生产企业11家,LFT粒料模塑厂商11家,直接LFT厂商2家。
SMC/BMC
北京汽车玻璃钢制品总公司自主研发成功SMC模压生产线,采用机械手装料与取下成品;多元固化系统减少了模压时间与模压压力。
北京福润德复合材料公司自主创新,将SMC原辅材料优化,开发成功厚度达80毫米的层压板材。
SMC/BMC料与模压生产已趋规模化。巨石集团华美公司进口3条SMC片材生产线,4000吨以下液压机18台。
天津、山东、江苏、上海、河北等地生产SMC模压门(内充PU泡沫),产品出口。
BMC注射工艺发展中,除汽车前灯反射面外,电器端盖、家用电器小风扇外壳、电烙铁底板等亦有注射法生产的。
SMC/BMC模具水平近年大有提高,台湾省及欧美厂商均来大陆模具制造集中的浙江黄岩、余姚订制模具,价格亦由低价趋向合理。
电绝缘
武汉理工大学研发成功的长12米1000KV空心复合支柱绝缘子,综合了拉挤与纤维缠绕两种成型工艺,达到了轻质、高强、高绝缘的效果。
北京福润德公司研发的F851高性能酚醛棉布层压板,采用优选配方、二次浸渍工艺,其常态下击穿电压≥35KV,50℃水中浸泡48h后击穿电压≥2.5KV;F870 GMUPR层压板耐电弧≥180s,耐起痕指数≥550V,浸水2h后绝缘电阻率≥5.0×108Ω,燃烧性达UL-94的V0级。
航空
波音787 50%的结构采用了碳纤维增强塑料(CFRP),我国成都飞机工业集团将为其生产方向舵(长10.7米,宽3米),这是我国承接的最大的民机复合材料件。
哈尔滨飞机工业集团建成大型复合材料基地,具备年产150架份飞机复合材料构件的能力,可年产各种复合材料构件1000多个品种。
连续板材
采光板工艺技术水平与产品品质有所提高,2007年产量达1000万平方米;连续板材生产线出口美、印等国。 2008年展望
2008年全球树脂基复合材料年产量将达800多万吨,我国已占1/4强,居世界第二位。美国最高年产量是2005年的326万吨(其中热固性186万吨),2008年我国热固性复合材料的产量将接近美国水平。热塑性复合材料可望接近或达到美国产量的1/2左右。
预计2008年玻纤行业新增池窑将达18座,新增设计产能103万吨(其中,中碱7万吨),届时我国玻璃纤维产能、产量将远超美国,而技术水平与产品品质亦将大有提高。
连云港碳纤维第一期工程将建成投产,形成产能T300CF1000吨/年。玄武岩连续纤维将采用800孔漏板,产能、产量将大幅度增加。
鉴于出口减少,加之出口退税下调,人造石、工艺品市场低迷,因此相应的不饱和聚酯树脂消耗量大幅下滑,将导致不饱和聚酯树脂总量与2007年持平,甚至下降。
热塑性增强塑料(以GMT、LFT-D为代表)产品开发呈上升趋势。
意大利朗基尔(Ranger)公司将在上海嘉定建成GMT、LFT-D汽车部件生产公司,德国曼佐里特(Menzolit)公司亦在上海建成SMC、BMC、CIC(连续浸渍模塑料)制品生产厂。
外商在华建厂,一方面导致市场竞争激烈,另一方面亦将促使国内相应企业层次的提升。
风力机叶片生产企业将臻成熟,叶片除满足内需外,出口将有较大的增长,如2007年11月一美商向我订购72台1.5MW风力发电机,并承诺今后每年从中国进口150台1.5MW风力机。可再生能源与节能环保产品、汽车铁道车辆、船艇、化工防腐方面的应用将进一步增长。
预计我国2008年树脂基复合材料的增长率将在12%-15%之间,FRTP、CCL的增长速度将超过FRSP,总产量将接近美国。由于我国复合材料总体水平的提高与政府支持和导向,产品低价竞争局面将趋缓,企业利税率将有所提升。