我國碳纖維預(yù)浸料產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

1、<p>　　我國碳纖維預(yù)浸料產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析</p><p>　　[摘 要]介紹了國內(nèi)外碳纖維預(yù)浸料產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況、行業(yè)差距，分析了當(dāng)前國內(nèi)發(fā)展碳纖維預(yù)浸料的優(yōu)勢(shì)和重要意義。由于歷史原因，國內(nèi)碳纖維及預(yù)浸料技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外，指出國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)應(yīng)抓住歷史機(jī)遇，化被動(dòng)為主動(dòng)，扭轉(zhuǎn)當(dāng)前經(jīng)營虧損局面。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]碳纖維 預(yù)浸料 產(chǎn)業(yè) 發(fā)展 市場(chǎng)需求 </

2、p><p>　　中圖分類號(hào)：D922 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）43-0178-01 </p><p><b>　　1.引言 </b></p><p>　　碳纖維以其優(yōu)異的性能，廣泛用于航空航天、能源裝備、交通運(yùn)輸、建筑工程、體育休閑等各個(gè)領(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)不可或缺的一種戰(zhàn)略性新材料[1]。經(jīng)過五十年的發(fā)展，我

3、國碳纖維技術(shù)取得了可喜的進(jìn)步。碳纖維產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，能基本滿足國內(nèi)少數(shù)行業(yè)的應(yīng)用需要[2]。碳纖維產(chǎn)業(yè)不僅包括聚合、原絲及碳纖維的生產(chǎn)過程，而且包括下游碳纖維預(yù)浸料的生產(chǎn)及復(fù)合材料的生產(chǎn)與應(yīng)用，發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)需要加快推動(dòng)預(yù)浸料技術(shù)的發(fā)展。目前，國內(nèi)研究開發(fā)以及生產(chǎn)碳纖維相關(guān)產(chǎn)業(yè)的呼聲很高，碳纖維生產(chǎn)熱度不減，下游預(yù)浸料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將迎來新的發(fā)展高潮。 </p><p>　　2.碳纖維預(yù)浸料及其市場(chǎng)情況 </

4、p><p>　　預(yù)浸料是樹脂基體在一定的條件下浸漬連續(xù)纖維或織物，制成的一種包含樹脂基體與增強(qiáng)體材料的組合物，是制造復(fù)合材料的中間材料。根據(jù)增強(qiáng)體材料的不同，預(yù)浸料可細(xì)分為玻璃纖維預(yù)浸料、碳纖維預(yù)浸料、芳綸纖維預(yù)浸料等不同種類。因碳纖維特性優(yōu)良、用途廣泛，碳纖維預(yù)浸料已發(fā)展成一個(gè)重要的分支，在復(fù)合材料領(lǐng)域占有舉足輕重的地位。在碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用中，預(yù)浸料所占的比重較大，大約70%以上的先進(jìn)復(fù)合材料產(chǎn)品是經(jīng)預(yù)浸料鋪迭

5、固化而成的。預(yù)浸料是先進(jìn)復(fù)合材料的中間材料，它是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的基本單元，復(fù)合材料的力學(xué)、化學(xué)性能在很大程度上取決于預(yù)浸料的內(nèi)在質(zhì)量。同時(shí)，復(fù)合材料的成型工藝也與預(yù)浸料的使用狀態(tài)密切相關(guān)。隨著材料技術(shù)的發(fā)展，碳纖維制品的應(yīng)用不斷得到市場(chǎng)認(rèn)可，未來碳纖維預(yù)浸料市場(chǎng)需求潛力巨大。 </p><p>　　2.1國內(nèi)、外市場(chǎng)情況 </p><p>　　碳纖維預(yù)浸料屬于碳纖維行業(yè)下游產(chǎn)品。在國際上，碳

6、纖維生產(chǎn)地主要集中在日本、美國、歐洲、臺(tái)灣等國家和地區(qū)。其中，日本的碳纖維技術(shù)最先進(jìn)，產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的一半，美國消費(fèi)量最大，約占世界消費(fèi)量的一半以上。目前，全球每年碳纖維市場(chǎng)需求75000噸，并以每年10-15%的速率增長(zhǎng)，在汽車輕量化和風(fēng)能市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)下，預(yù)計(jì)2020年全球碳纖維需求量將達(dá)150000噸。 </p><p>　　2.2 碳纖維市場(chǎng)需求分析 </p><p>　　

7、航空航天領(lǐng)域是碳纖維材料的傳統(tǒng)市場(chǎng)，據(jù)預(yù)測(cè)，航空器中碳纖維復(fù)合材料的使用量，在未來十年將以每年12%的速度繼續(xù)增長(zhǎng)。如空客A380飛機(jī)，碳纖維復(fù)合材料用量約占機(jī)身總重量的20%以上；波音787飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料有近50%需要使用碳纖維復(fù)合材料。同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料在中小型客機(jī)中的需求也在快速增長(zhǎng)。 </p><p>　　碳纖維在汽車行業(yè)的需求前景也是一片光明。碳纖維復(fù)合材料傳動(dòng)軸、尾翼和引擎蓋已經(jīng)在汽車行業(yè)廣泛應(yīng)用，雖

8、然現(xiàn)在僅用于豪華車型，但預(yù)計(jì)未來十年，隨著生產(chǎn)成本的進(jìn)一步降低，碳纖維將會(huì)在大眾車型中迅速推廣。日產(chǎn)汽車、本田汽車和東麗公司正聯(lián)合開發(fā)汽車車體新型碳纖維材料，作為下一代汽車發(fā)展的新方向。參與這一行動(dòng)的合作企業(yè)還包括三菱麗陽和東洋紡織，計(jì)劃在2016年前后開始量產(chǎn)，使車體重量較傳統(tǒng)鋼材料減重40%，目前項(xiàng)目進(jìn)展順利。 </p><p>　　2.3國內(nèi)外主要碳纖維預(yù)浸料廠家 </p><p>

9、　　世界著名的預(yù)浸料公司包括東麗（Toray）、赫氏（Hexcel）、蘇泰克（Cytec）、固瑞特（Gurit）和TenCate。這些公司的碳纖維預(yù)浸料產(chǎn)品在近幾年呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)，表現(xiàn)為大絲束碳纖維預(yù)浸料在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)凸顯，單向碳纖維預(yù)浸料面密度達(dá)到600g/m2，這類超厚預(yù)浸料大大提升了預(yù)浸和后續(xù)鋪放工藝的效率，在風(fēng)電葉片和汽車領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　國內(nèi)碳纖維預(yù)浸料廠家主要集中在

10、東南沿海省份，與國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企樣相似，普遍規(guī)模較小，技術(shù)水平相對(duì)落后，自動(dòng)化程度不高。 </p><p>　　3.生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備 </p><p>　　預(yù)浸料生產(chǎn)設(shè)備最早專門用于生產(chǎn)航空航天預(yù)浸料產(chǎn)品，受西方技術(shù)禁運(yùn)限制，我國碳纖維工業(yè)及其下游產(chǎn)品的發(fā)展受到很大制約。在此條件下，國內(nèi)科研人員自力更生，從玻璃纖維窄帶預(yù)浸料入手，逐漸發(fā)展了碳纖維窄帶預(yù)浸機(jī)，中幅、寬幅預(yù)浸料成套設(shè)備，部分產(chǎn)品

11、已達(dá)到并超過航空航天技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，國外對(duì)碳纖維預(yù)浸料設(shè)備的限制已有所放寬，市場(chǎng)上已能見到少量進(jìn)口預(yù)浸料成套生產(chǎn)設(shè)備。 </p><p>　　隨產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)能不同，預(yù)浸料裝備的投資規(guī)模大小不等。國內(nèi)裝備成功經(jīng)驗(yàn)有限，尚處在不斷摸索階段，因此單線產(chǎn)能普遍較小，配套技術(shù)缺乏系統(tǒng)性。主要廠家有：威海光威宏程機(jī)電設(shè)備有限公司、大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司等。國外成熟的預(yù)浸料裝備供應(yīng)商包括：美國CDI公司預(yù)浸料生產(chǎn)設(shè)備

12、（交鑰匙工程），瑞士Santex預(yù)浸料生產(chǎn)設(shè)備等，均可提供配套生產(chǎn)、檢測(cè)設(shè)備及其相關(guān)技術(shù)，市場(chǎng)認(rèn)可率相對(duì)較高，但項(xiàng)目造價(jià)偏高。 </p><p>　　考慮到預(yù)浸料儲(chǔ)存條件的的特殊性，在生產(chǎn)預(yù)浸料產(chǎn)品前，需要有先做好銷售渠道和工藝配方的準(zhǔn)備工作，避免庫存。因此，在市場(chǎng)渠道未完全建成之前，不宜大量庫存，應(yīng)以銷定產(chǎn)。 </p><p><b>　　4.發(fā)展建議 </b>&l

13、t;/p><p>　　4.1以市場(chǎng)為導(dǎo)向，優(yōu)先發(fā)展高效產(chǎn)業(yè) </p><p>　　在國際上，碳纖維行業(yè)流行這樣一句話，“從原材料到碳纖維，價(jià)格從1變到3；把碳纖維加工成復(fù)合材料，價(jià)格可從3變到10”。不難看出，從碳纖維到復(fù)合材料，產(chǎn)業(yè)鏈延長(zhǎng)，增加的附加值更多，最終碳纖維在復(fù)合材料中的成本將下降至20%～30%。 </p><p>　　碳纖維織物與預(yù)浸料是碳纖維發(fā)展的中間

14、環(huán)節(jié)，是聯(lián)系生產(chǎn)與應(yīng)用的必經(jīng)之路，發(fā)展碳纖維預(yù)浸料勢(shì)在必行，也是拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈和提高碳纖維附加值的有效手段。根據(jù)宜興天鳥與江山科技的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，碳纖維預(yù)浸料與織物，屬新型高性能復(fù)合材料，屬國防軍工企業(yè)基礎(chǔ)材料，也是未來民用工業(yè)的先進(jìn)替代材料。通用引進(jìn)的寬度為1.2米的碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)線，既能滿足軍工所需，也能滿足民品應(yīng)用。 </p><p>　　4.2加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，完善碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈 </p><p&

15、gt;　　積極開發(fā)碳纖維預(yù)浸料和織物的后續(xù)研究與加工，特別是針對(duì)國產(chǎn)碳纖維性能的預(yù)浸料產(chǎn)品開發(fā)。由于國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小，進(jìn)行碳纖維下游預(yù)浸料產(chǎn)品開發(fā)，可以迅速消除市場(chǎng)積壓，形成布局完整、發(fā)展均衡的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)，有利于避開投資巨大、競(jìng)爭(zhēng)激烈、技術(shù)密集的碳纖維生產(chǎn)環(huán)節(jié)，便于國內(nèi)大量中小企業(yè)匯集資源突破碳纖維下游應(yīng)用環(huán)節(jié)。 </p><p>　　考慮到未來國內(nèi)碳纖維后續(xù)加工企業(yè)群體龐大，激烈競(jìng)爭(zhēng)在所

16、難免，企業(yè)應(yīng)盡早布局，未雨綢繆。應(yīng)著力開發(fā)新型市場(chǎng)，與國內(nèi)航空航天設(shè)備制造、風(fēng)電、汽車制造等行業(yè)聯(lián)合，占領(lǐng)市場(chǎng)先機(jī)，為進(jìn)一步擴(kuò)大碳纖維織物及預(yù)浸料產(chǎn)能謀篇布局。 </p><p>　　4.3加快自主創(chuàng)新能力提升 </p><p>　　高性能碳纖維復(fù)合材料是國家材料科學(xué)發(fā)展重要組成部分，關(guān)系到國家戰(zhàn)略性材料技術(shù)的發(fā)展。其技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)化水平的提升對(duì)推動(dòng)社會(huì)相關(guān)行業(yè)發(fā)展具有重要意義。碳纖維預(yù)浸

17、料生產(chǎn)行業(yè)不能滿足于現(xiàn)有技術(shù)，走作坊式或小規(guī)模生產(chǎn)路線，應(yīng)積極抓住國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展的有利時(shí)機(jī)，提高自主創(chuàng)新能力，迅速完成行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，提高產(chǎn)業(yè)化先進(jìn)水平，縮小同發(fā)達(dá)國家的差距。同時(shí)要積極學(xué)習(xí)和借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，完善相關(guān)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研、用有機(jī)結(jié)合。真正實(shí)現(xiàn)碳纖維及其復(fù)合材料的國產(chǎn)化自給，改變長(zhǎng)期受制于人的被 動(dòng)局面。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p&