我國碳纖維預浸料產業(yè)發(fā)展分析

1、<p>　　我國碳纖維預浸料產業(yè)發(fā)展分析</p><p>　　[摘 要]介紹了國內外碳纖維預浸料產業(yè)發(fā)展情況、行業(yè)差距，分析了當前國內發(fā)展碳纖維預浸料的優(yōu)勢和重要意義。由于歷史原因，國內碳纖維及預浸料技術和生產規(guī)模遠遠落后于國外，指出國內碳纖維生產應抓住歷史機遇，化被動為主動，扭轉當前經營虧損局面。 </p><p>　　[關鍵詞]碳纖維 預浸料 產業(yè) 發(fā)展 市場需求 </

2、p><p>　　中圖分類號：D922 文獻標識碼：A 文章編號：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、交通運輸、建筑工程、體育休閑等各個領域，是國民經濟和國防建設不可或缺的一種戰(zhàn)略性新材料[1]。經過五十年的發(fā)展，我

3、國碳纖維技術取得了可喜的進步。碳纖維產業(yè)已初具規(guī)模，能基本滿足國內少數行業(yè)的應用需要[2]。碳纖維產業(yè)不僅包括聚合、原絲及碳纖維的生產過程，而且包括下游碳纖維預浸料的生產及復合材料的生產與應用，發(fā)展碳纖維產業(yè)需要加快推動預浸料技術的發(fā)展。目前，國內研究開發(fā)以及生產碳纖維相關產業(yè)的呼聲很高，碳纖維生產熱度不減，下游預浸料產業(yè)的發(fā)展必將迎來新的發(fā)展高潮。 </p><p>　　2.碳纖維預浸料及其市場情況 </

4、p><p>　　預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體材料的組合物，是制造復合材料的中間材料。根據增強體材料的不同，預浸料可細分為玻璃纖維預浸料、碳纖維預浸料、芳綸纖維預浸料等不同種類。因碳纖維特性優(yōu)良、用途廣泛，碳纖維預浸料已發(fā)展成一個重要的分支，在復合材料領域占有舉足輕重的地位。在碳纖維復合材料的應用中，預浸料所占的比重較大，大約70%以上的先進復合材料產品是經預浸料鋪迭

5、固化而成的。預浸料是先進復合材料的中間材料，它是復合材料結構的基本單元，復合材料的力學、化學性能在很大程度上取決于預浸料的內在質量。同時，復合材料的成型工藝也與預浸料的使用狀態(tài)密切相關。隨著材料技術的發(fā)展，碳纖維制品的應用不斷得到市場認可，未來碳纖維預浸料市場需求潛力巨大。 </p><p>　　2.1國內、外市場情況 </p><p>　　碳纖維預浸料屬于碳纖維行業(yè)下游產品。在國際上，碳

6、纖維生產地主要集中在日本、美國、歐洲、臺灣等國家和地區(qū)。其中，日本的碳纖維技術最先進，產量約占世界總產量的一半，美國消費量最大，約占世界消費量的一半以上。目前，全球每年碳纖維市場需求75000噸，并以每年10-15%的速率增長，在汽車輕量化和風能市場快速增長的驅動下，預計2020年全球碳纖維需求量將達150000噸。 </p><p>　　2.2 碳纖維市場需求分析 </p><p>　　

7、航空航天領域是碳纖維材料的傳統(tǒng)市場，據預測，航空器中碳纖維復合材料的使用量，在未來十年將以每年12%的速度繼續(xù)增長。如空客A380飛機，碳纖維復合材料用量約占機身總重量的20%以上；波音787飛機結構材料有近50%需要使用碳纖維復合材料。同時，碳纖維復合材料在中小型客機中的需求也在快速增長。 </p><p>　　碳纖維在汽車行業(yè)的需求前景也是一片光明。碳纖維復合材料傳動軸、尾翼和引擎蓋已經在汽車行業(yè)廣泛應用，雖

8、然現在僅用于豪華車型，但預計未來十年，隨著生產成本的進一步降低，碳纖維將會在大眾車型中迅速推廣。日產汽車、本田汽車和東麗公司正聯合開發(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。參與這一行動的合作企業(yè)還包括三菱麗陽和東洋紡織，計劃在2016年前后開始量產，使車體重量較傳統(tǒng)鋼材料減重40%，目前項目進展順利。 </p><p>　　2.3國內外主要碳纖維預浸料廠家 </p><p>

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

10、東南沿海省份，與國內碳纖維生產企樣相似，普遍規(guī)模較小，技術水平相對落后，自動化程度不高。 </p><p>　　3.生產技術與設備 </p><p>　　預浸料生產設備最早專門用于生產航空航天預浸料產品，受西方技術禁運限制，我國碳纖維工業(yè)及其下游產品的發(fā)展受到很大制約。在此條件下，國內科研人員自力更生，從玻璃纖維窄帶預浸料入手，逐漸發(fā)展了碳纖維窄帶預浸機，中幅、寬幅預浸料成套設備，部分產品

11、已達到并超過航空航天技術標準。與此同時，國外對碳纖維預浸料設備的限制已有所放寬，市場上已能見到少量進口預浸料成套生產設備。 </p><p>　　隨產品規(guī)格和產能不同，預浸料裝備的投資規(guī)模大小不等。國內裝備成功經驗有限，尚處在不斷摸索階段，因此單線產能普遍較小，配套技術缺乏系統(tǒng)性。主要廠家有：威海光威宏程機電設備有限公司、大連橡膠塑料機械股份有限公司等。國外成熟的預浸料裝備供應商包括：美國CDI公司預浸料生產設備

12、（交鑰匙工程），瑞士Santex預浸料生產設備等，均可提供配套生產、檢測設備及其相關技術，市場認可率相對較高，但項目造價偏高。 </p><p>　　考慮到預浸料儲存條件的的特殊性，在生產預浸料產品前，需要有先做好銷售渠道和工藝配方的準備工作，避免庫存。因此，在市場渠道未完全建成之前，不宜大量庫存，應以銷定產。 </p><p><b>　　4.發(fā)展建議 </b>&l

13、t;/p><p>　　4.1以市場為導向，優(yōu)先發(fā)展高效產業(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，價格從1變到3；把碳纖維加工成復合材料，價格可從3變到10”。不難看出，從碳纖維到復合材料，產業(yè)鏈延長，增加的附加值更多，最終碳纖維在復合材料中的成本將下降至20%～30%。 </p><p>　　碳纖維織物與預浸料是碳纖維發(fā)展的中間

14、環(huán)節(jié)，是聯系生產與應用的必經之路，發(fā)展碳纖維預浸料勢在必行，也是拉長產業(yè)鏈和提高碳纖維附加值的有效手段。根據宜興天鳥與江山科技的發(fā)展經驗，碳纖維預浸料與織物，屬新型高性能復合材料，屬國防軍工企業(yè)基礎材料，也是未來民用工業(yè)的先進替代材料。通用引進的寬度為1.2米的碳纖維預浸料生產線，既能滿足軍工所需，也能滿足民品應用。 </p><p>　　4.2加快產業(yè)轉型，完善碳纖維產業(yè)鏈 </p><p&

15、gt;　　積極開發(fā)碳纖維預浸料和織物的后續(xù)研究與加工，特別是針對國產碳纖維性能的預浸料產品開發(fā)。由于國內碳纖維生產企業(yè)數量多、規(guī)模小，進行碳纖維下游預浸料產品開發(fā)，可以迅速消除市場積壓，形成布局完整、發(fā)展均衡的碳纖維產業(yè)鏈。同時，有利于避開投資巨大、競爭激烈、技術密集的碳纖維生產環(huán)節(jié)，便于國內大量中小企業(yè)匯集資源突破碳纖維下游應用環(huán)節(jié)。 </p><p>　　考慮到未來國內碳纖維后續(xù)加工企業(yè)群體龐大，激烈競爭在所

16、難免，企業(yè)應盡早布局，未雨綢繆。應著力開發(fā)新型市場，與國內航空航天設備制造、風電、汽車制造等行業(yè)聯合，占領市場先機，為進一步擴大碳纖維織物及預浸料產能謀篇布局。 </p><p>　　4.3加快自主創(chuàng)新能力提升 </p><p>　　高性能碳纖維復合材料是國家材料科學發(fā)展重要組成部分，關系到國家戰(zhàn)略性材料技術的發(fā)展。其技術進步與產業(yè)化水平的提升對推動社會相關行業(yè)發(fā)展具有重要意義。碳纖維預浸

17、料生產行業(yè)不能滿足于現有技術，走作坊式或小規(guī)模生產路線，應積極抓住國內碳纖維產業(yè)化快速發(fā)展的有利時機，提高自主創(chuàng)新能力，迅速完成行業(yè)技術進步，提高產業(yè)化先進水平，縮小同發(fā)達國家的差距。同時要積極學習和借鑒國外先進技術，完善相關機制，實現產、學、研、用有機結合。真正實現碳纖維及其復合材料的國產化自給，改變長期受制于人的被 動局面。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p&