國內復合材料行業發展現狀分析

   《復合材料行業“十二五”發展規劃》提出,要“深入貫徹落實科學發展觀,以創新促進產業結構調整和轉變經濟增長和發展方式,圍繞相關產業發展對復合材料產品的需求,全面提升復合材料產品制造工藝技術與裝備水平,加強基礎技術研究,加大先進技術推廣應用和產業化力度,不斷提升產業整體水平和國際競爭力,為實現復合材料產業由大變強奠定堅實基礎”。

 
  “十二五”期間,受國民經濟轉型調整、應用市場需求升級,以及原材料價格上漲、勞動力成本上升等因素影響,復合材料行業產量增速逐步由兩位數降低到個位數,與此同時,行業轉型發展積極推進。
 
  十二五以來復合材料行業主要運行指標
 
 
  在工藝裝備方面,拉擠、纏繞、模壓類生產工藝相對成熟,產量穩中有增,連續壓制、液體模塑及熱塑類生產工藝有較大突破和發展,產量快速增長。在勞動力成本快速上升、機械化成型工藝不斷創新和完善,以及產品質量穩定性要求不斷提高的情況下,行業機械化成型比例已經由“十一五”末的69%提高到2014年末的78.6%。
 
  在產品結構方面,仍以熱固性復合材料為主,但隨著復合材料的回收及循環利用問題逐步成為業界關注焦點,熱塑性復合材料因其重量輕,抗沖擊性和疲勞韌性好,成型周期短,特別是易回收利用的特性,逐漸受到大家的青睞,近年來發展速度明顯快于熱固性復合材料,已經占到纖維復合材料總產量的37.2%。
 
  在產業結構方面,目前復合材料行業企業大約有3000-4000家,但規模以上企業僅180余家,年銷售額在20億以上的大型企業集團僅中復集團、中材科技等幾家。產業集成度不高,小企業比例過大,從業人員素質、技術水平參差不齊。面向產業的集成技術創新薄弱,產品研發力度不夠,中低檔制品居多。
 
  在市場結構方面,產值在幾十億以上的規?;瘧檬袌鲋饕L電、化工儲罐、輸水管道、電器絕緣、船艇、冷卻塔、衛浴等領域,汽車、輕質住房、城市基建、畜牧養殖、環保、體育休閑等更多應用市場有待進一步開發。
 
  1、拉擠工藝及其制品
 
  拉擠類復合材料制品的年產量,由“十一五”末的20萬噸,增長到“十二五”末的39.1萬噸。產品主要包括復合材料塔桿、復合材料橋架、復合材料電纜支架、碳纖維復合芯導線等電力絕緣類產品,以及橋梁、隧道等基礎設施建設用型材產品等。近年來,聚氨酯拉擠型材成為研發熱點——聚氨酯樹脂體系應用于拉擠成型工藝,具有更短成型周期,生產率高,生產現場無苯乙烯揮發等優點,產品包括聚氨酯拉擠窗框、聚氨酯軌道枕木、聚氨酯梯子等。此外,連續拉擠板材類產品,尤其是采光板類產品在工業廠房、農牧業等領域受到越來越多的關注。
 
  2、纏繞工藝及其制品
 
  當前,纏繞類復合材料制品的年產量為71.5萬噸。產品主要包括輸(排)水管類產品、石化及食品用貯罐、高壓管道、脫硫塔、車載氣瓶等。近年來該類產品的研發與應用拓展重點包括:雙壁儲油罐——河北可耐特、冀州中意、山東中意等單位研發的玻璃鋼雙壁儲油罐不僅具有壽命長、防腐性能好、自重輕、免維護等優點,還可通過在雙壁間夾層裝設連續監測系統,來監測和防止成品油的滲漏;大型儲罐——連云港中復、勝利新大等單位在大型玻璃鋼儲罐的生產技術方面取得突破,整體纏繞成型了一批容積在5000立方以上的特大型儲罐,用于化工、食品釀造等領域。
 
  3、壓制工藝及其制品
 
  當前,壓制類復合材料制品的年產量為41.6萬噸。產品主要包括SMC/BMC模壓汽車部件、電力開關柜、電表箱和絕緣零部件、建筑人造石等。近年來,壓制板材類產品異軍突起,尤其是夾層板類產品在軌道交通、商用車、船舶、體育器材等領域應用快速增長,成為兼具結構與功能性的輕質高強材料。
 
  4、液體模塑工藝及其制品
 
  復合材料液體模塑成型技術,是指將液態聚合物注入鋪有纖維預成型體的閉合模腔中,或加熱熔化預先放入模腔內的樹脂膜,液態聚合物在流動充模的同時完成樹脂與纖維的浸潤并固化成型為制品的一類制備技術。真空輔助樹脂傳遞模塑、樹脂浸漬模塑成型工藝、樹脂膜滲透成型工藝、結構反應注射模塑成型工藝,是常見的液體模塑成型技術。當前該類制品年產量約為20萬噸,其中主要的產品為風電葉片,尤其是用于海上風電的大型化風電葉片,成為研發熱點。此外,由于液體模塑成型具有成本低、工藝靈活、可成型大型復雜制品、可加筋加芯及插入物、整體成型等優點,逐步用于生產各種大型部件,應用于船舶、汽車、軌道交通等領域。
 
  5、碳纖維及其復合材料制品
 
  十二五以來碳纖維發展情況
 
 
  “十二五”期間,加大了對碳纖維發展的支持力度,國內碳纖維生產企業超過30家,碳纖維產能已近14000噸,但產能利用率不足20%。目前具備量產能力的企業主要包括中復神鷹、江蘇恒神、威海拓展等。我國碳纖維復合材料制品應用領域主要為:航空航天等市場約10%,一般工業市場約30%,體育休閑用品約60%。隨著低成本商業碳纖維的開發和供應,近年來碳纖維復合材料制品在建筑、汽車、風電、電力、大型裝備、基礎設施等一般工業領域的應用快速增長。當前應用研究重點包括:碳纖維復合材料汽車部件、碳纖維復合芯導線等。
 
  6、熱塑性復合材料
 
  隨著復合材料的回收及循環利用問題逐步成為業界關注焦點,熱塑性復合材料因其重量輕,抗沖擊性和疲勞韌性好,成型周期短,特別是易回收利用的特性,逐漸受到大家的青睞,其發展速度逐步快于熱固性復合材料。熱塑性復合材料制品的年產量,由“十一五”末的91萬噸,增長到“十二五”末的161.5萬噸,在纖維復合材料總量中的比重已經達到37.3%。其中,工程塑料仍是熱塑性復合材料制品的主要類型,但近年來隨著GMT、LFT、LFT-D及CFRT相關工藝與裝備的逐步成熟,其產量和應用規模正在快速增長。截止到“十二五”末,非工程塑料類熱塑性復合材料制品年產量已達到25萬噸以上,產品主要包括汽車部件、建筑模板、畜牧養殖地漏板、風電葉片、輸水管道等。
 
  7、存在的問題及原因
 
 ?。?)確定行業發展政策導向,突破歐美技術裝備封鎖
 
  復合材料行業由于生產工藝路線較多,市場應用領域范圍廣泛,行業整體發展處于快速成長階段。當前行業產業集成度較低,大型企業較少,小企業比例過大,從業人員素質參差不齊,企業工藝技術、應用研發及市場拓展能力不足。尤其是產業結構不夠合理,熱固性復合材料制品,尤其是手糊制品比例較高,熱塑性復合材料發展相對滯后。熱塑性復合材料是當前復合材料研發與創新熱點。由于熱塑性復合材料重量輕,抗沖擊性和疲勞韌性好,成型周期短,尤其是其可回收特性,解決了復合材料的回收及循環利用問題,逐步受到航天,汽車,能源,體育用品,國防等多方面的關注和應用。目前熱塑性纖維復合材料在國外已占到總量的50%到60%,而國內只占30%左右。
 
 ?。?)規?;瘧檬袌鲚^少,汽車、輕質住房、城市基建、畜牧養殖、環保、體育休閑等更多應用市場有待進一步開發。
 
  經過六十余年的發展,當前纖維復合材料行業在制造技術、生產規模、產品品種等方面取得了長足的發展,但也存在行業產能集成度不高,小企業比例過大,中低檔制品居多,下游市場分散等問題,影響行業健康穩定發展。反觀歐美,纖維復合材料行業的發展相對穩定。究其原因,很大程度上要歸功于合理穩定的市場結構。例如,美國的復合材料應用市場主要為汽車、航空和建筑業,三大市場約占美國復合材料市場總規模的55%以上。而交通運輸與建筑業,支撐起歐洲纖維復合材料68%的市場份額。因此,積極擴大纖維復合材料的應用領域,尤其是重點培育一批較大規模的應用市場,對于促進纖維復合材料行業產品結構與產業結構調整,實現行業健康穩定發展,具有重要意義。