復合材料創(chuàng)造全新價值

1、 復合材料創(chuàng)造全新價值 中國復合材料工業(yè)協(xié)會 2011年7月青海一、全球新材料發(fā)展趨勢二、復合材料發(fā)展及創(chuàng)新三、相關產業(yè)發(fā)展對復合材料的要求四、復合材料創(chuàng)造全新價值一、全球新材料發(fā)展趨勢 材料是當前世界新技術革命的三大支柱（材料、信息、能源）之一，與信息技術、生物技術一起構成了21世紀世界最重要和最具發(fā)展?jié)摿Φ娜箢I域之一。新材料在發(fā)展高新技術、改造和提升傳統(tǒng)產業(yè)、增強綜合國力和國防實力方面起著重要的作用，而且在自然科學和工程技術領域中發(fā)展也越來越快，地位日趨重要。 世界各國都十分重視新材料技術的發(fā)展，美國、歐洲、日本等發(fā)達國家和地區(qū)都把發(fā)展新材料作為科技發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，在制定國家科技

2、與產業(yè)發(fā)展計劃時，將新材料技術列為21世紀優(yōu)先發(fā)展的關鍵技術之一，予以重點發(fā)展，以保持其經濟和科技的領先地位。中國的新材料科技及產業(yè)的發(fā)展，在政府的大力關心和支持下，也取得了重大的進展和成績，為國民經濟和社會發(fā)展提供了強有力的支撐。 高性能復合材料可以根據要求進行設計，能夠使材料揚避短，當前的研究重點有：纖維增強塑料、碳碳復合材料、陶瓷基復合材料和金屬基復合材料。高分子功能材料是近年來發(fā)展最快的新型材料，每年的遞增速度達到14。二、復合材料發(fā)展及創(chuàng)新 復合材料工業(yè)的發(fā)展速度遠遠高于世界經濟的增長速度，2009年全球復合材料/復合材料的產量約900萬噸，其中北美、歐洲和亞洲是三個最大生產和應用地

3、區(qū)，全球樹脂基復合材料的年平均增長率在5%，其中亞太地區(qū)的增長率可達7%（中國約為16.2%、印度約為15%、歐洲和北美地區(qū)為4%）。 目前全球復合材料從業(yè)人員約55萬人，總產值約600億歐元。 全球復合材料行業(yè)的重心正在從歐美發(fā)達國家轉向亞洲 ， 亞洲復合材料產量高速增長是行業(yè)發(fā)展最明顯的趨勢之一，產量到2015年有望翻番，達800萬噸以上。預計亞洲在全球復合材料市場所占比重將從本世紀初的25%提升至2013年的51%。 我國2010年產量達329萬噸，已先后超過德國、日本而居世界第二位，并接近居世界首位的美國水平。 全球樹脂基復合材料主要消費領域和消費量 我國復合材料市場分布主要應用-汽車

4、1車身部件，包括車身殼體、硬頂、天窗、車門、散熱器護柵板、大燈反光板、前后保險杠等以及車內飾件。這是復合材料在汽車中應用的主要方向，主要適應車身流線型設計和外觀高品質要求的需要，目前開發(fā)應用潛力依然巨大。2結構件：包括前端支架、保險杠骨架、座椅骨架、地板等，其目的在于提高制件的設計自由度、多功能性，主要使用高強SMC、GMT、LFT等工藝。3功能件：其主要特點是要求耐高溫、耐油腐蝕，以發(fā)動機及發(fā)動機周邊部件為主。如：發(fā)動機氣門罩蓋、進氣歧管、油底殼、空濾器蓋、齒輪室蓋、導風罩、進氣管護板、風扇葉片、風扇導風圈、加熱器蓋板、水箱部件、出水口外殼、水泵渦輪、發(fā)動機隔音板等。主要工藝為：SMC/BM

5、C、RTM、GMT及玻璃纖維增強尼龍注射工藝等。 發(fā)動機周邊部件發(fā)動機周邊部件Page18前端支架雪鐵龍C3 PP 30%玻纖 2500g結構件4其他相關部件：如CNG氣瓶、客車與房車部件、摩托車部件、商品檢測車頂柜等。復合材料在國內各種車型上的典型應用復合材料在國內各種車型上的典型應用序號序號車型車型應用部件應用部件1轎車保險杠、車頂、車門、前臉大框、擾流板、發(fā)動機罩蓋等外飾件以及車燈反射罩、電瓶托盤等部件2大型豪華車前后圍、前后保險杠、翼子板、輪護板、裙板、后視鏡、儀表板、倉門板等部件3中小型客車前后保險杠、硬頂、前大燈反射罩、面罩、電動門總成、三角窗總成、后行李廂門總成、后圍總成、后擾流

6、板、內頂棚、微型客翼子板等部件4重型汽車散熱器面罩、副保險杠、左右踏板、上導流罩、左右側護板， 高頂和半高頂駕駛室頂蓋，左右前后翼子板等部件 LFT復合材料是當今熱塑性復合材料市場中發(fā)展最快的新材料之一，在過去十年中以30%的年增長率上升。業(yè)內人士預計LFT復合材料還有510年的高速發(fā)展時期，特別是在汽車零部件制造領域的設計與應用將繼續(xù)以兩位數字的年增長率快速增長。主要應用軌道交通車廂內飾衛(wèi)生間電纜支架主要應用電氣產品絕緣板開關柜開關座高壓絕緣子輸變電支架主要應用建筑外墻材料屋面瓦衛(wèi)浴產品建筑模板可設計性u成型復雜外型，提高降噪效果；u相比金屬沖壓件，復合材料可針對應力集中處，設計變厚度、非均

7、勻壁厚產品。鋁制和SMCSMC卡車油底殼的噪音衰減對比鋼板和SMC材料的減振特性對比聲學特性成本特性SMC零部件一次壓制成型及部件集成的特點決定SMC的裝備和模具投資很小，相同零部件通常比金屬沖壓工藝投資節(jié)省50以上。成本優(yōu)勢集成特性LFT前端可集成：鎖橋車燈定位支架冷卻系統(tǒng)垂直支撐進氣系統(tǒng)縱梁連接結構底盤和行人保護固定結構 前端模塊LFT-D30PP原材料乙烯基酯樹脂低收縮型乙烯基酯樹脂：常溫固化收縮率只有0.015%。增稠用乙烯基酯樹脂：適用于SMC/BMC生產。耐高溫型乙烯基樹脂：熱變形溫度可達150以上,可在2-3min內承受300的溫度沖擊,其復合材料制品在200 下，一年后彎曲強度

8、保留率仍達63%以上。原材料-玻璃纖維結構優(yōu)化，產能擴張，集中度提升、競爭力增強：2010年產量：270萬噸。全球玻纖巨頭：巨石、重慶、泰山原材料碳纖維截止2010年6年，我國已建、在建和擬建碳纖維項目產能超過1萬噸，雖然真正能成功投產并實現穩(wěn)定生產的項目不太多，但我國碳纖維產業(yè)發(fā)展的契機已到。國產CCF-1（T300）級的碳纖維產業(yè)化取得重大進展，CCF-3（T700）級的碳纖維技術攻關已基本完成。機械裝備 生產自動化程度及技術裝備水平提升國內復合材料通用工藝裝備水平不斷提升，陸續(xù)建成一批具有國際水平的生產線。不僅滿足國內需要，還出口歐美等國，到2010年復合材料機械化成型比重已達69.8%

9、。纏纏 繞繞拉拉 擠擠SMCSMC機機 組組壓壓 機機連連 續(xù)續(xù)板板 材材噴噴 射射GMT/GMT/LFTLFTLFT-DLFT-D真真 空空灌灌 注注600650150800500580303350模壓工藝技術 開發(fā)成功低溫低壓和快速成型成型技術，降低能耗達33%40%。成功開發(fā)高阻燃低發(fā)煙模塑料。 在SMC機組上用短切氈生產的片材，經層壓厚度達100mm，成功用于電氣絕緣領域。 2010年行業(yè)統(tǒng)計SMC/BMC產量37萬噸，同比增長12%。三、相關產業(yè)發(fā)展對復合材料的要求 汽車工業(yè)汽車工業(yè) 減少能源消耗和降低對環(huán)境的污染已成為汽車工業(yè)實現可持續(xù)發(fā)展需要解決的關鍵問題。采用高性能輕質材料實現

10、汽車輕量化，是節(jié)省能源的一條重要途徑，如選用鋁、鎂、鈦等合金、高強度鋼、工程塑料和復合材料等，用以制造汽車車身、底盤、發(fā)動機等零部件，可以有效的減輕汽車自重，提高發(fā)動機效率。據估計，汽車重量每減輕10，就會節(jié)省68的燃料。軌道交通 國家加大對鐵路的投入，車輛內飾復合材料需求量增加。 無砟軌道充填式復合材料墊板在高速鐵路上得到成功應用。 地鐵用第三軌保護罩（拉擠與接觸成型）及其支座(SMC模壓）、電纜支架(SMC模壓)、逃生平臺（拉擠酚醛玻璃鋼型材）等得到廣泛應用。 預計2015年交通運輸領域復合材料用量將達到120萬噸 軌道交通（高速列車機車車頭 、復合材料轉向架、復合材料齒輪變速箱、復合材料

11、貨車車廂門 、內飾、衛(wèi)生間、座椅） 汽車用復合材料（復合材料發(fā)動機部件 、轎車級SMC復合材料外觀部件、復合材料板簧、新能源汽車蓄電池殼體用復合材料、）電氣與通訊1、 電器罩殼：包括電器開關盒、SMC電器配線盒、儀表盤罩等。 2、 電器原件與電部件：如SMC絕緣子、絕緣工具、電機端蓋等。 3、 輸線電包括復合電纜支架、電纜溝支架等。 戶外燈具四、復合材料創(chuàng)造全新價值產品全生命周期的碳排放量 產品在生產、運輸、使用及回收該產品時所產生的平均溫室氣體排放量。而動態(tài)的碳排放量，則是指每單位貨品累積排放的溫室氣體量，同一產品的各個批次之間會有不同的動態(tài)碳排放量。比如一家超市貨架上的某只箱子來自某一特定

12、的裝瓶廠，而其旁邊的另一只箱子則來自數百公里以外的工廠，并且這兩只箱子是通過不通過的物流公司運輸的，那么它們的碳排放量就具有很大的不同。 低碳，是指較低的溫室氣體（二氧化碳為主）排放。節(jié)水、節(jié)電、節(jié)油、節(jié)氣，是我們倡導的低碳生活方式。 生活中，我們一方面要鼓勵采取低碳的生活方式，減少碳排放；另一方面是通過一定碳抵消措施，來達到平衡。種樹就是“碳中和”的一種方式，需種植的樹木數（棵）等于二氧化碳排放量（千克）除以18.3。 出行時，如果開小轎車，二氧化碳排放量（千克）等于油耗數乘以2.7。 家用天然氣中，二氧化碳排放量（千克）等于天然氣使用度數乘以0.19。 家用自來水中，二氧化碳排放量（千克）

13、等于自來水使用度數乘以0.91。 節(jié)約1度電=減排0.997千克“二氧化碳”； 節(jié)約1千克標準煤=減排2.493千克“二氧化碳”。 由于我國制造業(yè)起步較晚，科技含量不高，高能耗導致成本增加。各國擬實行的碳稅政策，在引發(fā)貿易爭論的同時，也給我國制造業(yè)敲響了警鐘。未來美國將會在WTO框架體系下尋求征收碳關稅的合理性支持。 據2005年的統(tǒng)計，我國每百萬美元GDP能耗比美國、德國、日本等高出36倍；2006年，我國GDP占全球5.5%，但消耗標準煤占全球15%以上。目前機電、建材、化工、鋼鐵等高碳產業(yè)占據了中國出口市場一半以上的比重。作為“高耗能產品”品類之一，2008年中國對美國出口機電產品1528.6億美元，約占中國對美國出口總額的61.%。如果開征碳關稅，短期內必然會對上述行業(yè)造成嚴重負面影響。對策結構調整、節(jié)能降耗、新材料應用計算 范圍1直接排放：在實體控制范圍之