復(fù)合材料行業(yè)部分上游原材料關(guān)鍵技術(shù)待突破分析

復(fù)合材料行業(yè)部分上游原材料關(guān)鍵技術(shù)待突破分析復(fù)合材料行業(yè)部分上游原材料關(guān)鍵技術(shù)待突破行業(yè)主要原材料之一是尼龍66工業(yè)絲，其上游關(guān)鍵原材料己二腈的生產(chǎn)技術(shù)仍掌握在歐美少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家手中，因此行業(yè)參與者需要對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行高效管理。己二腈的全球主要供應(yīng)商之一Invista（英威達(dá)），已于2020年6月在其上海化工園開建年產(chǎn)能40萬(wàn)噸的己二腈生產(chǎn)線，計(jì)劃2022年投產(chǎn)；神馬股份、華峰集團(tuán)在內(nèi)的內(nèi)資大型企業(yè)集團(tuán)已鉆研己二腈多年，亦計(jì)劃近期竣工投產(chǎn)。己二腈產(chǎn)能的本土化，預(yù)計(jì)將促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展趨于穩(wěn)健。復(fù)合材料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局根據(jù)中國(guó)企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)企查貓，目前中國(guó)復(fù)合材料企業(yè)超過3000家，主要分布在珠三角和環(huán)渤海等地，特別以廣東和山東為代表。截至2022年7月，廣東共有相關(guān)復(fù)合材料企業(yè)數(shù)619家，占比13．9%，山東省則有667家，占比12．7%，江蘇企業(yè)數(shù)量排名第三，為469家。目前我國(guó)復(fù)合材料行業(yè)企業(yè)在注冊(cè)資本5000萬(wàn)元以上的企業(yè)數(shù)量較少，約為500家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)兩種或多種新型復(fù)合材料，如高分子復(fù)合材料、石墨烯復(fù)合材料等;注冊(cè)資本在1000-5000萬(wàn)元的企業(yè)數(shù)量超過1000家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)一種或兩種復(fù)合材料，如紙塑復(fù)合材料、木塑復(fù)合材料等。注冊(cè)資本1000萬(wàn)元以下的企業(yè)數(shù)量較多，多為基礎(chǔ)復(fù)合材料的生產(chǎn)。2021年，工信部、科技部和自然資源部聯(lián)合出臺(tái)《十四五原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，根據(jù)《規(guī)劃》，我國(guó)復(fù)合材料行業(yè)未來將朝著關(guān)鍵材料技術(shù)突破、高端材料標(biāo)準(zhǔn)完備以及提高復(fù)合材料冶煉制造過程中的資源綜合利用水平發(fā)展。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，新能源、環(huán)保、高端裝備制造等其他新興產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，國(guó)內(nèi)高性能纖維復(fù)合材料需求將日漸強(qiáng)勁。其中交通運(yùn)輸、工業(yè)設(shè)備發(fā)展推動(dòng)高分子復(fù)合材料增長(zhǎng)潛力很大，從子行業(yè)應(yīng)用看，航天航空、汽車、風(fēng)電等行業(yè)需求增長(zhǎng)力度較強(qiáng)。我國(guó)復(fù)合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為基質(zhì)材料和增強(qiáng)劑材料，中游按照集體材料不同分為樹脂基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料和碳基復(fù)合材料，下游領(lǐng)域包括航天領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、風(fēng)電領(lǐng)域等。復(fù)合材料行業(yè)前景分析目前，國(guó)內(nèi)上游纖維制造集中度強(qiáng)，中游復(fù)合材料產(chǎn)能分散。上游纖維產(chǎn)能集中在中低端產(chǎn)品，高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口。玻璃纖維方面，中國(guó)巨石、泰山玻纖、重慶國(guó)際和中材科技占據(jù)絕大部分國(guó)內(nèi)產(chǎn)能;碳纖維方面，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能集中在中復(fù)神鷹、中簡(jiǎn)科技、江蘇恒神、光威復(fù)材等企業(yè);芳綸纖維方面，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能集中在泰和新材、儀征化纖、中藍(lán)晨光等公司。樹脂行業(yè)的主要供應(yīng)商有宏昌電子和上緯新材等。材料性能是決定飛機(jī)性能的最重要因素。現(xiàn)代大飛機(jī)原材料的選取是安全性、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)水平綜合評(píng)估的結(jié)果。復(fù)合材料在大型民用飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用比例，已成為衡量民機(jī)技術(shù)先進(jìn)性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志。近些年，隨著國(guó)內(nèi)軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展，軌道車輛輕量化的要求越來越高，碳纖維復(fù)合材料等先進(jìn)復(fù)合材料在軌道車輛上的應(yīng)用成為軌道交通行業(yè)下一步的重點(diǎn)研發(fā)方向。隨著技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)的金屬材料正在被先進(jìn)復(fù)合材料所代替，復(fù)合材料用量已成為新一代民機(jī)先進(jìn)性的重要標(biāo)志。結(jié)合當(dāng)今國(guó)際主流民用大飛機(jī)機(jī)型對(duì)復(fù)合材料使用的案例（如空中客車的A350復(fù)合材料使用比例超過50%，而C919這一比例只有12%;而飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等核心部件也在持續(xù)加大復(fù)合材料替代金屬的研發(fā)和應(yīng)用），預(yù)計(jì)中國(guó)國(guó)產(chǎn)飛機(jī)的復(fù)合材料使用比例有較大提升空間，未來發(fā)展前景良好。從全球來看，復(fù)合材料在交通運(yùn)輸領(lǐng)域需求較大，以及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，分別占據(jù)24%和26%的需求量;而國(guó)內(nèi)的復(fù)合材料目前主要集中于建筑與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，作為主力的交通運(yùn)輸及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展空間巨大。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，新能源、環(huán)保、高端裝備制造等其他新興產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，國(guó)內(nèi)高性能纖維復(fù)合材料需求將日漸強(qiáng)勁。復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展概況復(fù)合材料是由兩種或兩種以上異質(zhì)、異形、異性的材料復(fù)合形成的新型材料。按用途可以分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要用作承力，質(zhì)量輕、強(qiáng)度和剛度高，且能耐受一定溫度。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料由增強(qiáng)體與基體組成，增強(qiáng)體承擔(dān)結(jié)構(gòu)使用中的各種載荷，基體則起到粘結(jié)增強(qiáng)體予以賦形并傳遞應(yīng)力和增韌的作用。復(fù)合材料使用的歷史最早可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展歷程：行業(yè)處在快速發(fā)展階段近年來，工信部等多部門都陸續(xù)印發(fā)了支持復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展政策，內(nèi)容著力于復(fù)材料行業(yè)先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。同時(shí)，十四五規(guī)劃指出在推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新之外，還要與雙碳政策和綠色制造相結(jié)合，提高資源利用水平。目前，我國(guó)較為主流的復(fù)合材料有碳纖維復(fù)合材料，主要應(yīng)用與風(fēng)電葉片，在碳中和的政策指引下，預(yù)計(jì)該類復(fù)合材料的需求將持續(xù)增加;其次玻璃纖維復(fù)合材料作為裝配式建筑的一部分也有較高的需求;芳綸纖維復(fù)合材料的應(yīng)用范圍稍少于前兩種材料，多數(shù)用于航空航天領(lǐng)域。復(fù)合材料行業(yè)始于上世紀(jì)三十年代。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于鋼鐵等常規(guī)材料匱乏，為了滿足需求，玻璃纖維復(fù)合材料逐漸被用于制造產(chǎn)品，成為鋼鐵等傳統(tǒng)材料的替代品。由于這種新型材料相較于傳統(tǒng)鋼鐵材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、絕緣性好、保溫、隔熱等優(yōu)點(diǎn)，其被逐步應(yīng)用于坦克、戰(zhàn)斗機(jī)、武器、防彈衣等產(chǎn)品的生產(chǎn)。我國(guó)復(fù)合材料行業(yè)起步于上世紀(jì)50年代，從無(wú)到有，逐步發(fā)展壯大，產(chǎn)量不斷攀升，我國(guó)復(fù)合材料的產(chǎn)量已經(jīng)多年位居全球第一，超過全球總產(chǎn)量的30%；生產(chǎn)工藝不斷提升，生產(chǎn)裝備的系列化、系統(tǒng)化、自動(dòng)化、智能化等都有了長(zhǎng)足的發(fā)展進(jìn)步；所用基體材料從不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等，逐步擴(kuò)充到乙烯基酯樹脂、聚氨酯樹脂、雙組分反應(yīng)型熱塑樹脂；所用增強(qiáng)材料從玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維逐步擴(kuò)充到玄武巖纖維、植物纖維等；應(yīng)用領(lǐng)域從最初的，逐步拓展到建材、汽車及交通運(yùn)輸、風(fēng)電及新能源、化工領(lǐng)域、航空航天、體育休閑、現(xiàn)代農(nóng)牧養(yǎng)殖等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。目前，玻璃纖維復(fù)合材料已經(jīng)在我國(guó)風(fēng)電、化工儲(chǔ)罐、輸水管道、電器絕緣、船艇、冷卻塔、衛(wèi)浴等領(lǐng)域獲得較大規(guī)模應(yīng)用市場(chǎng)。根據(jù)中國(guó)玻璃纖維工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2021年國(guó)內(nèi)玻璃纖維復(fù)合材料制品總產(chǎn)量達(dá)584萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)14．51%。2011年以來，我國(guó)玻璃纖維復(fù)合材料制品產(chǎn)量整體呈不斷上升趨勢(shì)。其中，2018年前后，我國(guó)玻璃纖維復(fù)合材料制品產(chǎn)量出現(xiàn)短暫低谷期，主要原因是：一方面，我國(guó)環(huán)保政策收緊導(dǎo)致大量小微企業(yè)及散亂污企業(yè)被限產(chǎn)或關(guān)停；另一方面，我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)在2018年前后增速放緩，導(dǎo)致市場(chǎng)需求減少。2019年至2021年，我國(guó)玻璃纖維復(fù)合材料制品恢復(fù)增長(zhǎng)狀態(tài)，產(chǎn)量復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)14．56%，這主要受益于玻璃纖維復(fù)合材料制品在交通運(yùn)輸（汽車、軌道交通、機(jī)場(chǎng)建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施）、清潔能源（風(fēng)力發(fā)電、水利發(fā)電、火電防腐除塵等）等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。隨著高性能復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，復(fù)合材料制造工藝朝多元化、自動(dòng)化方向快速發(fā)展，復(fù)合材料成型工藝從2-3種（主要為手糊和手工鋪貼）發(fā)展到近10種；我國(guó)復(fù)合材料自動(dòng)化制造技術(shù)得到較好發(fā)展，自動(dòng)鋪帶、自動(dòng)鋪絲以及預(yù)浸料自動(dòng)拉擠等先進(jìn)高效的工藝技術(shù)正逐步投入應(yīng)用，發(fā)展了熱熔預(yù)浸料生產(chǎn)和熱壓罐復(fù)合材料成型工藝技術(shù)、纖維/布帶纏繞成型技術(shù)、樹脂傳遞模塑料成型工藝（RTM）成型技術(shù)和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)整體成型技術(shù)，復(fù)合材料制造技術(shù)體系初步形成，基本滿足了航空、航天、兵器、能源和交通運(yùn)輸領(lǐng)域的需求。拉擠類復(fù)合材料制品主要包括復(fù)合材料塔桿、復(fù)合材料橋架、復(fù)合材料電纜支架、碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線等電力絕緣類產(chǎn)品，以及橋梁、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用型材產(chǎn)品等。此外，連續(xù)拉擠板材類產(chǎn)品，尤其是采光板類產(chǎn)品在工業(yè)廠房、農(nóng)牧業(yè)等領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。當(dāng)前，纏繞類復(fù)合材料制品主要包括輸（排）水管類產(chǎn)品、石化及食品用貯罐、高壓管道、脫硫塔、車載氣瓶等，相關(guān)產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于化工、食品、釀造等領(lǐng)域。當(dāng)前，壓制類復(fù)合材料制品主要包括SMC／BMC模壓汽車部件、電力開關(guān)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(chǎn)品異軍突起，尤其是夾層板類產(chǎn)品在軌道交通、商用車、船舶、體育器材等領(lǐng)域應(yīng)用快速增長(zhǎng)，成為兼具結(jié)構(gòu)與功能性的輕質(zhì)高強(qiáng)材料。復(fù)合材料液體模塑成型技術(shù)，是指將液態(tài)聚合物注入鋪有纖維預(yù)成型體的閉合模腔中，或加熱熔化預(yù)先放入模腔內(nèi)的樹脂膜，液態(tài)聚合物在流動(dòng)充模的同時(shí)完成樹脂與纖維的浸潤(rùn)并固化成型為制品的一類制備技術(shù)。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(jié)構(gòu)反應(yīng)注射模塑成型工藝，是最常見的液體模塑成型技術(shù)。當(dāng)前該類制品主要的產(chǎn)品包括風(fēng)電葉片、風(fēng)電機(jī)組罩體等，尤其是用于海上風(fēng)電的大型化風(fēng)電葉片，成為研發(fā)熱點(diǎn)。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(fù)雜制品、可加筋加芯及插入物、整體成型等優(yōu)點(diǎn)，逐步用于生產(chǎn)各種大型部件，應(yīng)用于船舶、汽車、軌道交通等領(lǐng)域。我國(guó)結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展顯著，結(jié)構(gòu)吸波和透波復(fù)合材料在新型飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船、地面車輛等領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。結(jié)構(gòu)裝甲復(fù)合材料兼具抗彈防護(hù)和結(jié)構(gòu)承載功能，第一代的抗彈/結(jié)構(gòu)復(fù)合材料高強(qiáng)玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，性能已達(dá)到美國(guó)MIL-46197A結(jié)構(gòu)裝甲復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)，已用于多種裝甲裝備的艙門艙蓋。第二代的抗彈/結(jié)構(gòu)復(fù)合材料具備抗彈、承載、隱身等多功能一體化的特點(diǎn)，在保持較高剛強(qiáng)度和抗彈性能的情況下，在較寬雷達(dá)波段吸波效果突出，已用于坦克大型動(dòng)力艙頂蓋和外露部件。我國(guó)樹脂基防熱復(fù)合材料在載人航天和星空探測(cè)等發(fā)展計(jì)劃的推動(dòng)下，研制出蜂窩增強(qiáng)低密度樹脂基防熱復(fù)合材料并在載人返回艙上實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用。經(jīng)過六十余年的發(fā)展，當(dāng)前纖維復(fù)合材料行業(yè)在制造技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種等方面取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，我國(guó)復(fù)合材料的產(chǎn)量已經(jīng)多年位居全球第一，超過全球總產(chǎn)量的30%；近幾年熱固性復(fù)合材料年產(chǎn)量均在500萬(wàn)噸左右（通過每年樹脂在復(fù)合材料行業(yè)的應(yīng)用推算）。其中重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域涉及到了交通運(yùn)輸（汽車、軌道交通、機(jī)場(chǎng)建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施）、電子電器、絕緣、防腐、石油化工、食品衛(wèi)生、清潔能源（風(fēng)力發(fā)電、水利發(fā)電、火電防腐除塵等）、市政建設(shè)、水利工程、建筑建材（結(jié)構(gòu)、衛(wèi)浴、門窗、裝飾等）、游樂設(shè)施、體育用品等。復(fù)合材料已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各支柱產(chǎn)業(yè)中不可替代的材料。和主要發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)人均復(fù)合材料消費(fèi)量仍然偏低，中低檔制品居多，下游市場(chǎng)分散。中國(guó)的復(fù)合材料市場(chǎng)在未來預(yù)計(jì)將持續(xù)增長(zhǎng)，隨著新能源、交通運(yùn)輸、建材、環(huán)保、航空和國(guó)防等行業(yè)的發(fā)展和中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)的復(fù)合材料應(yīng)用市場(chǎng)廣闊。復(fù)合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為增強(qiáng)體高性能纖維及基體；中游為碳纖/樹脂復(fù)合、碳/碳復(fù)合、玻纖/樹脂復(fù)合、芳綸/樹脂等典型復(fù)合材料；下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括航空航天、體育器材、建筑、汽車等行業(yè)。從下游端看，目前我國(guó)復(fù)合材料行業(yè)主要應(yīng)用于航空航天復(fù)合材料和風(fēng)力發(fā)電復(fù)合材料，2021年的應(yīng)用占比分別為25．04%和15%。復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析越來越多的復(fù)合材料產(chǎn)品，正融入生活中的方方面面，帶來便利的同時(shí)，也產(chǎn)生了很多需要改進(jìn)的問題，如回收、降低危害等等。目前我國(guó)復(fù)合材料行業(yè)企業(yè)在注冊(cè)資本5000萬(wàn)元以上的企業(yè)數(shù)量較少，約為500家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)兩種或多種新型復(fù)合材料，如高分子復(fù)合材料、石墨烯復(fù)合材料等;注冊(cè)資本在1000-5000萬(wàn)元的企業(yè)數(shù)量超過1000家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)一種或兩種復(fù)合材料，如紙塑復(fù)合材料、木塑復(fù)合材料等。注冊(cè)資本1000萬(wàn)元以下的企業(yè)數(shù)量較多，多為基礎(chǔ)復(fù)合材料的生產(chǎn)。復(fù)合材料興起雖然只有半個(gè)多世紀(jì)，但是已經(jīng)取得令人矚目的成就，它在改變著許多高技術(shù)結(jié)構(gòu)的面貌。因此，它是國(guó)際上激烈競(jìng)爭(zhēng)的高技術(shù)領(lǐng)域之一。誰(shuí)在這種高技術(shù)領(lǐng)域占上風(fēng)，就可能在航空、航天、國(guó)防上領(lǐng)先。我國(guó)復(fù)合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為基質(zhì)材料和增強(qiáng)劑材料，中游按照集體材料不同分為樹脂基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料和碳基復(fù)合材料，下游領(lǐng)域包括航天領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、風(fēng)電領(lǐng)域等。目前我國(guó)復(fù)合材料行業(yè)企業(yè)在注冊(cè)資本5000萬(wàn)元以上的企業(yè)數(shù)量較少，約為500家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)兩種或多種新型復(fù)合材料，如高分子復(fù)合材料、石墨烯復(fù)合材料等;注冊(cè)資本在1000-5000萬(wàn)元的企業(yè)數(shù)量超過1000家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)一種或兩種復(fù)合材料，如紙塑復(fù)合材料、木塑復(fù)合材料等。注冊(cè)資本1000萬(wàn)元以下的企業(yè)數(shù)量較多，多為基礎(chǔ)復(fù)合材料的生產(chǎn)。我國(guó)復(fù)合材料種類較多，以目前行業(yè)中較為主流的復(fù)合材料產(chǎn)品碳纖維復(fù)合材料為例，根據(jù)CNPP的排名，市場(chǎng)上口碑較好的碳纖維復(fù)合材料多為日本和德國(guó)的產(chǎn)品，排名前三名的分別為日本東麗、東邦（日本帝人）、西格里（德國(guó)），中國(guó)較為知名的品牌分別有光威復(fù)材、吉林化纖和中復(fù)神鷹。根據(jù)中國(guó)企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)企查貓，目前中國(guó)復(fù)合材料企業(yè)超過3000家，主要分布在珠三角和環(huán)渤海等地，特別以廣東和山東為代表。截至2022年7月，廣東共有相關(guān)復(fù)合材料企業(yè)數(shù)619家，占比13．9%，山東省則有667家，占比