復(fù)合材料創(chuàng)造全新價值

1、 復(fù)合材料創(chuàng)造全新價值 中國復(fù)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(fù)合材料發(fā)展及創(chuàng)新三、相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對復(fù)合材料的要求四、復(fù)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(dāng)前世界新技術(shù)革命的三大支柱（材料、信息、能源）之一，與信息技術(shù)、生物技術(shù)一起構(gòu)成了21世紀(jì)世界最重要和最具發(fā)展?jié)摿Φ娜箢I(lǐng)域之一。新材料在發(fā)展高新技術(shù)、改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、增強(qiáng)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(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)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(shù)的發(fā)展，美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)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(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃時，將新材料技術(shù)列為21世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，予以重點發(fā)展，以保持其經(jīng)濟(jì)和科技的領(lǐng)先地位。中國的新材料科技及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在政府的大力關(guān)心和支持下，也取得了重大的進(jìn)展和成績，為國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。 高性能復(fù)合材料可以根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計，能夠使材料揚(yáng)避短，當(dāng)前的研究重點有：纖維增強(qiáng)塑料、碳碳復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料和金屬基復(fù)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(dá)到14。二、復(fù)合材料發(fā)展及創(chuàng)新 復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界經(jīng)濟(jì)的增長速度，2009年全球復(fù)合材料/復(fù)合材料的產(chǎn)量約900萬噸，其中北美、歐洲和亞洲是三個最大生產(chǎn)和應(yīng)用地

3、區(qū)，全球樹脂基復(fù)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(dá)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(fù)合材料從業(yè)人員約55萬人，總產(chǎn)值約600億歐元。 全球復(fù)合材料行業(yè)的重心正在從歐美發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)向亞洲 ， 亞洲復(fù)合材料產(chǎn)量高速增長是行業(yè)發(fā)展最明顯的趨勢之一，產(chǎn)量到2015年有望翻番，達(dá)800萬噸以上。預(yù)計亞洲在全球復(fù)合材料市場所占比重將從本世紀(jì)初的25%提升至2013年的51%。 我國2010年產(chǎn)量達(dá)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(fù)合材料主要消費領(lǐng)域和消費量 我國復(fù)合材料市場分布主要應(yīng)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(hù)柵板、大燈反光板、前后保險杠等以及車內(nèi)飾件。這是復(fù)合材料在汽車中應(yīng)用的主要方向，主要適應(yīng)車身流線型設(shè)計和外觀高品質(zhì)要求的需要，目前開發(fā)應(yīng)用潛力依然巨大。2結(jié)構(gòu)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(shè)計自由度、多功能性，主要使用高強(qiáng)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(jī)及發(fā)動機(jī)周邊部件為主。如：發(fā)動機(jī)氣門罩蓋、進(jìn)氣歧管、油底殼、空濾器蓋、齒輪室蓋、導(dǎo)風(fēng)罩、進(jìn)氣管護(hù)板、風(fēng)扇葉片、風(fēng)扇導(dǎo)風(fēng)圈、加熱器蓋板、水箱部件、出水口外殼、水泵渦輪、發(fā)動機(jī)隔音板等。主要工藝為：SMC/BM

5、C、RTM、GMT及玻璃纖維增強(qiáng)尼龍注射工藝等。 發(fā)動機(jī)周邊部件發(fā)動機(jī)周邊部件Page18前端支架雪鐵龍C3 PP 30%玻纖 2500g結(jié)構(gòu)件4其他相關(guān)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(fù)合材料在國內(nèi)各種車型上的典型應(yīng)用復(fù)合材料在國內(nèi)各種車型上的典型應(yīng)用序號序號車型車型應(yīng)用部件應(yīng)用部件1轎車保險杠、車頂、車門、前臉大框、擾流板、發(fā)動機(jī)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(hù)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(nèi)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(dǎo)流罩、左右側(cè)護(hù)板， 高頂和半高頂駕駛室頂蓋，左右前后翼子板等部件 LFT復(fù)合材料是當(dāng)今熱塑性復(fù)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(nèi)人士預(yù)計LFT復(fù)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(lǐng)域的設(shè)計與應(yīng)用將繼續(xù)以兩位數(shù)字的年增長率快速增長。主要應(yīng)用軌道交通車廂內(nèi)飾衛(wèi)生間電纜支架主要應(yīng)用電氣產(chǎn)品絕緣板開關(guān)柜開關(guān)座高壓絕緣子輸變電支架主要應(yīng)用建筑外墻材料屋面瓦衛(wèi)浴產(chǎn)品建筑模板可設(shè)計性u成型復(fù)雜外型，提高降噪效果；u相比金屬沖壓件，復(fù)合材料可針對應(yīng)力集中處，設(shè)計變厚度、非均

7、勻壁厚產(chǎn)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(xué)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(jìn)氣系統(tǒng)縱梁連接結(jié)構(gòu)底盤和行人保護(hù)固定結(jié)構(gòu) 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(chǎn)。耐高溫型乙烯基樹脂：熱變形溫度可達(dá)150以上,可在2-3min內(nèi)承受300的溫度沖擊,其復(fù)合材料制品在200 下，一年后彎曲強(qiáng)度

8、保留率仍達(dá)63%以上。原材料-玻璃纖維結(jié)構(gòu)優(yōu)化，產(chǎn)能擴(kuò)張，集中度提升、競爭力增強(qiáng)：2010年產(chǎn)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(chǎn)能超過1萬噸，雖然真正能成功投產(chǎn)并實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)的項目不太多，但我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)已到。國產(chǎn)CCF-1（T300）級的碳纖維產(chǎn)業(yè)化取得重大進(jìn)展，CCF-3（T700）級的碳纖維技術(shù)攻關(guān)已基本完成。機(jī)械裝備 生產(chǎn)自動化程度及技術(shù)裝備水平提升國內(nèi)復(fù)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(chǎn)線。不僅滿足國內(nèi)需要，還出口歐美等國，到2010年復(fù)合材料機(jī)械化成型比重已達(dá)69.8%

9、。纏纏 繞繞拉拉 擠擠SMCSMC機(jī)機(jī) 組組壓壓 機(jī)機(jī)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(shù) 開發(fā)成功低溫低壓和快速成型成型技術(shù)，降低能耗達(dá)33%40%。成功開發(fā)高阻燃低發(fā)煙模塑料。 在SMC機(jī)組上用短切氈生產(chǎn)的片材，經(jīng)層壓厚度達(dá)100mm，成功用于電氣絕緣領(lǐng)域。 2010年行業(yè)統(tǒng)計SMC/BMC產(chǎn)量37萬噸，同比增長12%。三、相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對復(fù)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(xiàn)可持續(xù)發(fā)展需要解決的關(guān)鍵問題。采用高性能輕質(zhì)材料實現(xiàn)

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(qiáng)度鋼、工程塑料和復(fù)合材料等，用以制造汽車車身、底盤、發(fā)動機(jī)等零部件，可以有效的減輕汽車自重，提高發(fā)動機(jī)效率。據(jù)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(nèi)飾復(fù)合材料需求量增加。 無砟軌道充填式復(fù)合材料墊板在高速鐵路上得到成功應(yīng)用。 地鐵用第三軌保護(hù)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(yīng)用。 預(yù)計2015年交通運輸領(lǐng)域復(fù)合材料用量將達(dá)到120萬噸 軌道交通（高速列車機(jī)車車頭 、復(fù)合材料轉(zhuǎn)向架、復(fù)合材料齒輪變速箱、復(fù)合材料

11、貨車車廂門 、內(nèi)飾、衛(wèi)生間、座椅） 汽車用復(fù)合材料（復(fù)合材料發(fā)動機(jī)部件 、轎車級SMC復(fù)合材料外觀部件、復(fù)合材料板簧、新能源汽車蓄電池殼體用復(fù)合材料、）電氣與通訊1、 電器罩殼：包括電器開關(guān)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(jī)端蓋等。 3、 輸線電包括復(fù)合電纜支架、電纜溝支架等。 戶外燈具四、復(fù)合材料創(chuàng)造全新價值產(chǎn)品全生命周期的碳排放量 產(chǎn)品在生產(chǎn)、運輸、使用及回收該產(chǎn)品時所產(chǎn)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(chǎn)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(shù)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?shù)?，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(dǎo)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(dá)到平衡。種樹就是“碳中和”的一種方式，需種植的樹木數(shù)（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(shù)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(shù)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(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)致成本增加。各國擬實行的碳稅政策，在引發(fā)貿(mào)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(guān)稅的合理性支持。 據(jù)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(biāo)準(zhǔn)煤占全球15%以上。目前機(jī)電、建材、化工、鋼鐵等高碳產(chǎn)業(yè)占據(jù)了中國出口市場一半以上的比重。作為“高耗能產(chǎn)品”品類之一，2008年中國對美國出口機(jī)電產(chǎn)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(guān)稅，短期內(nèi)必然會對上述行業(yè)造成嚴(yán)重負(fù)面影響。對策結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能降耗、新材料應(yīng)用計算 范圍1直接排放：在實體控制范圍之