樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用廣泛分析

樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用廣泛分析樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用廣泛復(fù)合材料是人們運(yùn)用先進(jìn)的材料制備技術(shù)將不同性質(zhì)的材料組份優(yōu)化組合而成的新材料，復(fù)合材料必須由兩種或兩種以上化學(xué)、物理性質(zhì)不同的材料組份，以所設(shè)計(jì)的形式、比例、分布組合而成，各組份之間有明顯的界面存在，復(fù)合材料具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性，可進(jìn)行復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，復(fù)合材料不僅保持各組份材料性能的優(yōu)點(diǎn)，而且通過各組份性能的互補(bǔ)和關(guān)聯(lián)可以獲得單一組成材料所不能達(dá)到的綜合性能。復(fù)合材料由增強(qiáng)材料和基體材料構(gòu)成，其中基體材料又分為金屬和非金屬兩大類，金屬基體材料常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金，而非金屬基體材料主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。樹脂基復(fù)合材料也稱纖維增強(qiáng)塑料，是以樹脂作為基礎(chǔ)材料，用纖維增強(qiáng)得出的一種復(fù)合材料，其具備生產(chǎn)容易、能耗較低，且強(qiáng)度較高等特點(diǎn)，屬于性能優(yōu)異的新型節(jié)能環(huán)保材料，可替代傳統(tǒng)金屬材料進(jìn)行加工生產(chǎn)，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，應(yīng)用前景廣闊，目前應(yīng)用比較廣泛的樹脂基復(fù)合材料為玻璃纖維復(fù)合材料，俗稱玻璃鋼。隨著復(fù)合材料工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，得益于具備質(zhì)輕密強(qiáng)、成型易、穩(wěn)定性強(qiáng)、耐腐蝕、質(zhì)感美觀等優(yōu)良特性，樹脂基被越來越多的復(fù)合材料制造企業(yè)青睞。當(dāng)前，以樹脂基復(fù)合材料為代表的新型復(fù)合材料已被廣泛應(yīng)用于石油化工、電子家電、交通汽車、航空航天、能源工業(yè)等多種行業(yè)。（1）環(huán)氧樹脂風(fēng)電行業(yè)應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電是重要的清潔能源，其開發(fā)利用受到世界各國(guó)的重視。隨著風(fēng)電的技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；l(fā)展，推動(dòng)了風(fēng)電開發(fā)成本迅速下降，風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)性在很多地區(qū)已與常規(guī)能源發(fā)電基本相當(dāng)。許多國(guó)家把大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電作為應(yīng)對(duì)氣候變化、改善能源結(jié)構(gòu)的重要選擇。經(jīng)歷了多年發(fā)展，我國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量已從2009年的17．60GW上升到2021年的328．48GW，年均復(fù)合增速達(dá)27．62%。此外，我國(guó)風(fēng)電在電源結(jié)構(gòu)中占比持續(xù)提升，2021年我國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到328．48GW，同比增長(zhǎng)16．68%，占全部發(fā)電裝機(jī)容量的13．82%；風(fēng)電發(fā)電量6，556億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)40．54%，占全部發(fā)電量的7．83%。（2）環(huán)氧樹脂電子電氣元器件應(yīng)用電子電氣元器件是工業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。為了保證電子電氣元器件正常工作，通常都要進(jìn)行封裝保護(hù)。在半導(dǎo)體技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)階段，封裝已不僅僅關(guān)系到元器件的絕緣問題，而且對(duì)元器件的尺寸、熱量散發(fā)以及成本都有很重要的影響，封裝方式已成為影響電子電氣元器件性能的一個(gè)重要的方面，因此，采用合適的封裝材料至關(guān)重要。目前電子電氣絕緣封裝的主要原材料是環(huán)氧樹脂。因?yàn)榄h(huán)氧樹脂固化后具有優(yōu)良的耐熱性、電絕緣性能、密著性和介電性能，能夠滿足電子電氣絕緣封裝的基本要求；同時(shí)，環(huán)氧樹脂配方中如選擇不同的固化劑、促進(jìn)劑或助劑，可以制成各種性能的封裝材料，以滿足元器件和集成電路的不同要求。（3）環(huán)氧樹脂交通運(yùn)輸行業(yè)應(yīng)用新能源汽車、大巴以及軌道交通等對(duì)材料的安全、阻燃、氣味、環(huán)保等特性有較高要求，而環(huán)氧基復(fù)合材料因具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐疲勞、材料各項(xiàng)物性、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，恰恰滿足了這些要求；此外，環(huán)氧基復(fù)合材料與同體積的鋁合金構(gòu)件相比減重明顯，由其制作的主承載車身結(jié)構(gòu)件，不僅可大大提高汽車的安全性，還能有效降低能耗、提高經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還可改善美觀性，目前已應(yīng)用于生產(chǎn)包括整車外殼、內(nèi)飾件、引擎蓋、電池包等汽車零部件以及軌道交通的車頭、儀表臺(tái)、大梁、側(cè)裙等部分。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)汽車銷量從2008年的938萬輛增長(zhǎng)至2021年的2，627．50萬輛，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)8．25%。根據(jù)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合編著的《中德電動(dòng)汽車合作發(fā)展報(bào)告》，近年來，我國(guó)新能源汽車發(fā)展迅速，自2015年起，已連續(xù)五年產(chǎn)銷量居世界首位。新能源汽車主要由電動(dòng)技術(shù)與復(fù)合材料兩個(gè)方面組成，其中復(fù)合材料主要滿足汽車輕量化要求，即在保證汽車強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能降低整車質(zhì)量，從而提高汽車動(dòng)力性，減少能耗。碳纖維復(fù)合材料是用于交通運(yùn)輸?shù)睦硐氩牧?，其主要?yōu)勢(shì)在于強(qiáng)度重量比和剛度重量比，比重不到鋼的1/4，而其拉伸強(qiáng)度一般都在3，500Mpa以上，是鋼的7-9倍，拉伸模量為23，000-43，000Mpa，也高于鋼。碳纖維復(fù)合材料還擁有較高的抗腐蝕性，其使用壽命明顯長(zhǎng)于金屬材料，無須昂貴的防腐蝕保護(hù)措施。此外，碳纖維復(fù)合材料具有非常卓越的能量吸收性能，在柱式撞擊和側(cè)面撞擊試驗(yàn)中，碳纖維復(fù)合材料均表現(xiàn)出優(yōu)越的安全性能。（4）環(huán)氧樹脂體育休閑行業(yè)應(yīng)用樹脂基復(fù)合材料由于具有優(yōu)異的強(qiáng)度重量比、耐高溫和耐腐蝕等性能，被廣泛應(yīng)用于羽毛球拍、網(wǎng)球拍、高爾夫球桿、賽艇等體育用品。（5）環(huán)氧樹脂高壓氣瓶高壓管道行業(yè)應(yīng)用復(fù)合材料纏繞產(chǎn)品是能夠最大發(fā)揮復(fù)合材料強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)形式，具有強(qiáng)度高、重量輕、抗疲勞、耐腐蝕、壽命長(zhǎng)等突出優(yōu)點(diǎn)。其中用纏繞技術(shù)制造的壓力容器在天然氣儲(chǔ)存及運(yùn)輸方面具有廣泛的市場(chǎng)。（6）環(huán)氧樹脂新型顯示屏行業(yè)應(yīng)用隨著電子產(chǎn)品不斷深入人們生活，顯示屏成為大家每天接觸最多的物品。從早期的等離子顯示屏，到LCD顯示屏，再到OLED顯示屏，屏幕技術(shù)不斷更新，顯示效果越來越好，人們對(duì)顯示屏性能的預(yù)期也越來越高。環(huán)氧樹脂發(fā)展前景總的來說，環(huán)氧樹脂行業(yè)的快速發(fā)展符合中國(guó)制造業(yè)的崛起，電子工業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，與之配套的環(huán)氧樹脂需求量十分巨大。船舶、海洋工業(yè)、集裝箱工業(yè)也越來越需要環(huán)氧樹脂。普通環(huán)氧樹脂應(yīng)用市場(chǎng)幾近飽和，開工率不足50%，亟需開拓新的應(yīng)用市場(chǎng)，而高端環(huán)氧樹脂需求巨大，且大量依賴進(jìn)口。因此，環(huán)氧樹脂發(fā)展前景十分廣闊。預(yù)計(jì)到2026年，我國(guó)環(huán)氧樹脂表觀消費(fèi)量將增長(zhǎng)到221萬噸。粉末涂料下游市場(chǎng)規(guī)模及競(jìng)爭(zhēng)情況作為環(huán)境友好型涂料的典型代表，我國(guó)粉末涂料行業(yè)在近幾年得到穩(wěn)定發(fā)展，其技術(shù)發(fā)展水平不僅受國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)大環(huán)境的影響，也與政府環(huán)保治理措施的嚴(yán)格實(shí)施密不可分。據(jù)中國(guó)化工學(xué)會(huì)涂料涂裝專業(yè)委員會(huì)和全國(guó)涂料工業(yè)信息中心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年我國(guó)熱固性粉末涂料產(chǎn)銷量近200萬噸，我國(guó)粉末涂料的市場(chǎng)保持了較快的發(fā)展速度，產(chǎn)銷量也一直呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)。在一系列環(huán)保政策的推動(dòng)下，粉末涂料市場(chǎng)空間不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量占比不斷提高，替代效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)。從全球范圍來看，行業(yè)良好的前景吸引了很多生產(chǎn)企業(yè)的不斷進(jìn)入，全球范圍內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。激勵(lì)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加速粉末涂料企業(yè)抱團(tuán)與合并的步伐，國(guó)際粉末涂料巨頭頻繁發(fā)起收并購(gòu)活動(dòng)，如阿克蘇諾貝爾公司、立邦等均有所相關(guān)投資活動(dòng)，涂料行業(yè)市場(chǎng)集中度進(jìn)一步提高，強(qiáng)者愈強(qiáng)，弱者愈弱，馬太效應(yīng)愈加明顯。從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來看，隨著我國(guó)建材、家用電器、家具、3C消費(fèi)電子及汽車等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，為其配套的粉末涂料產(chǎn)業(yè)提供了巨大的發(fā)展空間。自上世紀(jì)60年代以來，我國(guó)粉末涂料企業(yè)如雨后春筍涌現(xiàn)，目前我國(guó)已經(jīng)成為全球粉末涂料生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)。雖然我國(guó)是粉末涂料生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，但是本土品牌的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不足，外資粉末涂料企業(yè)長(zhǎng)期占據(jù)中國(guó)市場(chǎng)相當(dāng)一部分份額。未來，整個(gè)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局會(huì)有所變化，雖然外資企業(yè)依舊長(zhǎng)期占據(jù)較大市場(chǎng)份額和領(lǐng)先地位的局勢(shì)并沒有較大變化，但是國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)形成奮起直追的勢(shì)頭，初步具備與外資企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。環(huán)氧樹脂行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的一類聚合物的總稱。它是環(huán)氧氯丙烷與雙酚A或多元醇的縮聚產(chǎn)物。環(huán)氧樹脂優(yōu)良的物理機(jī)械和電絕緣性能、與各種材料的粘接性能以及其使用工藝的靈活性是其他熱固性塑料所不具備的，它能制成涂料、復(fù)合材料、澆鑄料、膠粘劑、模壓材料和注射成型材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球環(huán)氧樹脂產(chǎn)能為537萬噸/年，產(chǎn)量為373萬噸，分別同比增長(zhǎng)3．3%和4．5%。從生產(chǎn)裝置分布區(qū)域看，中國(guó)（含中國(guó)臺(tái)灣?。┦侨虍a(chǎn)能最大的國(guó)家，總產(chǎn)能289．4萬噸/年，約占全球總量的53．8%。我國(guó)高端環(huán)氧樹脂需求量大，且大量依賴進(jìn)口，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年我國(guó)環(huán)氧樹脂進(jìn)口量達(dá)到40．48萬噸，同比增長(zhǎng)40．2%，2021年進(jìn)口量有所下降，進(jìn)口量為31．58萬噸，同比下降22%。截至2022年1-4月我國(guó)環(huán)氧樹脂進(jìn)口量為8．65萬噸，同比下降30．67%，出口量為3．04萬噸，同比增長(zhǎng)19．39%。2020年盡管遭受新冠肺炎疫情影響，但下游風(fēng)電行業(yè)持續(xù)發(fā)力，風(fēng)電葉片大量使用環(huán)氧樹脂，發(fā)電機(jī)也有部分使用環(huán)氧樹脂，以及電子電器等行業(yè)需求旺盛，帶動(dòng)環(huán)氧樹脂需求大幅增長(zhǎng)。環(huán)氧樹脂行業(yè)的快速發(fā)展符合中國(guó)制造業(yè)的崛起，電子工業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，與之配套的環(huán)氧樹脂需求量大，船舶、海洋工業(yè)、集裝箱工業(yè)也越來越需要環(huán)氧樹脂，2021年我國(guó)環(huán)氧樹脂表觀需求量為155．45萬噸，同比下降5．42%。2021年中國(guó)環(huán)氧樹脂總產(chǎn)能約249萬噸/年，同比增長(zhǎng)7．6%。目前中國(guó)環(huán)氧樹脂生產(chǎn)企業(yè)約50多家，其中液體環(huán)氧樹脂主要集中在江蘇，產(chǎn)能占比達(dá)到全國(guó)的50%左右，固體環(huán)氧樹脂主要集中在黃山地區(qū)。電子封裝用環(huán)氧樹脂電子封裝用環(huán)氧樹脂系列產(chǎn)品在電子器件封裝、蓄電池封裝、LED封裝等方面具有重要的用途，在電子元器件的生產(chǎn)、組裝部件灌封等方面發(fā)揮著重要作用，電子封裝環(huán)氧樹脂的使用有利于提高電子元器件的抗沖擊震動(dòng)、防塵防潮、電絕緣導(dǎo)熱的能力。我國(guó)環(huán)氧電子封裝膠低端市場(chǎng)的生產(chǎn)企業(yè)為中小型企業(yè)，整體產(chǎn)能過剩、利潤(rùn)率低；少數(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)內(nèi)企業(yè)，具有一定的技術(shù)積累，可以生產(chǎn)較高技術(shù)含量和較高利潤(rùn)率的產(chǎn)品，逐步占據(jù)了中高端市場(chǎng)；而高端市場(chǎng)主要是國(guó)際化工巨頭占據(jù)，他們擁有強(qiáng)大的研發(fā)能力和品牌優(yōu)勢(shì)，通過在國(guó)內(nèi)建立合資企業(yè)或生產(chǎn)基地，占據(jù)著高端市場(chǎng)。預(yù)計(jì)未來，隨著環(huán)保及安全檢查的要求，大量環(huán)保不達(dá)標(biāo)或不能達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)會(huì)持續(xù)退出市場(chǎng)。在安全、環(huán)保的政策推動(dòng)下，我國(guó)電子封裝用環(huán)氧樹脂行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)逐步向集中格局轉(zhuǎn)變，小而多的中小型企業(yè)將很難在利潤(rùn)率低的低檔產(chǎn)品市場(chǎng)中生存，規(guī)?；瘜⑹俏磥戆l(fā)展的趨勢(shì)。風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹脂風(fēng)電葉片專用環(huán)氧樹脂用于風(fēng)電葉片制造的環(huán)氧樹脂，是由基礎(chǔ)環(huán)氧樹脂深加工制成，對(duì)玻璃纖維、碳纖維具有良好的浸潤(rùn)性，工藝操作性與耐熱性優(yōu)異，并兼?zhèn)涑錾牧W(xué)性能，與增強(qiáng)材料復(fù)合后具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐疲勞性能。2000年以前，中國(guó)風(fēng)電葉片行業(yè)基本上是外國(guó)企業(yè)壟斷的市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)可參與的企業(yè)只有上海玻璃鋼研究院和中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司保定螺旋槳制造廠，這一時(shí)期，中國(guó)風(fēng)電葉片幾乎被歐洲和北美的葉片企業(yè)壟斷，葉片技術(shù)也壟斷在歐洲廠商手中，原材料基本上全部進(jìn)口，從技術(shù)和原材料兩個(gè)方面制約了中國(guó)風(fēng)電葉片的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。2000年以后，隨著中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)逐步繁榮，在國(guó)家發(fā)改委、科技部和經(jīng)貿(mào)委等大力支持下，中國(guó)風(fēng)電葉片技術(shù)取得了實(shí)質(zhì)性的突破，加上技術(shù)、資金實(shí)力雄厚的央企和國(guó)企的進(jìn)入，改變了外國(guó)企業(yè)壟斷的市場(chǎng)格局，