复合材料创造全新价值3

复合材料创造全新价值

中国复合材料工业协会

2011年7月•青海一、全球新材料发展趋势

二、复合材料发展及创新

三、相关产业发展对复合材料的要求

四、复合材料创造全新价值一、全球新材料发展趋势

材料是当前世界新技术革命的三大支柱（材料、信息、能源）之一，与信息技术、生物技术一起构成了21世纪世界最重要和最具发展潜力的三大领域之一。新材料在发展高新技术、改造和提升传统产业、增强综合国力和国防实力方面起着重要的作用，而且在自然科学和工程技术领域中发展也越来越快，地位日趋重要。

世界各国都十分重视新材料技术的发展，美国、欧洲、日本等发达国家和地区都把发展新材料作为科技发展战略的重要组成部分，在制定国家科技与产业发展计划时，将新材料技术列为21世纪优先发展的关键技术之一，予以重点发展，以保持其经济和科技的领先地位。中国的新材料科技及产业的发展，在政府的大力关心和支持下，也取得了重大的进展和成绩，为国民经济和社会发展提供了强有力的支撑。

高性能复合材料可以根据要求进行设计，能够使材料扬避短，当前的研究重点有：纤维增强塑料、碳／碳复合材料、陶瓷基复合材料和金属基复合材料。高分子功能材料是近年来发展最快的新型材料，每年的递增速度达到14％。二、复合材料发展及创新

复合材料工业的发展速度远远高于世界经济的增长速度，2009年全球复合材料/复合材料的产量约900万吨，其中北美、欧洲和亚洲是三个最大生产和应用地区，全球树脂基复合材料的年平均增长率在5%，其中亚太地区的增长率可达7%（中国约为16.2%、印度约为15%、欧洲和北美地区为4%）。目前全球复合材料从业人员约55万人，总产值约600亿欧元。

全球复合材料行业的重心正在从欧美发达国家转向亚洲，亚洲复合材料产量高速增长是行业发展最明显的趋势之一，产量到2015年有望翻番，达800万吨以上。预计亚洲在全球复合材料市场所占比重将从本世纪初的25%提升至2013年的51%。我国2010年产量达329万吨，已先后超过德国、日本而居世界第二位，并接近居世界首位的美国水平。全球树脂基复合材料主要消费领域和消费量我国复合材料市场分布主要应用汽车1．车身部件，包括车身壳体、硬顶、天窗、车门、散热器护栅板、大灯反光板、前后保险杠等以及车内饰件。这是复合材料在汽车中应用的主要方向，主要适应车身流线型设计和外观高品质要求的需要，目前开发应用潜力依然巨大。2．结构件：：包括前端端支架、保保险杠骨架架、座椅骨骨架、地板板等，其目目的在于提提高制件的的设计自由由度、多功功能性，主主要使用高高强SMC、GMT、LFT等工艺。3．功能件：：其主要特特点是要求求耐高温、、耐油腐蚀蚀，以发动动机及发动动机周边部部件为主。。如：发动动机气门罩罩盖、进气气歧管、油油底壳、空空滤器盖、、齿轮室盖盖、导风罩罩、进气管管护板、风风扇叶片、、风扇导风风圈、加热热器盖板、、水箱部件件、出水口口外壳、水水泵涡轮、、发动机隔隔音板等。。主要工艺艺为：SMC/BMC、RTM、GMT及玻璃纤维维增强尼龙龙注射工艺艺等。发动机周边边部件发动机周边边部件Page18前端支架——雪铁龙C3PP30%玻纤~2500g结构件4．其他相关关部件：如如CNG气瓶、客车车与房车部部件、摩托托车部件、、商品检测测车顶柜等等。复合材料在在国内各种种车型上的的典型应用用序号车型应用部件1轿车保险杠、车顶、车门、前脸大框、扰流板、发动机罩盖等外饰件以及车灯反射罩、电瓶托盘等部件2大型豪华车前后围、前后保险杠、翼子板、轮护板、裙板、后视镜、仪表板、仓门板等部件3中小型客车前后保险杠、硬顶、前大灯反射罩、面罩、电动门总成、三角窗总成、后行李厢门总成、后围总成、后扰流板、内顶棚、微型客翼子板等部件4重型汽车散热器面罩、副保险杠、左右踏板、上导流罩、左右侧护板，高顶和半高顶驾驶室顶盖，左右前后翼子板等部件LFT复合材料是是当今热塑塑性复合材材料市场中中发展最快快的新材料料之一，在在过去十年年中以30%的年增长率率上升。业业内人士预预计LFT复合材料还还有5～10年的高速发发展时期，，特别是在在汽车零部部件制造领领域的设计计与应用将将继续以两两位数字的的年增长率率快速增长长。主要应用—轨道交通车厢内饰卫生生间间电缆缆支支架架主要要应应用用—电气气产产品品绝缘缘板板开关关柜柜开关关座座高压压绝绝缘缘子子输变变电电支支架架主要要应应用用—建筑筑外墙墙材材料料屋面面瓦瓦卫浴浴产产品品建筑筑模模板板可设计性性成型复杂杂外型，，提高降降噪效果果；相比金属属冲压件件，复合合材料可可针对应应力集中中处，设设计变厚厚度、非非均匀壁壁厚产品品。铝制和SMC卡车油底底壳的噪噪音衰减减对比钢板和SMC材料的减减振特性性对比声学特性性成本特性性SMC零部件一一次压制制成型及及部件集集成的特特点决定定SMC的装备和和模具投投资很小小，相同同零部件件通常比比金属冲冲压工艺艺投资节节省50％以上。。成本优势势集成特性性LFT前端可集集成：锁桥车灯定位位支架冷却系统统垂直支撑撑进气系统统纵梁连接接结构底盘和行行人保护护固定结结构前端模块块LFT-D30PP原材料—乙烯基酯酯树脂低收缩型型乙烯基基酯树脂脂：常温温固化收收缩率只只有0.015%。增稠用乙乙烯基酯酯树脂：：适用于于SMC/BMC生产。耐高温型型乙烯基基树脂：：热变形形温度可可达150℃℃以上,可在2-3min内承受300℃的温度冲击击,其复合材料料制品在200℃℃下，一年后后弯曲强度度保留率仍仍达63%以上。原材料--玻璃纤维结构优化，，产能扩张张，集中度度提升、竞竞争力增强强：2010年产量：270万吨。全球玻纤巨巨头：巨石石、重庆、、泰山原材料—碳纤维截止2010年6年，我国已已建、在建建和拟建碳碳纤维项目目产能超过过1万吨，虽然然真正能成成功投产并并实现稳定定生产的项项目不太多多，但我国国碳纤维产产业发展的的契机已到到。国产CCF-1（T300）级的的碳纤维产产业化取得得重大进展展，CCF-3（T700））级的碳纤纤维技术攻攻关已基本本完成。机械装备生产自自动化化程度度及技技术装装备水水平提提升国国内复复合材材料通通用工工艺装装备水水平不不断提提升，，陆续续建成成一批批具有有国际际水平平的生生产线线。不不仅满满足国国内需需要，，还出出口欧欧美等等国，，到2010年复合合材料料机械械化成成型比比重已已达69.8%。缠绕拉挤SMC机组压机

连续板材喷射GMT/LFTLFT-D真空灌注600650150800500580303350模压工工艺技技术开发成成功低低温低低压和和快速速成型型成型型技术术，降降低能能耗达达33%～40%。成功功开发发高阻阻燃低低发烟烟模塑塑料。。在SMC机组上上用短短切毡毡生产产的片片材，，经层层压厚厚度达达100mm，成功功用于于电气气绝缘缘领域域。2010年行业业统计计SMC/BMC产量37万吨，，同比比增长长12%。三、相相关产产业发发展对对复合合材料料的要要求汽车工工业减少能能源消消耗和和降低低对环环境的的污染染已成成为汽汽车工工业实实现可可持续续发展展需要要解决决的关关键问问题。。采用用高性性能轻轻质材材料实实现汽汽车轻轻量化化，是是节省省能源源的一一条重重要途途径，，如选选用铝铝、镁镁、钛钛等合合金、、高强强度钢钢、工工程塑塑料和和复合合材料料等，，用以以制造造汽车车车身身、底底盘、、发动动机等等零部部件，，可以以有效效的减减轻汽汽车自自重，，提高高发动动机效效率。。据估估计，，汽车车重量量每减减轻10％，，就就会会节节省省6％～～8％的的燃燃料料。。轨道道交交通通国家家加加大大对对铁铁路路的的投投入入，，车车辆辆内内饰饰复复合合材材料料需需求求量量增增加加。。无砟砟轨轨道道充充填填式式复复合合材材料料垫垫板板在在高高速速铁铁路路上上得得到到成成功功应应用用。。地铁铁用用第第三三轨轨保保护护罩罩（（拉拉挤挤与与接接触触成成型型））及及其其支支座座(SMC模压压））、、电电缆缆支支架架(SMC模压压)、逃逃生生平平台台（（拉拉挤挤酚酚醛醛玻玻璃璃钢钢型型材材））等等得得到到广广泛泛应应用用。。预计计2015年交交通通运运输输领领域域复复合合材材料料用用量量将将达达到到120万吨吨轨道道交交通通（（高高速速列列车车机机车车车车头头、、复复合合材材料料转转向向架架、、复复合合材材料料齿齿轮轮变变速速箱箱、、复复合合材材料料货货车车车车厢厢门门、、内内饰饰、、卫卫生生间间、、座座椅椅））汽车用复合材材料（复合材材料发动机部部件、轿车车级SMC复合材料外观观部件、复合合材料板簧、、新能源汽车车蓄电池壳体体用复合材料料、）电气与通讯1、电电器罩罩壳：：包括括电器器开关关盒、、SMC电器配配线盒盒、仪仪表盘盘罩等等。2、电电器原原件与与电部部件：：如SMC绝缘子子、绝绝缘工工具、、电机机端盖盖等。。3、输输线电电包括括复合合电缆缆支架架、电电缆沟沟支架架等。。户外灯灯具四、复复合材材料创创造全全新价价值产品全全生命命周期期的碳碳排放放量产品在在生产产、运运输、、使用用及回回收该该产品品时所所产生生的平平均温温室气气体排排放量量。而而动态态的碳碳排放放量，，则是是指每每单位位货品品累积积排放放的温温室气气体量量，同同一产产品的的各个个批次次之间间会有有不同同的动动态碳碳排放放量。。比如如一家家超市市货架架上的的某只只箱子子来自自某一一特定定的装装瓶厂厂，而而其旁旁边的的另一一只箱箱子则则来自自数百百公里里以外外的工工厂，，并且且这两两只箱箱子是是通过过不通通过的的物流流公司司运输输的，，那么么它们们的碳碳排放放量就就具有有很大大的不不同。。低碳，，是指指较低低的温温室气气体（（二氧氧化碳碳为主主）排排放。。节水水、节节电、、节油油、节节气，，是我我们倡倡导的的低碳碳生活活方式式。生活中中，我我们一一方面面要鼓鼓励采采取低低碳的的生活活方式式，减减少碳碳排放放；另另一方方面是是通过过一定定碳抵抵消措措施，，来达达到平平衡。。种树树就是是“碳碳中和和”的的一种种方式式，需需种植植的树树木数数（棵棵）等等于二二氧化化碳排排放量量（千千克））除以以18.3。出行时，，如果开开小轿车车，二氧氧化碳排排放量（（千克））等于油油耗数乘乘以2.7。家用天然然气中，，二氧化化碳排放放量（千千克）等等于天然然气使用用度数乘乘以0.19。家用自来来水中，，二氧化化碳排放放量（千千克）等等于自来来水使用用度数乘乘以0.91。节约1度电=减排0.997千克“二二氧化碳碳”；节约1千克标准准煤=减排2.493千克“二二氧化碳碳”。由于我国国制造业业起步较较晚，科科技含量量不高，，高能耗耗导致成成本增加加。各国国拟实行行的碳税税政策，，在引发发贸易争争论的同同时，也也给我国国制造业业敲响了了警钟。。未来美美国将会会在WTO框架体系下下寻求征收收碳关税的的合理性支支持。据2005年的统计计，我国国每百万万美元GDP能耗比美美国、德德国、日日本等高高出3－6倍；2006年，我国国GDP占全球5.5%，但消耗