碳纤维及复合材料发展情况-课件.ppt

1、 碳纤维及复合材料发展情况碳纤维及复合材料发展情况蔡金刚蔡金刚 中国复合材料工业协会中国复合材料工业协会碳纤维复合材料专业委员会碳纤维复合材料专业委员会哈尔滨玻璃钢研究院哈尔滨玻璃钢研究院 2011年年11月月 内容提要内容提要全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况1 我国碳纤维及复合材料发展情况我国碳纤维及复合材料发展情况223 碳纤维复合材料在各领域应用碳纤维复合材料在各领域应用3全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况 世界主要碳纤维生产厂家世界主要碳纤维生产厂家Toray Toho Mitsubishi Rayon HexcelCytec Zoltek Aksa SGL 台塑

2、集团 全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况 碳纤维厂家的地理分布碳纤维厂家的地理分布全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况设计产能（吨）设计产能（吨）20092010201120122013 小丝束小丝束 1K/3K/6K/12K/24K东丽集团东丽集团1760017600176001890020800东邦特耐克丝公司东邦特耐克丝公司1350013500135001350013500三菱人造丝公司三菱人造丝公司 7400 7400 7400 7400 7400台塑集团台塑集团 6150 7450 8750 8750 8750赫氏公司赫氏公司 4750 4750 5500 7000

3、 7000氰特工程材料公司氰特工程材料公司 2000 3000 3000 4000 4000土耳其土耳其Aksa公司公司 750 1500 3500 3500 3500印度印度Kemrock公司公司 00 400 1000 2000产能合计产能合计5215057650601006780071000产量系数产量系数0.73650540335601006780071000世界主要生产厂家产能情况（聚丙烯腈基碳纤维世界主要生产厂家产能情况（聚丙烯腈基碳纤维）全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况设计产能（吨）设计产能（吨）20092010201120122013 大丝束大丝束24K/48K/5

4、0K/60K/80K/320K及以上及以上卓尔泰克集团卓尔泰克集团1300013000130001300013000德国德国SGL集团集团60006000600075009000三菱人造丝公司三菱人造丝公司700700270027002700东丽集团东丽集团300300300300300产能合计产能合计2000020000220002350025000产量系数产量系数0.71800018000198002115022500世界碳纤维主要生产厂家的产能情况（聚丙烯腈基碳纤维世界碳纤维主要生产厂家的产能情况（聚丙烯腈基碳纤维）全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况设计产能（吨）设计产能（吨）

5、20092010201120122013日本石墨纤维日本石墨纤维公司公司 02450245040504050三菱塑料三菱塑料10001250125012501250美国氰特美国氰特400400400400400产能合计产能合计15801830183018901890世界碳纤维主要生产厂家产能情况（沥青基碳纤维世界碳纤维主要生产厂家产能情况（沥青基碳纤维）全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况 2010年全球碳纤维产能年全球碳纤维产能8万吨（小丝束万吨（小丝束55950吨吨+大丝束大丝束24050吨）吨）全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况 世界各顶级碳纤维制造商扩产计划世界各顶级

6、碳纤维制造商扩产计划 未来未来3-5年内扩产年内扩产78%总投资达总投资达13亿美元亿美元全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况 1995年年 1.45万吨万吨 2005年年 2.1万吨万吨 2010年年 达达4万吨万吨2015年需求将超年需求将超7.5吨吨2020年需求将达年需求将达11万吨万吨 全球碳纤维需求全球碳纤维需求全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况重点应用领域重点应用领域重点细分应用领域重点细分应用领域全球碳纤维产业发展情况全球碳纤维产业发展情况我国碳纤维及复合材料发展情况我国碳纤维及复合材料发展情况n我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况n我国碳纤维复合材料发展情况

7、我国碳纤维复合材料发展情况 我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况 近年来，碳纤维作为战略性新兴产业中的近年来，碳纤维作为战略性新兴产业中的一种重要产品，受到人们越来越多的关注。一种重要产品，受到人们越来越多的关注。吸引了越来越多的国内企业不惜重金投资、吸引了越来越多的国内企业不惜重金投资、大手笔进入该领域。大手笔进入该领域。我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况 碳纤维投资碳纤维投资n2009年，中钢集团在吉林市成立江城碳纤维有限公司，投资新建年，中钢集团在吉林市成立江城碳纤维有限公司，投资新建2000吨碳纤维吨碳纤维生产线及制品加工线；生产线及制品加工线；n2009年，吉林市吉研高科技纤维有限

8、公司投资建设年，吉林市吉研高科技纤维有限公司投资建设500吨碳化生产线；吨碳化生产线；n2009年，总投资达年，总投资达30亿元的碳纤维项目正式落户康平县，计划亿元的碳纤维项目正式落户康平县，计划5年内建成年产年内建成年产1.25万吨聚丙烯腈碳纤维原丝项目、年产万吨聚丙烯腈碳纤维原丝项目、年产5000吨吨PAN碳纤维项目、年产碳纤维项目、年产360万万预浸料生产基地。投资预浸料生产基地。投资3.27亿元的碳纤维项目一期土建工程已基本完成，亿元的碳纤维项目一期土建工程已基本完成，2011年初开始试生产。年初开始试生产。n2009年，石油吉林石化公司和吉林化纤集团分别启动年，石油吉林石化公司和吉林

9、化纤集团分别启动1000吨、吨、5000吨规模的吨规模的碳纤维原丝生产项目。碳纤维原丝生产项目。我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况 碳纤维投资碳纤维投资n2010年年3月份，总投资月份，总投资51亿元的碳纤维复合材料产业化项目在三河市燕郊开发区亿元的碳纤维复合材料产业化项目在三河市燕郊开发区开工建设，建成后年产碳纤维原丝开工建设，建成后年产碳纤维原丝1万吨、碳纤维复合材料万吨、碳纤维复合材料3000吨。吨。n 2007年年8月成立江苏恒神纤维材料有限公司，已投入月成立江苏恒神纤维材料有限公司，已投入18亿元，现有年产聚丙烯亿元，现有年产聚丙烯腈碳纤维腈碳纤维3000吨、碳纤维织物吨、碳纤维织

10、物1000万万、碳纤维预浸料、碳纤维预浸料100万和各种复合材万和各种复合材料制品的生产能力，预计到料制品的生产能力，预计到“十二五十二五”末期总投资将达末期总投资将达50亿元。亿元。n2010年，中复神鹰碳纤维公司通过碳纤维及关键设备研发项目的国家级鉴定，年，中复神鹰碳纤维公司通过碳纤维及关键设备研发项目的国家级鉴定，标志着我国成功实现碳纤维国产化和产业化，建成国内首台套规模最大、技术成标志着我国成功实现碳纤维国产化和产业化，建成国内首台套规模最大、技术成熟的千吨级生产线。熟的千吨级生产线。我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况 碳纤维投资碳纤维投资 新万兴碳纤维复合材料项目总投资新万兴碳纤维

11、复合材料项目总投资12亿元。亿元。一期投资一期投资5.6亿元，为高性能碳纤维预浸料项目，二期为碳纤维复合材料制亿元，为高性能碳纤维预浸料项目，二期为碳纤维复合材料制品生产项目。品生产项目。项目于项目于2010年年3月动工，目前已完成一期工程建设。将形月动工，目前已完成一期工程建设。将形成年产成年产1000万平方米高性能碳纤维预浸料和年产万平方米高性能碳纤维预浸料和年产500吨碳纤维吨碳纤维复合材料制品的生产能力，该项目从瑞士、德国等引进国际先复合材料制品的生产能力，该项目从瑞士、德国等引进国际先进设备。预浸料幅宽进设备。预浸料幅宽1600毫米。毫米。我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况国内碳纤

12、维生产厂家分布国内碳纤维生产厂家分布我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况国内各碳纤维企业产能情况国内各碳纤维企业产能情况我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况纺丝生产线纺丝生产线碳化生产线碳化生产线我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况a)碳纤维规格：1K、3K、6K、12K聚丙烯腈原丝碳纤维(1K、3K、6K)碳纤维(12K)国产碳纤维及织物产品规格、品种国产碳纤维及织物产品规格、品种我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况b)碳纤维织物碳纤维织物组织结构：单向、平纹、斜纹、缎纹、混编等组织结构：单向、平纹、斜纹、缎纹、混编等多轴向：多轴向：0、90、45我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况CCF

13、威海拓展威海拓展MC/ZT 煤化所煤化所-扬州、常州扬州、常州JH 吉林石化吉林石化ST 中复神鹰中复神鹰HF10 恒恒 神神JY 吉研高科吉研高科KB 西安康本西安康本HZ-CF 沈阳中恒沈阳中恒 我国各企业碳纤维产品牌号（型号）我国各企业碳纤维产品牌号（型号）我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况n碳纤维产品系列化生产程度低碳纤维产品系列化生产程度低n产品品种、规格少，结构单调，满足不了用户需求产品品种、规格少，结构单调，满足不了用户需求n生产经营不能适应市场生产经营不能适应市场“多品种、小批量、快设计、多品种、小批量、快设计、快周转、供货急快周转、供货急”的要求的要求碳纤维企业存在的问题碳

14、纤维企业存在的问题我国碳纤维发展情况我国碳纤维发展情况nT300级级 各厂家基本都能实现力学性能指标，存在稳定性及成本问题各厂家基本都能实现力学性能指标，存在稳定性及成本问题nT700、T800级级 国内多个厂家都在进行产品研究，有少量的成品，但性国内多个厂家都在进行产品研究，有少量的成品，但性能稳定性以及成品率使得其还难以大规模应用能稳定性以及成品率使得其还难以大规模应用nT1000、M55J级级 攻关项目攻关项目国内各企业碳纤维性能进展情况国内各企业碳纤维性能进展情况我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况 我国各类碳纤维复合材料制品的生产厂家已有百我国各类碳纤维复合材料制品的

15、生产厂家已有百余家。其中大多是生产体育休闲用品，从事航空航天余家。其中大多是生产体育休闲用品，从事航空航天等高端碳纤维复合材料研制、生产单位十余家，从事等高端碳纤维复合材料研制、生产单位十余家，从事研究碳纤维及复合材料的大专院校、科研单位有数十研究碳纤维及复合材料的大专院校、科研单位有数十家。我国碳纤维复合材料已经具有了一定的研究和应家。我国碳纤维复合材料已经具有了一定的研究和应用水平，形成了一支从设计、材料到制造配套的研发用水平，形成了一支从设计、材料到制造配套的研发队伍。队伍。我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况 a)搓管机、多工位二轴缠绕机和编织机等搓管机、多工位二轴缠绕

16、机和编织机等碳纤维复合材料成型工艺装备碳纤维复合材料成型工艺装备我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况b)高端多轴纤维缠绕机、自动铺带机和真空袋、热压罐高端多轴纤维缠绕机、自动铺带机和真空袋、热压罐 碳纤维复合材料成型工艺装备碳纤维复合材料成型工艺装备我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况c)多轴缠绕机、拉挤机、多轴缠绕机、拉挤机、RTM工艺装备、模压机、真空导入工艺装备等工艺装备、模压机、真空导入工艺装备等碳纤维复合材料成型工艺装备碳纤维复合材料成型工艺装备我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况 目前我国碳纤维复合材料装备制造厂家只目前我国碳纤维复合

17、材料装备制造厂家只有几家，国内碳纤维复合材料高端制造装备有几家，国内碳纤维复合材料高端制造装备（自动铺带机、纤维铺放机、六轴缠绕机等）（自动铺带机、纤维铺放机、六轴缠绕机等）受控于西方发达国家。受控于西方发达国家。碳纤维复合材料成型工艺装备碳纤维复合材料成型工艺装备我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况70年代年代 采用溶剂法制备预浸料采用溶剂法制备预浸料 80年代年代 从国外引进热熔机，开展热熔预浸工艺研究从国外引进热熔机，开展热熔预浸工艺研究 90年代年代 国内自行研制了宽度国内自行研制了宽度1270mm的热熔预浸机和的热熔预浸机和 830mm直接热熔法窄带预浸机。直接热熔法

18、窄带预浸机。近近10年年 掌握了热熔预浸机的制造技术，热熔预浸工艺蓬勃发掌握了热熔预浸机的制造技术，热熔预浸工艺蓬勃发 展。在此期间，中国成为世界碳纤维复合材料体育休展。在此期间，中国成为世界碳纤维复合材料体育休 闲用品的生产基地，对预浸料的大量需求促进了预闲用品的生产基地，对预浸料的大量需求促进了预 浸设备的开发。浸设备的开发。目前目前 设备引进和自行研制同时发展。随着国产碳纤维性设备引进和自行研制同时发展。随着国产碳纤维性 能不断改进，产量不断增加，众多碳纤维厂家都投资能不断改进，产量不断增加，众多碳纤维厂家都投资 建立预浸料生产线，国内预浸料生产线至少建立预浸料生产线，国内预浸料生产线至

19、少60条，产能条，产能 超过超过6000万。万。预预浸浸工工艺艺装装备备情情况况我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况 近十多年来，碳纤维复合材料在我国民用领域的近十多年来，碳纤维复合材料在我国民用领域的应用得到很大发展，尤其是体育休闲用品及建筑加固、应用得到很大发展，尤其是体育休闲用品及建筑加固、压力容器等领域碳纤维复合材料的应用迅速增长压力容器等领域碳纤维复合材料的应用迅速增长。我国碳纤维复合材料应用情况我国碳纤维复合材料应用情况年消费量达年消费量达10000吨吨占全球年消费量的四分之一占全球年消费量的四分之一我国碳纤维复合材料应用市场情况我国碳纤维复合材料应用市场情况我国碳

20、纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况A320：包括方向舵、升降舵、平尾梁：包括方向舵、升降舵、平尾梁A350XWB：包括方向舵、升降舵、：包括方向舵、升降舵、S19维护舱门和部分机腹整流罩部件维护舱门和部分机腹整流罩部件。航空航天及国防航空航天及国防我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况体育休闲用品体育休闲用品我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况n每年碳纤维用量：碳纤维布（含板等）约每年碳纤维用量：碳纤维布（含板等）约400-500万平方米，万平方米，总重量总重量1000吨左右吨左右n产品形式：碳纤维布

21、：产品形式：碳纤维布：200、300g/m2（约（约4/5左右）左右）碳纤维板：少量（约碳纤维板：少量（约1/5左右）左右）n碳纤维品种：碳纤维品种：12k，T300为主（大丝束很少用）为主（大丝束很少用）建建筑筑补补强强我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况一般工业应用一般工业应用我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况燕燕龙龙1号号线线路路增增容容改改造造碳纤维复合芯导线应用案例碳纤维复合芯导线应用案例我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况 2006年至今，已有年至今，已有100多条线路挂线运行，多条线路挂线运行，总长超过总长超过5000km，占全球

22、总里程一半以上。，占全球总里程一半以上。一般工业应用一般工业应用电力输送电力输送我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况碳纤维复合材料叶片碳纤维复合材料叶片我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况首座首座CFRP索斜拉桥索斜拉桥江苏大学西山天桥我国碳纤维复合材料发展情况我国碳纤维复合材料发展情况n高端成型装备照国外落后n基体树脂系统品种少、不配套n缺少设计规范及标准n性能评价及测试手段不完备n预浸料技术相对落后n低成本制造技术落后n缺少创新产品，应用市场不成熟同国外的差距同国外的差距 结结 语语 任重道远任重道远 前景光明前景光明 未来十年值得期待未来十年值得期待中国碳纤维中国碳纤维及复合材料产业及复合材料产业 谢 谢！