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中国建材的复合材料创新矩阵

中国建材报 2019/9/12 17:42:59

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中玻网】在刚刚闭幕的第25届中国国际复合材料展览会上,665家中外复合材料参展商同台竞技,展示较新的产品、技术及工艺装备,大家既是展商又是观众,“秀肌肉”的同时也彼此较劲。再加上60多场学术报告与技术讲座,可谓是复合材料创新方向的情报盛宴。

  同期举行的第15届“CCE-JEC创新产品大奖”评选中,南京玻璃纤维研究设计院的“5G美化天线罩”、连云港中复连众复合材料集团有限公司的“LZ76-3.X国产碳纤维结构风电叶片”、哈尔滨玻璃钢研究院有限公司的“复合材料天线耐压罩”分别获制品类创新产品大奖,中国建材旗下的复材企业展示出强大的创新能力。记者注意到,中国建材旗下的复材企业不仅覆盖了当前复合材料生产的各个方向,在产品创新和技术研发方面也各具特色,他们之间既有竞争又在合作,形成了一个强大的复合材料创新矩阵。

  哈玻院:缘起军工,服务大众

  哈尔滨玻璃钢研究院(以下简称哈玻院)创建于1960年,是我国较早从事树脂基复合材料研究和应用的专业机构之一,并一直承担着国家科研攻关项目、863计划、国家重大工程配套等研究课题,先后获得国家和省部级奖励63项,其中,科技进步特等奖2项、二等奖4项、三等奖2项。

  哈玻院自成立以来,紧跟我国航天及军工事业发展的步伐,在一次次挑战中实现突破,创造了多个“中国第1”,开创了中国玻璃钢工业的进程。哈玻院创新性地研究总结出了纤维缠绕规律,首创了我国纤维缠绕技术,成为中国先进复合材料研究和应用的领跑者。同时,哈玻院也是我国拉挤技术、热熔预浸技术、铺放技术的主要发源地。

  近年来,哈玻院除了继续服务于国防军事的发展,还将更多的技术转向了船舶、电力、建筑、水处理等民用领域。利用拉挤工艺技术,哈玻院制造了第1个合成绝缘子玻璃钢芯棒、第1个地铁第三轨保护罩、第1根光缆芳纶加强芯、第1根电缆碳纤维加强芯等拉挤制品,并制定了多项拉挤技术和产品的国家和行业标准。

  2008年,我国南方地区遭遇冰灾,许多大跨度电缆受到严重破坏,原因是当时使用的电缆加强芯大多为钢制材料,即使在正常情况下使用也有悬垂的问题。为此,哈玻院与中复连众复合材料集团共同合资成立了中复碳芯电缆科技有限公司,研制出碳纤维复合材料加强芯,一举填补了国内技术空白,成为极受市场欢迎的产品。

  在水处理领域,哈玻院成立了哈尔滨乐普实业有限公司,专门从事膜外壳的研发、制造、销售和服务。目前,国内大型分离膜工程,大多选用乐普分离膜外壳产品配套,在国际市场上也连续赢得多个世界范围内影响较大项目的竞标。乐普公司生产的18"反渗透膜外壳是迄今为止世界上较大直径的商用膜外壳产品。

  此外,哈玻院通过自主开发、设计、制造多种复合材料成型设备,研制成功各种尺寸的筒形、球形、环形压力容器和管、罐等缠绕制品,以及高性能先进复合材料结构件。同时还开发出地铁轨道防护罩、防腐用平台等拉挤制品,SMC模压水箱、电表箱制品等民用产品。

  中材科技:较强科研集群

  中材科技股份有限公司(以下简称中材科技)成立之初就囊括了北京玻璃钢研究设计院、南京玻璃纤维研究设计院和苏州非金属矿工业设计研究院三个科研院所的核心技术和人才资源。之后又设立了中材科技(苏州)有限公司、中材科技风电叶片股份有限公司、中材科技膜材料公司,并于2016年并购重组泰山玻纤,研发实力不断扩充,形成了强大的科研集群。

  中材科技成立以来,承担国家973计划、国家863计划、国家科技攻关计划(国家科技支撑计划)、国家重点研发计划、国家自然科学基金项目共50余项,承担国防科工局等省部级科研项目200余项,拥有发明专利285项,获国家科技奖励7项,其中国家科技进步一等奖1项、二等奖5项,国家技术发明二等奖1项,获国防科工局科技进步一等奖等省部级科技奖励150余项。同时,公司拥有一批代表行业科技发展领先水平的技术成果。

  发展至今,中材科技不仅拥有完整的非金属矿物材料、玻璃纤维、纤维复合材料技术产业链,而且还拥有一支由中国工程院院士领衔,由国家突出贡献专家和享受国务院政府特殊津贴待遇的专家带领的3000余人的科技研发队伍。公司拥有1个国家重点实验室、3个博士后工作站、3个国家工程技术研究中心、2个企业技术中心等研发平台,是我国玻璃纤维与复合材料行业技术创新、研究开发和产业化的重要基地。

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图为泰山玻纤生产厂房。

  我国第1块玻璃钢在这里诞生,第1条自主知识产权的玻璃纤维池窑拉丝生产线成套技术和第1条国产化高档高岭土生产线成套技术也发源于此。现在,中材叶片是我国叶片领域当之无愧的魁首。泰山玻纤与中国巨石遥相呼应,共同领导着玻璃纤维及制品行业的发展,中材锂膜有限公司也在向着成为国内综合竞争力第1的研发型锂膜制造企业冲刺。

  科技创新是永不止步的,中材科技仍然在向更高的山峰攀登。面临即将到来的5G商业化机遇,泰山玻纤开发出了“BC1500超细玻璃纤维纱”和“TLD-GLASS低介电常数玻璃纤维”,主要瞄准的就是新世代智能手机的覆铜板和天线罩,产品价值是普通玻璃纤维产品的10倍以上。

  在建筑领域,泰山玻纤开发的“高锆耐碱玻璃纤维网格布”和“高锆耐碱玻璃短切纤维”,具有超强的耐碱性能、优异的物理机械性能和化学稳定性,可以显著提高建筑外墙、路桥表面的使用寿命,大大降低建筑修复和维护费用。

  中国复材:专注当下,投资未来

  中国复合材料集团有限公司(以下简称中国复材)拥有多家控股公司,包括连云港中复连众复合材料集团有限公司、中复神鹰碳纤维有限责任公司、常州中复丽宝第复合材料有限公司、北新弹性地板有限公司,以及威海中复西港船艇有限公司,业务涉及风电叶片、碳纤维、新型铺地材料、玻璃纤维薄毡、碳纤维复合芯导线、复合材料船艇、玻璃钢罐、压力容器和水处理等多项高新产业。

  中国复材创造了国内首片兆瓦级风电叶片,目前生产规模位居全球前列;自主建成了碳纤维原丝及碳化全套生产线,是国内实现干喷湿纺碳纤维工程化制备的企业,也是国内产能和产量领先的干喷湿纺碳纤维企业;制作了单体容积达6000立方米的玻璃钢贮罐;拥有技术水平领先的高档新型铺地材料生产企业、大中型复合材料船艇制造企业。中国复材旗下的子公司,一方面专注于当前的市场,另一方面不断提高技术储备,投资未来的市场。

  近两年是我国海上风电的集中爆发期,许多风电企业都瞄准了这块“蛋糕”。中复连众凭借其国内实力前列的研发团队、规模较大的生产基地和规格较齐全的叶型体系,已经获得了国内海上风机叶片市场占有率第1的位置。今年5月,中复连众制造的全球较大风轮直径海上风电叶片,在上海临港海上风电一期示范项目成功完成吊装。该叶片长84米,功率6.25兆瓦,是全球较长玻纤增强叶片,也是全球已吊装的叶轮直径较大的海上风机。

  在中国建材10多年的长期投资下,中复神鹰已经系统掌握SYT49S(1700级)、SYT5S(T800)级干吨级技术和SYM30(M30级)、SYM35(M35级)百吨级技术及SYT65(T1000级)的中试技术。目前,国产T700、T800、M30级碳纤维已实现批量市场供应,在国产碳纤维市场的占有率保持在50%以上,打破了国外高性能碳纤维垄断的市场格局,促进国内碳纤维复合材料产业的发展。

  今年5月,中复神鹰西宁公司年产2万吨高性能碳纤维及配套原丝项目在西宁经济技术开发区甘河工业园破土动工。该项目是中复神鹰产业战略布局的一项重要举措,在开拓新市场及延伸产业链的同时,还将作为上下游产业结构及产品联动的重要支撑平台,实现上下游产品导向性开发,助力国产碳纤维产业做优做强。

  利用天然气实现汽车減排,已经在我国获得成功,将天然气压缩到碳纤维缠绕压力容器内以取代燃油,会极大地降低环境污染。同时,随着氢燃料电池技术的进步,碳纤维压力容器的需求也将进一步释放。中复神鹰的SYT45S-24K、SYT49S-24K碳纤维在缠绕工艺中拥有不俗的表现,这种纤维加工毛丝少、浸润性良好、加工过程顺畅、纤维强度转化率高,制备的压力容器可以达到多种设计要求,这又是一次对未来的布局。

  中国巨石:复材产业支柱

  今年以来,全球经济形势仍旧错综复杂,宏观经济增长放缓,中美经贸摩擦升级。玻纤行业由于受2018年产能快速集中扩张,以及宏观经济下行影响,市场竞争进一步加剧。面对复杂的国内外环境,中国巨石股份有限公司(以下简称中国巨石)在“质量第1、效益优先”的高质量发展目标引领下,坚持观大势、谋全局、干实事,聚焦提质降本增效,充分发挥规模化优势,突出抓好生产经营、结构调整、管理提升和队伍建设,各项工作取得了新进展、新成效,呈现出稳中有进的发展趋势,为复材产业发展奠定了信心。

  从1993年成立至今,巨石创造了无数个“第1”,第1座池窑、第1个国债项目、第1座环保池窑、第1个发明专利、第1个拥有自主知识产权的玻璃配方、2008年实现生产规模世界第1、第1个海外销售公司、第1个海外生产基地、第1条智能化生产线等。

  这无数的“第1”背后正是生产技术的进步,犹如加速器,助推巨石完成了一次又一次革新与蜕变。巨石的生产工艺从刚开始的陶土坩埚拉丝工艺到代铂炉拉丝工艺,再到超大型池窑拉丝工艺,现在巨石开启了制造智能化的新征程,巨石从石小镇走向了世界,以创新之力推动着玻纤产业的技术变革。

  中国巨石以结构调整为核心,以提效降本为导向,以量价兼顾为宗旨,抓好产销各个环节的发挥优势产能作用,大力提升高端产品、高附加值产品、高精尖产品、高端市场、高端客户及制品比例,瞄准新的发展趋势,确立新的增长目标,促进效益稳定提升。当前,中国巨石在风电复合材料、热塑复合材料、高压管道、高端SMC材料领域中均掌握着巨大的竞争优势,巨石的发展也为中国建材的复合材料创新矩阵,源源不断地注入着新的能量。

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