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    出色的轻量化复合材料—长玻纤增强塑料

    浏览次数: 日期:2017年3月10日 17:03

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    长玻纤是轻量化材料的优质之选

     

        长玻纤增强塑料是一种出色的轻量化复合材料,较碳纤维复材更容易大规模商业化应用,

     

    目前在国外已广泛应用于汽车零部件制造,市场规模达千亿级别。 

     

    质量轻、强度高的玻璃纤维 

          玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,有着机械强度高、吸收冲击能亮大、耐热性强等优点。而玻璃纤维增强塑料则是指玻璃纤维增强,其强度相当于钢材,又具有玻璃纤维的耐腐蚀、隔热、电绝缘等特点,被俗称为“玻璃钢”。

     长玻纤性能更为优越

        按照塑料粒子的长度和玻璃纤维的长度,有短玻纤增强塑料与长玻纤增强塑料之分,长玻纤增强塑料由于其中玻纤长度更长,且排列更有规律,因此具有更强的刚度、比强度、耐蠕变性、耐疲劳性和稳定性。

          另外,玻纤增强塑料按照其加工性能可以分为热塑性(LFT)与热固性增强塑料(SMC),其中,热塑性材料不仅轻量化效果好、原料利用率高,而且更为环保,优势更大。因此长纤维增强热塑性复合材料(LFT)在汽车轻量化材料上应用最为突出。


     

    长玻纤增强塑料汽车领域应用现状

     

    玻纤在汽车轻量化材料中优势明显

        汽车“轻量化”是在确保车体稳定性基础上,采用特殊材料代替钢材以达到减重的目的。而玻璃纤维增强复合材料是较成熟且应用最为普遍的一类,相较其他材料在减重效果及成本上也更具优势。

     应用零部件情况

     传统汽车

        汽车行业使用的长玻纤增强塑料广泛应用于前端???、底盘、隔音罩、仪表盘等零部件的生产制造。

        目前,不少汽车制造厂商已经在多个零部件上采用长玻纤增强塑料材料。

    新能源汽车

        新能源汽车的“三电系统”占整车整备质量的约1/4,需要大量采用轻质材料替代金属材料来减轻重量,例如动力电池的箱体材料。如今80%的动力电池包采用铝合金作为箱体材料,占电池重量比例约为10%,若用玻纤增强塑料等复合材料代替铝合金,可以显著降低电池壳体重量,提高电池能量密度。

     

                                     汽车行业长玻纤市场空间预测

     

     

     

    汽车行业玻纤增强塑料应用空间巨大

     

        发达国家增强塑料在汽车材料中的应用占比已经达到230kg/辆,占车重的12%。据估计到2020年汽车平均塑料用料可增至500kg/辆,占车身重量的1/3。
     

        根据国际汽车制造商协会数据,2015年全球乘用车产量约7000万辆,按照国际上每辆车使用300kg 塑料计算(其中玻纤增强复合材料占比超过10%),则全球玻纤增强复合材料需求在210万吨,市场规模约210-315亿元。

         而我国目前汽车平均用塑料量仅为100kg/辆,占车重的7.3%,与发达国家有不小的差距,市场空间巨大。

        2015年我国汽车产量为2447万辆,预计到2020年将达3000万辆,以平均车重1100kg、增强塑料用量占比20%计算,到2020年长玻纤增强塑料潜在市场需求达660万吨,潜在市场空间达2310亿元。

     长玻纤增强塑料(LFT)是市场主要方向

        2013-2015年间欧洲玻纤增强塑料总产量年增长率在0-2%之间。但在类型众多的GRP 中,LFT 成为了行业发展的亮点。2013-2014年间欧洲LFT产量保持6%的年增长率,2015年更是达到13.2万吨,较2014 年增长9%,增长幅度远超行业总体水平。
     

        中国热塑性复合材料产量快速增长,2011年到2015年间,中国复合材料总产量从381万吨增长到456万吨,增长幅度达到19.7%,其中热固性复合材料产量五年仅实现了6.5%的增长,而热塑性复合材料的产量从2010年的91万吨增长到了2015年的176万吨,增长了49%,复合增长率达到10.5%,增长势头仍十分显著。
     

     

    玻纤材料其他工业应用市场分析

     

        玻纤增强复合材料由于高强轻质、抗腐蚀、耐高温、电绝缘性能好等特点使得它还在航天航空、建筑、能源、电子等各个领域得到广泛的使用。

      电子行业

        电子领域是我国玻纤下游第二大应用领域,需求约占玻纤产品消费量的21%左右,我国2014 年电子领域玻纤的应用规模约在109.4万吨左右。
     

        电子玻纤纱是覆铜板的主要增强材料之一,约占覆铜板成本的40%(厚板)和25%(薄板),而覆铜板是制备印制电路板(PCB)的核心材料。因此,电子玻纤布的需求量与覆铜板、PCB 行业的发展关联性很大。

     高铁行业

        高铁材料市场主要可分为轨道材料市场和电缆材料市场。其中,轨道材料市场包括:抗腐蚀涂料市场、铁路轨枕复合材料市场、抗震材料市场。

        由于玻纤复合材料具有耐磨、耐腐蚀、轻质高强等优点,其在FFU合成枕木以及用玻璃钢制造的车门、座椅等都有所应用。
     

        根据国家发展高速铁路长远计划,为了适应高速列车提速要求,开发FFU枕木以取代或部分取代混凝土枕木必将是未来发展趋势。

        每公里高速铁路大约需用1800根枕木,按照每根枕木里面添加5%的玻纤材料测算,每公里的高铁FFU枕木的玻纤材料25.2吨(假设每根枕木重280 公斤)。如果我国现有2.5万公里枕木全部采用玻璃纤维基枕木的话,玻纤材料的需求为63万吨,市场规模将达到378亿元。

     

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