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出色的輕量化復合材料—長玻纖增強塑料

瀏覽次數: 日期:2017年3月10日 17:03

     

長玻纖是輕量化材料的優質之選

 

    長玻纖增強塑料是一種出色的輕量化復合材料,較碳纖維復材更容易大規模商業化應用,

 

目前在國外已廣泛應用于汽車零部件制造,市場規模達千億級別。 

 

質量輕、強度高的玻璃纖維 

      玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料,有著機械強度高、吸收沖擊能亮大、耐熱性強等優點。而玻璃纖維增強塑料則是指玻璃纖維增強,其強度相當于鋼材,又具有玻璃纖維的耐腐蝕、隔熱、電絕緣等特點,被俗稱為“玻璃鋼”。

 長玻纖性能更為優越

    按照塑料粒子的長度和玻璃纖維的長度,有短玻纖增強塑料與長玻纖增強塑料之分,長玻纖增強塑料由于其中玻纖長度更長,且排列更有規律,因此具有更強的剛度、比強度、耐蠕變性、耐疲勞性和穩定性。

      另外,玻纖增強塑料按照其加工性能可以分為熱塑性(LFT)與熱固性增強塑料(SMC),其中,熱塑性材料不僅輕量化效果好、原料利用率高,而且更為環保,優勢更大。因此長纖維增強熱塑性復合材料(LFT)在汽車輕量化材料上應用最為突出。


 

長玻纖增強塑料汽車領域應用現狀

 

玻纖在汽車輕量化材料中優勢明顯

    汽車“輕量化”是在確保車體穩定性基礎上,采用特殊材料代替鋼材以達到減重的目的。而玻璃纖維增強復合材料是較成熟且應用最為普遍的一類,相較其他材料在減重效果及成本上也更具優勢。

 應用零部件情況

 傳統汽車

    汽車行業使用的長玻纖增強塑料廣泛應用于前端模塊、底盤、隔音罩、儀表盤等零部件的生產制造。

    目前,不少汽車制造廠商已經在多個零部件上采用長玻纖增強塑料材料。

新能源汽車

    新能源汽車的“三電系統”占整車整備質量的約1/4,需要大量采用輕質材料替代金屬材料來減輕重量,例如動力電池的箱體材料。如今80%的動力電池包采用鋁合金作為箱體材料,占電池重量比例約為10%,若用玻纖增強塑料等復合材料代替鋁合金,可以顯著降低電池殼體重量,提高電池能量密度。

 

                                 汽車行業長玻纖市場空間預測

 

 

 

汽車行業玻纖增強塑料應用空間巨大

 

    發達國家增強塑料在汽車材料中的應用占比已經達到230kg/輛,占車重的12%。據估計到2020年汽車平均塑料用料可增至500kg/輛,占車身重量的1/3
 

    根據國際汽車制造商協會數據,2015年全球乘用車產量約7000萬輛,按照國際上每輛車使用300kg 塑料計算(其中玻纖增強復合材料占比超過10%),則全球玻纖增強復合材料需求在210萬噸,市場規模約210-315億元

     而我國目前汽車平均用塑料量僅為100kg/輛,占車重的7.3%,與發達國家有不小的差距,市場空間巨大。

    2015年我國汽車產量為2447萬輛,預計到2020年將達3000萬輛,以平均車重1100kg、增強塑料用量占比20%計算,到2020年長玻纖增強塑料潛在市場需求達660萬噸,潛在市場空間達2310億元

 長玻纖增強塑料(LFT)是市場主要方向

    2013-2015年間歐洲玻纖增強塑料總產量年增長率在0-2%之間。但在類型眾多的GRP 中,LFT 成為了行業發展的亮點。2013-2014年間歐洲LFT產量保持6%的年增長率,2015年更是達到13.2萬噸,較2014 年增長9%,增長幅度遠超行業總體水平。
 

    中國熱塑性復合材料產量快速增長,2011年到2015年間,中國復合材料總產量從381萬噸增長到456萬噸,增長幅度達到19.7%,其中熱固性復合材料產量五年僅實現了6.5%的增長,而熱塑性復合材料的產量從2010年的91萬噸增長到了2015年的176萬噸,增長了49%,復合增長率達到10.5%,增長勢頭仍十分顯著。
 

 

玻纖材料其他工業應用市場分析

 

    玻纖增強復合材料由于高強輕質、抗腐蝕、耐高溫、電絕緣性能好等特點使得它還在航天航空、建筑、能源、電子等各個領域得到廣泛的使用。

  電子行業

    電子領域是我國玻纖下游第二大應用領域,需求約占玻纖產品消費量的21%左右,我國2014 年電子領域玻纖的應用規模約在109.4萬噸左右。
 

    電子玻纖紗是覆銅板的主要增強材料之一,約占覆銅板成本的40%(厚板)和25%(薄板),而覆銅板是制備印制電路板(PCB)的核心材料。因此,電子玻纖布的需求量與覆銅板、PCB 行業的發展關聯性很大。

 高鐵行業

    高鐵材料市場主要可分為軌道材料市場和電纜材料市場。其中,軌道材料市場包括:抗腐蝕涂料市場、鐵路軌枕復合材料市場、抗震材料市場。

    由于玻纖復合材料具有耐磨、耐腐蝕、輕質高強等優點,其在FFU合成枕木以及用玻璃鋼制造的車門、座椅等都有所應用。
 

    根據國家發展高速鐵路長遠計劃,為了適應高速列車提速要求,開發FFU枕木以取代或部分取代混凝土枕木必將是未來發展趨勢。

    每公里高速鐵路大約需用1800根枕木,按照每根枕木里面添加5%的玻纖材料測算,每公里的高鐵FFU枕木的玻纖材料25.2噸(假設每根枕木重280 公斤)。如果我國現有2.5萬公里枕木全部采用玻璃纖維基枕木的話,玻纖材料的需求為63萬噸,市場規模將達到378億元

 

所屬類別: 行業新聞

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