中国汽车复合材料的消费预期

复合材料优异的耐腐蚀性、高强度与抗冲击性,使其在航空航天、建筑、防腐、管道、水处理等领域广泛应用。近年来,复合材料的应用领域更加广阔,在汽车、新能源、桥梁建筑等市场大显身手。
尽管全球汽车行业几乎都已陷入一片狼藉,但飞速发展的中国汽车工业让复合材料供应商仍将这一领域看做最重要的市场。统计数据表明中国汽车复合材料的消费预期将增加至11.2万吨左右,到2012年行业总值将超过40亿人民币。
9月2-4日在上海召开的2009年中国国际复合材料工业技术展览会上,拜耳材料科技重点展示其为中国汽车行业及其他行业所带来的生态友好与可持续发展所作出的努力。
拜耳材料科技在复合材料技术方面的开发为车用部件制造商提供了无限的选择范围,特别是先进的喷涂聚氨酯体系Baypreg®和Multitec®的应用体现了在减少燃料消耗、改善物理耐久性和抗碰撞等方面的优势。这些开发典型地体现了拜耳材料科技聚氨酯系统业务的全球品牌BaySystems。
拜耳材料科技亚太区聚氨酯业务部高级副总裁区慧华博士说:“拜耳材料科技致力於开发环境友好型的产品与技术,从而为中国政府的节能减排计划提供支持。例如,我们的轻质复合材料技术的系列产品便是汽车行业的一个理想解决方案,能够帮助客户达到安全、节能的标准。”
作为金属、SMC(片状模塑料)和热塑性塑料等传统材料的轻质替代品,Baypreg®能大幅减轻汽车零部件的重量(至每平方米三千克以下),与传统材料相比重量减轻高达60%。
与“轻质”汽车会危及乘客安全的观念所不同的是,上述材料能够将汽车零部件更为强劲永久地连结在一起,从而提供卓越的抗碰撞保护,并确保零部件破裂时不会留下锋利的边缘,事实上能够提供更高的耐久性。例如,大众Tiguan的行李箱底板是Baypreg F系统制造的轻质但十分强劲的刚性复合元件所制成。该系统不含溶剂,十分环保。
拜耳材料科技聚氨酯系统还可满足消费者对舒适与美观方面的其他重要需求。作为传统玻璃纤维增强塑料的替代材料,Multitec®可用於构建高质量的加固结构,且设计自由。例如,拥有完美而时尚外观的Multitec®短纤维喷涂是制造行李箱外壳与挡泥板的理想之选。此外,经证实,Multitec®也是一种能够提高生产效率和成本效益的材料。
区博士解释道:“随着中国政府优先采取节能减排的举措,例如将发动机容量低於1.6升的汽车销售税从10%降低至5%,以及生态保护区与基础设施的发展,复合材料正在迅速成为主流技术和首选材料,特别是在汽车等关键行业。”
创新的复合材料桥
复合材料的应用领域究竟可以有多广阔?帝斯曼公司在复合材料展上展出多种复合材料技术,涵盖高速火车、汽车和风能等多个应用领域。该公司还特别展出了一系列应用於风电行业替代环氧的解决方案、拉挤树脂和防腐树脂技术。而帝斯曼公司本次展会的亮点之一是和FiberCore Europe(总部位於荷兰的知名纤维增强塑料承重结构生产商)联合为中国市场研制的新型复合材料桥。
该复合材料桥在自重和载重能力上远远超越了传统钢铁和混凝土材质的桥梁。新型复合材料桥采用了帝斯曼的树脂材料,结合FiberCore Europe的InfraCore专利制造技术,由帝斯曼复合材料树脂与FiberCore Europe花费四个月的时间建造完成。该桥梁专门针对中国市场设计,采用了中国传统步行桥梁的扶手样式。
整个桥身采用了玻纤增强塑料复合材料,充分展示了复合材料赋予桥梁在自重、成本、环境以及设计灵活性和外观质量上无可比拟的益处。新型复合材料桥的重量仅为相同尺寸和荷载能力的混凝土桥的5%,钢铁桥的20%。由於桥身自重变得更加轻盈,意味着桥的基座重量也可以随之减轻,运输也变得更加容易。
另外,新型复合材料桥可以快速完成安装,无需花费高昂的金额租用大型起吊装置,也不会造成长时间的交通压力。复合材料桥固有的浮力使其非常适合於水上和沼泽环境。
最近由帝斯曼、FiberCore Europe和荷兰经济事务部对复合材料桥共同进行的生命周期分析研究显示,复合材料桥对环境的影响远低於混凝土桥,仅为钢铁桥梁的三分之一。
相对於钢铁和混凝土结构,复合材料桥的使用寿命可以超过一百年,几乎是传统桥梁的两倍。FiberCore Europe海外业务总监Mel Foster指出:“在高荷载结构,如桥梁上使用复合材料,满足了桥梁自身结构更轻巧的需求,从而实现制造和施工更便捷,使用寿命更长,产生的碳足迹(Carbon Footprint)低,对环境影响也更小。”Foster补充说到:“我们的复合材料桥梁结构中含有大量的超承载设计,使其具有更大的通行负荷和更长的使用寿命。在中国展出的这座桥就是一个很好的例子。虽然只是一座人行桥,但它不仅可以承载六吨左右的应急车辆,甚至可以承受重达30吨的重型车辆。”
帝斯曼看好中国复合材料市场前景
帝斯曼在复合材料展会上的亮相充分体现了对中国复合材料行业的光明前景的信心,其公司高层管理团队一直致力於增加中国市场的投资并密切关注其发展。
帝斯曼复合材料树脂总裁Michael Effiing表示:“我们是欧洲最大的专业树脂供应商,在世界各地,尤其是中国,都取得了长足的发展。公司在中国市场的成长壮大得益於最近几年不断更新的战略计划、合作关系和投资走向。这一点将继续纳入我们为中国量身打造的增长与整合战略。中国现在是、将来更是帝斯曼复合材料树脂的重要作战阵地。”
帝斯曼复合材料树脂在中国的上海和南京均设有分公司,并计划继续扩大其在中国的生产能力。该公司表示,它将於2010年进一步扩大上海帝斯曼中国园区的创新和研发能力。同时,位於南京的金陵帝斯曼树脂有限公司—帝斯曼复合材料树脂与中石化金陵石化公司的合资企业,计划今年特殊树脂的产能提高20%。
帝斯曼复合材料树脂亚洲区总监傅涛同样强调中国市场的发展潜力:“尽管当前经济形势低迷,中国仍保持了良好的增长势头。当然,这离不开中国政府出台的激励机制。我们看到了复合材料因其重量轻、刚度好且为环保型产品,在多种工况应用中的宝贵机遇和不断上升的需求。我们更看到了建筑和基础设施行业的巨大潜力以及中国风能等更清洁、更可持续发展的能源供应的需求。”
目前,帝斯曼完全有能力利用新一代结构树脂和粘接胶制造更大、更轻、更可靠的风力发电机叶片。环氧树脂材料曾一度主宰了传统风力发电机叶片市场,为了缩短大型叶片的生产周期,生产商们一直寻求改变叶片设计和生产流程的新方法,同时实现纤维含量高、硬度佳、体积/体重比理想且生产成本低等要求。
帝斯曼展出的替代环氧树脂的方案,如Synolite® 1777系列产品,正是满足了这种需求,并成功被风力发电机叶片市场采用。Synolite® 1777系列产品与玻璃纤维增强材料和优质的浸润剂结合使用时,具备较高的机械特性和较低的材料成本;和环氧树脂相比,其粘度更低,无需後期固化处理。这些特徵使加工流程更加迅速、简便,实现了成本节约。
叶片生产商得到的另一大好处是Synolite® 1777树脂可以在帝斯曼南京工厂实现本地化制造。“本地化生产将成为选择树脂材料供应商的决定性因素之一。随着大型叶片需求量上涨,从成本和物流角度看,运输也成为重要问题。因此,本地化生产势在必行。”傅涛如是说。
高性能玻纤应用广泛
玻纤是复合材料中应用最为广泛的增强填充材料,看似平常的玻纤针对不同应用各有其特殊需求。
2009中国国际复合材料工业技术展览会期间,美国欧文斯科宁公司展示了涉及隔层材料、屋顶材料、墙板、人造石板以及在运输、电子、电信及其它高性能应用产品上使用的玻纤合成材料。
展会期间的新闻发布会上,该公司复合材料大中华区总经理Jean-Marc Sinkora、复合材料全球大客户销售经理(中国)李建勇等高层管理人员分别做演讲,从多个角度阐释了欧文斯科宁的市场地位、中国战略,以及其创新产品在节能环保、谋求中国工业可持续发展方面的强大优势。
Sinkora表示,中国目前已跻身为世界上最大的复合材料市场之一,欧文斯科宁对行业发展前景很有信心,也非常乐意协助中国的复合材料市场实现可持续发展。具体谈及玻纤,他指出,去年中国的人均玻璃纤维消耗量仅为0.5公斤,目前大致已增长到人均0.6-0.7公斤的水平,但是相对於欧洲人均1.2-1.5公斤、美国人均3公斤以上的水平,差距还是客观存在的,“这也充分反映了中国市场潜力的巨大程度,特别是当前全球经济危机之下,中国经济依然保持了快速发展,再加上不断递进的城市化进程,对包括复合材料在内的新材料需求量无疑是非常大的”。
Sinkora还特别指出,该公司在服务於运输行业用户方面拥有成熟经验,不仅汽车行业一直是欧文斯科宁在中国投入较多的一个领域,随着中国对铁路行业的投入与日俱增,该公司也会加大这方面投入,针对铁路车辆制造和路轨应用引入更好的产品和解决方案。
据介绍,欧文斯科宁目前在中国设有四家生产基地,分别在北京窦店、江苏常州、浙江杭州和上海。其中,窦店的工厂不仅生产玻纤产品,还生产玻璃纤维织物以供应风能市场;位於常州的工厂也主要生产玻璃纤维织物,供应风能及其他相关市场;杭州工厂主营玻纤产品,近期刚刚扩产;而上海的生产基地则主要生产汽车相关产品,已全面服务於发展迅猛的中国汽车市场。

3B的高性能玻纤具有针对不同应用的产品系列。
3B公司作为一家复合材料业领先的增强热塑和热固用玻纤生产商,首次参加上海举办的复合材料展。本次展会上,该公司介绍了多种针对不同应用的玻纤新品,及其在风能、电气绝缘、装甲和车辆防护、高压容器方面的应用。
重点展示的产品包括Advantex™ 和HiPer-tex™的直接无捻粗纱和连续毡产品线,其中包括:
- Advantex™直接纱 SE1500,用於与环氧树脂结合,以增加其抗疲劳强度;
- Advantex™直接纱SE8400LS(低孔隙),为高压复合绝缘子专门设计,为拉挤工艺用玻纤;
- Advantex™连续毡M8615,专为真空注塑工艺设计,应用於风力叶片生产;
- Advantex™连续毡M8643,用於又宽又长又重或狭窄而复杂的零部件进行拉挤工艺;
- 用作高压容器应用的Advantex™直接纱,譬如压缩天然气瓶。Advantex™直接纱比传统的E玻璃纤维拥用更高的耐腐蚀性能,现已被批准用於满足ECE110,国际标准化组织11439 & NGV-2标准的高压容器;
- HiPer-tex™ B15直接纱,为硬复合装甲应用而设计。比如复合防爆板、防弹板、装甲车内部的防剥落涂层,执法车辆、保安车辆及轻质、价格低廉又具优异防护功能的海军舰艇。
与E玻璃纤维相比,HiPer-tex™玻璃纤维提供全面卓越的性能:30%较高的强度、17%较高的硬挺度、45%高应变能量、10倍的抗疲劳能力和30%的低线性热膨胀。HiPer-tex™玻璃纤维在防弹应用上提供的这些优势,完全能满足FB4标准、北约标准化4569-2级和北约标准化4569-4级。

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