3. 主要預(yù)浸料供應(yīng)廠商及產(chǎn)品
國外比較著名的預(yù)浸料生產(chǎn)商有:Toray(東麗)、Hexcel(赫氏)、Cytec(氰特)、GuritSuprem (固瑞特)和TenCate(騰卡特)等,其中一些主要的制備工藝以及產(chǎn)品如表2所示,國外的單向預(yù)浸帶的主要制備方式為熔融浸漬法。
東麗公司的預(yù)浸料產(chǎn)品主要用于航空和汽車應(yīng)用領(lǐng)域,是波音和空客公司碳纖維材料的主要供應(yīng)商。自20世紀(jì)初,東麗公司就與空客和波音公司簽署了長期預(yù)浸料供貨協(xié)議,提供一般航空工業(yè)用結(jié)構(gòu)復(fù)合材料用預(yù)浸料;GuritSuprem公司具有向風(fēng)能、船舶艦艇和軌道交通行業(yè)供應(yīng)預(yù)浸料的較長歷史。主要產(chǎn)品包括三大品類:一般預(yù)浸料、高固化溫度預(yù)浸料和低固化溫度預(yù)浸料。
預(yù)浸料主要采用的處理工藝,制備過程相對復(fù)雜,對纖維損傷較大。因此提高纖維增強復(fù)合材料的綜合性能,使產(chǎn)品具有合理的性價比將會成為研究的熱點。國內(nèi)使用的碳纖維增強熱塑性復(fù)合材料主要還是依靠進口,高性能預(yù)浸料的供應(yīng)則被TenCate、Cytec、Ticona等公司所壟斷, 他們具有各個系列的玻璃纖維/碳纖維增強PPS 和PEEK熱塑性預(yù)浸料,被壟斷后的預(yù)浸料價格居高不下。
國內(nèi)對熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料的制備和研究有一定的基礎(chǔ),但與發(fā)達國家相比,仍存在很大的差距,目前我國仍缺乏材料制備和結(jié)構(gòu)成型相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備。
我國預(yù)浸料產(chǎn)品的應(yīng)用目前仍集中在相對低端的體育休閑產(chǎn)業(yè),在航空航天、工業(yè)應(yīng)用占比較少,航空航天、風(fēng)電、汽車和軌道交通等高端工業(yè)領(lǐng)域的預(yù)浸料產(chǎn)品仍然依賴進口。
在國內(nèi),中航高科公司(600862.SH)在航空預(yù)浸料領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,構(gòu)筑先入壁壘,具有完整涉軍資質(zhì)認(rèn)證,并且產(chǎn)品已經(jīng)用于多種軍機型號,其預(yù)浸料產(chǎn)能充足,專用生產(chǎn)廠房1.5萬平方米,裝備了4套國際先進的大型熱熔預(yù)浸機。目前該公司旗下的中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司承擔(dān)了主要軍機用預(yù)浸料的生產(chǎn)和供應(yīng),在航空復(fù)合材料軍用產(chǎn)品中占有主導(dǎo)地位,具備較強下游市場客戶資源優(yōu)勢。中航復(fù)材和航空工業(yè)集團簽訂關(guān)聯(lián)交易協(xié)議向其旗下沈飛、成飛等主機廠供應(yīng)預(yù)浸料,由于主機廠的軍機數(shù)量增加并且新放量軍機的復(fù)材使用占比更高,預(yù)浸料關(guān)聯(lián)交易金額不斷增長。
江蘇恒神股份有限公司是一家集碳纖維及復(fù)合材料設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、技術(shù)應(yīng)用服務(wù)為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。公司采納了世界一流碳纖維企業(yè)的發(fā)展模式,是國內(nèi)唯一一家具有自原絲、碳纖維、上漿劑、織物、樹脂、預(yù)浸料、復(fù)合材料制品到設(shè)計應(yīng)用服務(wù)的完整產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)。
威海光威復(fù)合材料股份有限公司是專業(yè)從事碳纖維、碳纖維機織物、碳纖維預(yù)浸料、碳纖維復(fù)合材料制品及碳纖維核心生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的高新技術(shù)企業(yè)。公司擁有碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈,主要產(chǎn)品包括各型碳纖維、碳纖維機織物、碳纖維預(yù)浸料、玻璃纖維預(yù)浸料、碳纖維復(fù)合材料制品及碳纖維核心生產(chǎn)設(shè)備(具備碳纖維、碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計制造及生產(chǎn)線建設(shè)能力)等。
4. 預(yù)浸料技術(shù)發(fā)展趨勢
隨著航空航天的輕質(zhì)化、高速化,軌道交通的輕質(zhì)化、阻燃化,電子電器的高集成化的迅速發(fā)展,復(fù)合材料的阻燃性、力學(xué)性能、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性的要求越來越高,預(yù)浸料的要求也越來越嚴(yán)苛。未來,預(yù)浸料將往以下方向發(fā)展。
(1)開發(fā)新型熱熔預(yù)浸料體系。預(yù)浸料的制備方法主要有兩種,即溶液浸漬法和熱熔膠膜法,目前以溶液浸漬法為主。溶液浸漬法是將纖維或織物經(jīng)過樹脂溶液浸漬后,將樹脂中的溶劑揮發(fā)掉,并使預(yù)浸料達到B階段的工藝;該法生產(chǎn)設(shè)備投入少,缺點是預(yù)浸料樹脂含量難以精確控制,大量溶劑揮發(fā),形成環(huán)境污染。熱熔膠膜法是首先將熔融的樹脂制成均勻平整的膠膜,而后將膠膜與纖維或織物在一定溫度和壓力下進行復(fù)合浸漬,得到合格預(yù)浸料;此工藝優(yōu)點是樹脂含量控制精確、揮發(fā)份少,無環(huán)境污染。為此,開發(fā)新型熱熔預(yù)浸料體系變得越來越迫切。
(2)室溫長儲存期。為了降低先進復(fù)合材料的制造成本,除采用各式各樣的新技術(shù)外,一個重要方面是大力發(fā)展低溫低壓固化的樹脂體系。如果在不提高固化溫度的情況下延長樹脂及其預(yù)浸料室溫下的使用期,不但不用建立大型的冷藏設(shè)備,而且也不用對現(xiàn)有的制件成型設(shè)備進行改造。這將大幅降低先進復(fù)合材料在制造和使用中的儲存及工藝成本。
(3)高性能化。“輕質(zhì)化、長壽命、高可靠、高效能、高隱身、高突防、低成本”是新一代飛行器的發(fā)展目標(biāo),對預(yù)浸料的輕質(zhì)高強、耐高溫、抗燒蝕性、高力學(xué)強度、高介電性能、可設(shè)計性等提出了越來越高的要求。同時,電子產(chǎn)品向著高速化、高頻化方向不斷發(fā)展,同時對可靠性的要求也越來越高,對于覆銅板用預(yù)浸料,具有高耐熱性、優(yōu)異的介電性能已顯得越來越重要。
目前,酚醛預(yù)浸料雖然耐溫性好、阻燃性好、強度高,但是脆性大、韌性差和抗沖擊損傷容限低等,制約了酚醛樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用,酚醛預(yù)浸料的增韌改性成為一大發(fā)展趨勢。環(huán)氧預(yù)浸料的韌性相對較好,但其耐熱性、阻燃性欠佳,有必要進行耐熱、阻燃相關(guān)改性研究。雙馬預(yù)浸料的耐熱性好,力學(xué)強度高,但是其固化溫度高、脆性大,為此,需對其進行改性研究。此外,復(fù)合材料的輕質(zhì)化要求預(yù)浸料的制備過程中引入改性填料,填料的均勻分散是公認(rèn)的技術(shù)難題,有待深入研究。
(完)
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