環(huán)氧纖維復(fù)合材料方興未艾
2006-06-30
【中國環(huán)氧樹脂行業(yè)在線】2006年6月29日訊：在剛剛過去的2005年，我國環(huán)氧樹脂生產(chǎn)量、消費(fèi)量分別達(dá)到33、63萬噸，從而在“十五”期末成為了全球最大生產(chǎn)國、重要消費(fèi)國。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家表示，在飛速發(fā)展的我國環(huán)氧樹脂市場(chǎng)中，膠粘劑正在逐步已取代涂料成為頭號(hào)應(yīng)用領(lǐng)域，而環(huán)氧基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料雖然起步不早卻呈現(xiàn)出同樣強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，市場(chǎng)應(yīng)用方興未艾。
環(huán)氧樹脂是優(yōu)良的熱固性樹脂，在國內(nèi)除用作粉末涂料、地坪、封裝料、粘接劑以外，在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料領(lǐng)域中也大顯伸手。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家調(diào)查，我國目前用于環(huán)氧基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料所需環(huán)氧樹脂在15萬噸左右，達(dá)到總消費(fèi)量的23%，且每年以20%的速度增長。環(huán)氧基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，目前主要包括6個(gè)方面。一是環(huán)氧基玻璃纖維復(fù)銅箔板(電子玻璃纖維基板)。其主要生產(chǎn)能力集團(tuán)在中國，我國臺(tái)灣已超過20萬噸，占全球這一產(chǎn)品總量的一半，其中必成1家就接10萬噸；大陸達(dá)到14萬噸，預(yù)計(jì)2006年達(dá)到20萬噸；歐美日地區(qū)為50萬噸，其中Vetrotex為8萬噸。臺(tái)灣電子企業(yè)西移大陸進(jìn)行加工出口或供應(yīng)國內(nèi)市場(chǎng)，激發(fā)了大陸電子玻璃纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是兩岸產(chǎn)業(yè)攜手共贏發(fā)展的又一案例。預(yù)計(jì)2006年該領(lǐng)域消費(fèi)環(huán)氧樹脂可提高到8萬噸左右。這方面除了電子產(chǎn)品的需求外，還有電力電器產(chǎn)品如電絕緣層壓板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片等。其中新興的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片前景十分廣闊，由于對(duì)風(fēng)力發(fā)電用葉片強(qiáng)度和剛度的要求越來越高，30米以上的玻璃鋼風(fēng)機(jī)葉片是由環(huán)氧樹脂和碳纖維粘合制作。
二是氧基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料用于航天航空結(jié)構(gòu)材料，出于航天航空飛行及其安全的考慮所需，作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、高可靠性和穩(wěn)定性，環(huán)氧環(huán)氧基纖維符合材料成為不可缺少的材料，利用纖維纏繞工藝制造的環(huán)氧基外殼殼體、固體發(fā)動(dòng)機(jī)罩等，具有耐腐蝕、耐高溫、耐輻射，而且密度小、剛性好、強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。“神六”外殼纖維纏繞層的環(huán)氧樹脂材料就是由藍(lán)星新材料無錫樹脂廠提供的。環(huán)氧基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用于民用航空材料方面更是大量增加，主要原因還在于采用這種新材料，除了性能上的優(yōu)勢(shì)外還具有非常明顯的性能價(jià)格比。
三是環(huán)氧基纖維復(fù)合材料在運(yùn)動(dòng)器材方面的應(yīng)用。我國臺(tái)灣也是全球環(huán)氧基碳纖維復(fù)合材料運(yùn)動(dòng)器材的制造基地，據(jù)臺(tái)灣強(qiáng)化塑膠協(xié)進(jìn)會(huì)提供的信息，90年代初臺(tái)灣運(yùn)動(dòng)器材需用碳纖維已達(dá)1500噸/年。在大陸，最近由國家田徑協(xié)會(huì)牽頭在上海成立了全國性的體育運(yùn)動(dòng)材料研究中心，中心依托華東理工大學(xué)優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合上海三瑞化學(xué)有限公司等11家企業(yè)的力量，將推動(dòng)我國運(yùn)動(dòng)材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家介紹，我國體育用品使用的環(huán)氧復(fù)合材料目前以60%左右的速度在增長。
四是環(huán)氧基纖維復(fù)合材料高壓管道和壓力容器。高壓玻璃鋼管在油田二/三次采油過程中用作制造地面油氣集積和輸送管線和井下油管、套管等，它解決了油田鋼管存在的嚴(yán)重腐蝕問題，高壓玻璃鋼管主要由環(huán)氧樹脂和環(huán)氧乙烯基酯樹脂作為粘結(jié)劑，采用纖維纏繞技術(shù)制成，這種FRP管道耐高溫、耐高壓、耐腐蝕性能的高度可靠性，為油田工程廣泛應(yīng)用帶來長期的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。環(huán)氧基纖維纏繞壓力容器(CNG)主要在尼龍內(nèi)膽或鋁合金內(nèi)膽外纏繞環(huán)氧基浸漬碳纖維制成，廣泛用于航天航空、消防公安、汽車燃?xì)獾取Ｎ覈芯凯h(huán)氧基纖維纏繞氣瓶技術(shù)并進(jìn)入市場(chǎng)是近幾年的事情，研制生產(chǎn)CNG氣瓶的企業(yè)主要有西安向陽容器廠、西安天潔航天科技股份有限公司等。
五是環(huán)氧乙烯基酯樹脂在化工防腐中運(yùn)用。環(huán)氧樹脂作為纖維增強(qiáng)符合材料進(jìn)入化工防腐領(lǐng)域，是以環(huán)氧乙烯基酯樹脂形態(tài)出現(xiàn)的。這類樹脂既保留了環(huán)氧樹脂基本性能，又有不飽和聚酯樹脂良好的工藝性能，所以大量運(yùn)用在化工防腐領(lǐng)域，具體應(yīng)用主要包括：化工管道、貯罐內(nèi)襯層；電解槽；地坪；電除霧器及廢氣脫硫裝置；海上平臺(tái)井架；防腐模塑格柵；閥門、三通連接件等。我國環(huán)氧乙烯基酯樹脂早在上世紀(jì)70年代由華東理工大學(xué)教授周潤培發(fā)明，以后華昌聚合物公司成為國內(nèi)環(huán)氧乙烯基酯樹脂的領(lǐng)頭羊。此外在應(yīng)用領(lǐng)域中，江蘇宜興化工成套設(shè)備公司是一個(gè)具有自主創(chuàng)新能力的國內(nèi)典型的防腐工程企業(yè)。
六是環(huán)氧樹脂運(yùn)用于建筑結(jié)構(gòu)工程補(bǔ)強(qiáng)性，即被加固結(jié)構(gòu)的表面不是非常平整也基本可達(dá)到100%。目前國內(nèi)外作為纖維增強(qiáng)用環(huán)氧樹脂的形態(tài)有。環(huán)氧樹脂用于建筑結(jié)構(gòu)工程補(bǔ)強(qiáng)在國外是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的，主要對(duì)橋梁、電站、水利工程及古建筑修補(bǔ)。環(huán)氧基碳纖維材料強(qiáng)度高、重量輕，具有較強(qiáng)的變形性能，從而能在各種形狀的結(jié)構(gòu)物上進(jìn)行修補(bǔ)且適用面廣。由于此材料的柔順：對(duì)現(xiàn)有雙酚A環(huán)氧樹脂的改性，環(huán)氧乙烯基酯樹脂的研發(fā)應(yīng)用，開發(fā)雙酚F環(huán)氧樹脂，開發(fā)新型固化劑。
