環(huán)氧纖維復合材料方興未艾
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)氧樹脂生產量、消費量分別達到33、63萬噸，從而在“十五”期末成為了全球最大生產國、重要消費國。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協會專家表示，在飛速發(fā)展的我國環(huán)氧樹脂市場中，膠粘劑正在逐步已取代涂料成為頭號應用領域，而環(huán)氧基纖維增強復合材料雖然起步不早卻呈現出同樣強勁的發(fā)展勢頭，市場應用方興未艾。
環(huán)氧樹脂是優(yōu)良的熱固性樹脂，在國內除用作粉末涂料、地坪、封裝料、粘接劑以外，在纖維增強復合材料領域中也大顯伸手。據中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協會專家調查，我國目前用于環(huán)氧基纖維增強復合材料所需環(huán)氧樹脂在15萬噸左右，達到總消費量的23%，且每年以20%的速度增長。環(huán)氧基纖維增強復合材料在各個領域中的應用，目前主要包括6個方面。一是環(huán)氧基玻璃纖維復銅箔板(電子玻璃纖維基板)。其主要生產能力集團在中國，我國臺灣已超過20萬噸，占全球這一產品總量的一半，其中必成1家就接10萬噸；大陸達到14萬噸，預計2006年達到20萬噸；歐美日地區(qū)為50萬噸，其中Vetrotex為8萬噸。臺灣電子企業(yè)西移大陸進行加工出口或供應國內市場，激發(fā)了大陸電子玻璃纖維產業(yè)發(fā)展，是兩岸產業(yè)攜手共贏發(fā)展的又一案例。預計2006年該領域消費環(huán)氧樹脂可提高到8萬噸左右。這方面除了電子產品的需求外，還有電力電器產品如電絕緣層壓板、風力發(fā)電機葉片等。其中新興的風力發(fā)電機葉片前景十分廣闊，由于對風力發(fā)電用葉片強度和剛度的要求越來越高，30米以上的玻璃鋼風機葉片是由環(huán)氧樹脂和碳纖維粘合制作。
二是氧基纖維增強復合材料用于航天航空結構材料，出于航天航空飛行及其安全的考慮所需，作為結構材料應具有輕質高強、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)動機罩等，具有耐腐蝕、耐高溫、耐輻射，而且密度小、剛性好、強度高、尺寸穩(wěn)定的優(yōu)點。“神六”外殼纖維纏繞層的環(huán)氧樹脂材料就是由藍星新材料無錫樹脂廠提供的。環(huán)氧基纖維增強復合材料應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)勢外還具有非常明顯的性能價格比。
三是環(huán)氧基纖維復合材料在運動器材方面的應用。我國臺灣也是全球環(huán)氧基碳纖維復合材料運動器材的制造基地，據臺灣強化塑膠協進會提供的信息，90年代初臺灣運動器材需用碳纖維已達1500噸/年。在大陸，最近由國家田徑協會牽頭在上海成立了全國性的體育運動材料研究中心，中心依托華東理工大學優(yōu)勢，聯合上海三瑞化學有限公司等11家企業(yè)的力量，將推動我國運動材料產業(yè)的快速發(fā)展。據中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協會專家介紹，我國體育用品使用的環(huán)氧復合材料目前以60%左右的速度在增長。
四是環(huán)氧基纖維復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劑，采用纖維纏繞技術制成，這種FRP管道耐高溫、耐高壓、耐腐蝕性能的高度可靠性，為油田工程廣泛應用帶來長期的經濟和社會效益。環(huán)氧基纖維纏繞壓力容器(CNG)主要在尼龍內膽或鋁合金內膽外纏繞環(huán)氧基浸漬碳纖維制成，廣泛用于航天航空、消防公安、汽車燃氣等。我國研究環(huán)氧基纖維纏繞氣瓶技術并進入市場是近幾年的事情，研制生產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用。環(huán)氧樹脂作為纖維增強符合材料進入化工防腐領域，是以環(huán)氧乙烯基酯樹脂形態(tài)出現的。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，所以大量運用在化工防腐領域，具體應用主要包括：化工管道、貯罐內襯層；電解槽；地坪；電除霧器及廢氣脫硫裝置；海上平臺井架；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70年代由華東理工大學教授周潤培發(fā)明，以后華昌聚合物公司成為國內環(huán)氧乙烯基酯樹脂的領頭羊。此外在應用領域中，江蘇宜興化工成套設備公司是一個具有自主創(chuàng)新能力的國內典型的防腐工程企業(yè)。
六是環(huán)氧樹脂運用于建筑結構工程補強性，即被加固結構的表面不是非常平整也基本可達到100%。目前國內外作為纖維增強用環(huán)氧樹脂的形態(tài)有。環(huán)氧樹脂用于建筑結構工程補強在國外是上世紀80年代發(fā)展起來的，主要對橋梁、電站、水利工程及古建筑修補。環(huán)氧基碳纖維材料強度高、重量輕，具有較強的變形性能，從而能在各種形狀的結構物上進行修補且適用面廣。由于此材料的柔順：對現有雙酚A環(huán)氧樹脂的改性，環(huán)氧乙烯基酯樹脂的研發(fā)應用，開發(fā)雙酚F環(huán)氧樹脂，開發(fā)新型固化劑。
