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(1)复合材料基本定义及分类:复合材料是运用材料制备技术将不同特性的材料组分优化合成的新材料;复合材料需满足以下要素:
复合材料一般基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛等合金;非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。根据应用需求,基体材料中可复合加入增强材料,增强材料主要由玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属等构成。根据不同基体排列组合,复合材料的分类情况如下:
两种金属基材复合而成的材料为合金材料,在航空、交通等领域有广泛用途,可用于制造结构件等。金属基材与非金属基材复合多用于制造特种钢材,如高碳钢。两种非金属基材复合,其可以进一步内分为以无机非金属基体为主的复合材料,如陶瓷材料、石英材料等;另一部分则为以聚合物为基体的复合材料,如树脂基碳纤/玻纤材料。树脂基复合材料具有轻量化、应用范围广、性能丰富等特点,相较于合金材料和其他无机非金属复合材料而言,属于新型复合材料。
新型复合材料的聚合物基体主要为树脂系统料,其与纤维增强体通过灌注、拉挤、缠绕等工艺制成复合材料制品,广泛应用于化工、轻工、机械、电子、水利、交通、汽车、家电和航空等各个领域。
中金企信国际咨询公布的《2023-2029年中国及全球新型复合材料行业市场发展战略分析及投资前景专项预测报告》
(2)新型复合材料应用市场及发展前景:新型复合材料相较于传统工业材料具有质量轻、强度高和成本低的特点,在节能环保及提高生产效率的工业发展形势下,新型复合材料对钢铁和木材等材料在建筑建材、轨道交通、石油化工、风力发电、汽车制造等领域形成了替代的趋势。碳纤维/环氧树脂复合材料将越来越多的作为各种金属组分的替代品来使用,从而推动对环氧树脂复合材料的需求。2025年全球环氧树脂复合材料市场规模预计将达到425亿美元。
1)轨道交通行业:在高速铁路领域,新型复合材料除用作内部设备和装饰材料外,承重结构上的应用越来越广泛。使用复合材料做成的构件,重量轻、强度高、刚性大。在轨道交通车辆中广泛应用复合材料,对减轻车厢重量,降低噪声、振动,提高安全性、舒适性,减少维修等均有重要作用。
2)油气开采领域:20世纪90年代初碳纤维复合材料连续抽油杆研制成功,其克服了普通钢抽油杆质量大、能耗高、失效次数多、活塞效应大、作业速度慢、易磨损的缺点。碳纤维抽油杆在国际油气开采应用场景中已经成熟,我国目前处于小批量生产和应用阶段,未来具有广阔的发展前景。
3)新能源汽车领域:新型复合材料用树脂具有轻质、高强度、耐磨损等特点,可以替代传统有色金属和合金钢材作为汽车结构件材料,达到减轻车身重量、提升结构强度、降低能耗的目的。同时通过对树脂改性设计以获得耐酸碱性、阻燃性、低挥发性等特性,可以获得适用于不同结构部件应用的复合材料,进一步扩展复合材料在汽车行业中的应用范围。
(3)行业的竞争格局分析:在风电叶片用材料国外市场中,欧林、伟思磊作为大型跨国企业占据国外市场的大部分份额,道生天合在国际市场中逐渐发力、份额持续增加;在国内市场中,主要包括道生天合、东树新材、惠柏新材、上纬新材等国内企业。道生天合的风电叶片用材料市场销量及收入规模远超国内同行业其他企业。
康达新材为国内风电用结构胶的主要厂商,道生天合立足于风电叶片用树脂领域的技术积累积极拓展风电结构胶业务,在国内风电用结构胶领域的占比不断提升。
汉高、西卡、杜邦、依工作为国际领先工业胶粘剂生产厂商,德邦科技作为国内新能源汽车胶粘剂领域主要企业,道生天合以新能源汽车用胶为业务布局起点,进入高性能工业胶领域,正不断提高其在高性能工业胶领域的竞争优势。
(4)风电叶片用环氧树脂行业内主要企业:风电叶片用环氧树脂的主要国外企业有欧林、伟思磊等,主要国内企业有道生天合、东树新材、惠柏新材、上纬新材等。
①美国欧林公司(Olin):Olin为纽交所上市公司(纽交所代码:OLN),是一家全球性上下游一体化化学品生产商和分销商。Olin的产品主要包括氯气、烧碱、乙烯基产品、环氧树脂、氯化有机物、漂白剂以及盐酸。
②美国伟思磊公司(Westlake Epoxy):伟思磊前身为瀚森化工(Hexion)的环氧树脂业务。Hexion创始于1899年,总部位于美国俄亥俄州哥伦布市,是世界上最大的热固性树脂供应商。由美国波顿化学公司(Borden Chemical , Inc.)、德国贝克莱特公司(Bakelite AG)和另外两家美国公司(RPP、RSM)合并而成。Hexion拥有国际性的服务网络,旗下工厂遍及五大洲多个国家。Hexion提供的产品有酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、固化剂和改性剂、甲醛与衍生物、模塑料等,被广泛应用于航空航天、农业、汽车、化工、建筑、消费品、电子电气、家具、船舶、工业、运输、风电、石油和天然气、纺织、轮胎和橡胶等多个行业领域。
2021年11月24日,西湖化学宣布已达成协议,以约12亿美元(约合人民币76.6亿元)的价格收购美国瀚森公司的全球环氧树脂业务。自2022年2月1日起,西湖化学(Westlake)完成了对瀚森化工(Hexion)环氧树脂业务的收购,并更名为“Westlake Epoxy”。
③四川东树新材料有限公司(以下简称“东树新材”):东树新材的前身为中国东方电气集团东方汽轮机有限公司的树脂事业部,创建于1989年,于2015年改制为法人独资有限责任公司,从事复合材料制造,主要产品包括胶粘剂、环氧树脂及固化剂、粘接剂、水性涂料、铸造材料等。
④惠柏新材料科技(上海)股份有限公司:惠柏新材成立于上海市,主营业务为特种配方改性环氧树脂系列产品的研发、生产和销售。惠柏新材主要产品包括风电叶片用环氧树脂、新型复合材料用环氧树脂、电子电气绝缘封装用环氧树脂等多个应用系列,产品主要应用领域包括风电叶片、LED封装、电缆芯、气体输送、石油管道、汽车内饰、新能源汽车等下游细分领域。
⑤上纬新材料科技股份有限公司:上纬新材成立于上海市,主营业务为环保高性能耐腐蚀材料、风电叶片用材料、新型复合材料的研发、生产和销售,主要产品包括乙烯基酯树脂、特种不饱和聚酯树脂、风电叶片用灌注树脂、手糊树脂、胶粘剂、风电叶片大梁用预浸料树脂、风电叶片大梁用拉挤树脂、环境友好型树脂、轨道交通用安全材料等多个应用系列。
(2)高性能风电结构胶:目前,生产高性能风电结构胶的主要国外企业有伟思磊、欧林等,国内企业有道生天合、康达新材等。其中,康达新材成立于上海市,目前主营业务产品涵盖环氧树脂胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶、SBS胶、热熔胶、水性胶等多个胶粘剂系列与环氧树脂复合材料、聚氨酯复合材料及聚酰亚胺材料等新材料系列,产品广泛应用于风电叶片制造、包装材料、轨道交通、船舶工程、汽车、电子电器、机械设备、建筑装饰及工业维修等领域。
(3)新型复合材料用树脂主要企业:新型复合材料用树脂产品行业内的主要国外企业有欧林、伟思磊、科思创、亨斯迈等,国内企业有道生天合、上纬新材、惠柏新材等。
①德国科思创(Covestro):科思创(Covestro)成立于2015年,位于德国。科思创业务范围主要集中在高科技聚合物材料的生产制造,二者广泛应用汽车与交通、建筑、家具与木材加工以及电子、电气与家电行业等多个行业。
②亨斯迈(Huntsman):亨斯迈集团,创始于1970年,公司总部位于美国犹他州盐湖城。公司为多种全球性产业提供基础产品,包括化学品、塑料、汽车、航空等。公司大约在30个国家拥有70多个生产、研发和运营机构,雇佣约9000名员工。亨斯迈有聚氨酯事业部、先进材料事业部、功能产品事业部等业务部门。8
(4)新能源汽车及工业胶粘剂主要企业:新能源汽车及工业胶粘剂产品所处行业内的主要国外企业有汉高、西卡、杜邦,主要国内企业有道生天合、德邦科技等。
①德国汉高公司(Henkel):Henkel于1876年创立于亚琛,1878年总部迁至德国杜塞尔多夫。Henkel业务遍及亚太、欧洲、北美和南美,主要业务分为三大领域:洗涤剂及家用护理、化妆/美容用品和粘合剂。Henkel的粘合剂产品最早进入中国市场,产品广泛应用于通用工业、民用粘合剂、工业粘合剂、汽车工业、金属工业、航天业务及电子业务,为全球客户在世界各地提供统一品质的产品和度身定做全面的工艺解决方案。
②瑞士西卡集团(SIKA):西卡集团(SIKA)是一家在全球各地生产及经营建筑用化学材料产品的跨国公司,在建筑和汽车领域的用于粘接、密封、消声、加固和保护的系统和产品的研发和生产上拥有世界领先地位。西卡集团的子公司分布于全球100多个国家和地区,拥有300多家制造工厂。
③美国杜邦公司(Dupont):Dupont于1802年成立于美国,是一家以科技为基础的全球性化工企业。Dupont的业务遍及全球90多个国家和地区,覆盖农业与食品、楼宇与建筑、通讯和交通、能源与生物应用科技等众多领域,在工业领域公司拥有丰富的产品矩阵以为各行业提供解决方案,从耐热性、耐压力、耐腐蚀和耐化学品的聚合物和润滑剂,到增强功能和效率的硅基添加剂等。
④烟台德邦科技股份有限公司:德邦科技成立于山东省烟台市,主要从事高端电子封装材料研发及产业化,产品形态为电子级粘合剂和功能性薄膜材料,产品广泛应用于集成电路封装、智能终端封装、光伏组件封装和动力电池封装等新兴行业领域。
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