礦用安全材料安全性要求分析

礦用安全材料安全性要求分析

礦用安全材料安全性要求礦用安全材料主要應(yīng)用場景為礦井下，通風環(huán)境相對露天環(huán)境較差，且常與可燃物相接觸，并暴露在后續(xù)作業(yè)環(huán)境中，其安全性直接關(guān)系到煤礦安全生產(chǎn)工作和職工安全：一方面，礦用安全材料在施工過程中不可迅速產(chǎn)生大量熱量，不可迅速產(chǎn)生大量氣體，另一方面，礦用安全材料不應(yīng)本身具有較大毒性或可分解出有毒物質(zhì)威脅。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料對放熱、氣體生成以及劇毒物析出等方面的要求低于礦用安全材料。中國復合材料行業(yè)技術(shù)水平及特點經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，我國玻璃纖維復合材料制品相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)原理已經(jīng)較成熟，相關(guān)技術(shù)原理已被行業(yè)內(nèi)大部分企業(yè)所掌握。目前常用的生產(chǎn)工藝包括手糊工藝、纏繞工藝、壓制工藝、液體模塑工藝等，不同的生產(chǎn)工藝應(yīng)用場景不盡相同。目前，我國玻璃纖維復合材料制品生產(chǎn)領(lǐng)域相關(guān)的創(chuàng)新方向主要體現(xiàn)在根據(jù)下游客戶的應(yīng)用需求持續(xù)進行產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計方案創(chuàng)新，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷改善以及生產(chǎn)工藝流程的持續(xù)改良等。大兆瓦機組需適配更大規(guī)格的零部件，如齒輪箱、葉片、塔筒、機艙罩、導流罩等，并且大型化需要兼顧減重需求。這對供應(yīng)商的制造能力提出更高的要求，生產(chǎn)更大規(guī)格的部件則需要更大的廠房、更大的配套生產(chǎn)設(shè)備以及更強的研發(fā)設(shè)計團隊，諸多因素提高了供應(yīng)商的整體準入門檻。一方面，2021年以來的風電平價上網(wǎng)壓力倒逼整個風電行業(yè)在2021年加速降本提效，倒逼行業(yè)加快大兆瓦機型的推廣進度，機型迭代頻率提高。高頻的機型迭代，要求整機上游配套廠商有更強的配套迭代研發(fā)能力。另一方面，產(chǎn)業(yè)鏈降本加速背景下，主動降本能力強的配套廠商競爭優(yōu)勢凸顯。除根據(jù)主機廠的要求被動降本外，上游配套廠商可以在滿足下游需求的基礎(chǔ)上，通過多種途徑主動降本，比如不斷優(yōu)化零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化原材料結(jié)構(gòu)配比，使用新的原材料，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，擴大生產(chǎn)規(guī)模以提高規(guī)模效應(yīng)等。經(jīng)營規(guī)模大、研發(fā)實力強的配套廠商主動降本能力和競爭優(yōu)勢更強。風力發(fā)電機通常被安裝于風電塔筒頂部，所處環(huán)境風力大、濕度高、紫外線強、海拔高。為保證風力發(fā)電機組在復雜的外部環(huán)境下長期、穩(wěn)定、高效運行，需要不斷提升風電機組罩體的防水、防沙、散熱、耐腐蝕等保護性能，進而提高風電機組的使用壽命。復合材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀由于復合材料行業(yè)具有技術(shù)密集性高、研發(fā)投入高、產(chǎn)品附加值高、應(yīng)用范圍廣等特點，已成為衡量一個國家國力與科技發(fā)展水平的重要指標。近年來全球復合材料市場規(guī)模持續(xù)增長，2021年全球復合材料市場規(guī)模約為775．5億美元，同比增長4．8%，預計2022年將達到833．6億美元。下游應(yīng)用帶動行業(yè)發(fā)展，復合材料以優(yōu)異的耐腐蝕性、高強度與抗沖擊性，在航空航天、建筑、防腐、管道、水處理等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，市場規(guī)模不斷擴張，從2017年的1576．07億元增長至2031．74億元，期間年均復合增長率為6．55%。中國復合材料行業(yè)市場規(guī)模中國復合材料行業(yè)是一個蓬勃發(fā)展的行業(yè)，其市場規(guī)模以迅猛的速度在增長。根據(jù)市場調(diào)研在線網(wǎng)發(fā)布的2023-2029年中國復合材料行業(yè)市場需求分析及投資戰(zhàn)略咨詢報告分析，2017年，中國復合材料行業(yè)總產(chǎn)值達到1．45萬億元，同比增長9．4%，而2018年該行業(yè)總產(chǎn)值則超過1．6萬億元，同比增長了10．8%。隨著全球復合材料市場的不斷發(fā)展，中國復合材料行業(yè)也受益良多。由于復合材料具有輕量化、高強度、良好的耐腐蝕性、低質(zhì)量、低成本等優(yōu)勢，它的使用范圍越來越廣泛，用于航空航天、船舶、汽車、橋梁、建筑、能源、家用電器等領(lǐng)域。此外，中國政府支持開發(fā)創(chuàng)新型復合材料，相關(guān)政策也推動了復合材料行業(yè)的發(fā)展。預計未來幾年，中國復合材料行業(yè)將繼續(xù)保持高速增長。根據(jù)市場研究公司Technavio的報告，中國復合材料行業(yè)的市場規(guī)模在2019-2023年期間將穩(wěn)步增長，預計到2023年，中國復合材料行業(yè)的市場規(guī)模將超過2．5萬億元。隨著新材料的研發(fā)和應(yīng)用，中國復合材料行業(yè)的未來市場發(fā)展也將是多元化和精細化。由于復合材料具有輕質(zhì)、高強度、耐腐蝕性、低成本等優(yōu)勢，它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M一步擴大，比如用于智能手機、智能家居、醫(yī)療器械、汽車制造等領(lǐng)域。此外，中國將繼續(xù)支持復合材料行業(yè)的發(fā)展，為復合材料行業(yè)提供更多的支持政策。據(jù)預測，未來幾年，中國復合材料行業(yè)將保持良好的發(fā)展態(tài)勢。中國復合材料行業(yè)的市場規(guī)模將持續(xù)增長，應(yīng)用領(lǐng)域也將進一步擴大，政府也將繼續(xù)支持復合材料行業(yè)的發(fā)展，為行業(yè)提供更多的支持政策。因此，未來幾年，中國復合材料行業(yè)的市場規(guī)模和未來發(fā)展前景都將非常樂觀。中國復合材料行業(yè)區(qū)域集中度根據(jù)中國企業(yè)數(shù)據(jù)庫企查貓，目前中國復合材料企業(yè)超過3000家，主要分布在珠三角和環(huán)渤海等地，特別以廣東和山東為代表。截至2022年7月，廣東共有相關(guān)復合材料企業(yè)數(shù)619家，占比13．9%，山東省則有667家，占比12．7%，江蘇企業(yè)數(shù)量占比為8．1%。復合材料行業(yè)市場發(fā)展態(tài)勢分析復合材料（composite;compositematerial）由兩種或兩種以上物理、化學性能不同的材料，通過物理或化學的方法復合而成，其中的組分相互協(xié)同作用，但彼此獨立，各自保持其固有的物理、化學和機械等特性，且其間存在界面的多相固體材料。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。我國復合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為基質(zhì)材料和增強劑材料，中游按照集體材料不同分為樹脂基復合材料、陶瓷基復合材料、金屬基復合材料、水泥基復合材料和碳基復合材料，下游領(lǐng)域包括航天領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、風電領(lǐng)域等。復合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復合而成。20世紀40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復合材料這一名稱。目前，我國較為主流的復合材料有碳纖維復合材料，主要應(yīng)用與風電葉片，在碳中和的政策指引下，預計該類復合材料的需求將持續(xù)增加;其次玻璃纖維復合材料作為裝配式建筑的一部分也有較高的需求;芳綸纖維復合材料的應(yīng)用范圍稍少于前兩種材料，多數(shù)用于航空航天領(lǐng)域。目前，全球復合材料第一大技術(shù)來源國為中國，中國復合材料專利申請量占全球復合材料專利總申請量的78%;其次是日本，日本復合材料專利申請量占全球復合材料專利總申請量的12%。美國和韓國雖然排名第三和第四，但是與排名第一的中國專利申請量差距較大。復合材料是人們運用先進的材料制備技術(shù)將不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的新材料。一般定義的復合材料需滿足以下條件:（i）復合材料必須是人造的，是人們根據(jù)需要設(shè)計制造的材料;（ii）復合材料必須由兩種或兩種以上化學、物理性質(zhì)不同的材料組分，以所設(shè)計的形式、比例、分布組合而成，各組分之間有明顯的界面存在;（iii）它具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計性，可進行復合結(jié)構(gòu)設(shè)計;（iv）復合材料不僅保持各組分材料性能的優(yōu)點，而且通過各組分性能的互補和關(guān)聯(lián)可以獲得單一組成材料所不能達到的綜合性能。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬?，F(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開復合材料，復合材料對現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個國家科學技術(shù)先進水平的重要標志之一。進入21世紀以來，全球復合材料市場快速增長，亞洲市場增長較快，尤其中國是復合材料增長最快、最大的生產(chǎn)和消費國，風能、大型飛機、汽車工業(yè)、建筑業(yè)、造船、環(huán)保等成為市場的主導力量。中國的大市場吸引了國外一些知名復合材料企業(yè)入住，例如Hexcel、Gruit、Vestas、RTP、Alcan、Menzolite、空客、Samtechap、Huntsman等，紛紛在中國建廠或擴產(chǎn)，均取得良好的效益，Vestas宣稱已接下100套風電葉片訂單。從全球來看，復合材料在交通運輸領(lǐng)域需求較大，以及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，分別占據(jù)24%和26%的需求量;而國內(nèi)的復合材料目前主要集中于建筑與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，作為主力的交通運輸及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展空間巨大。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，新能源、環(huán)保、高端裝備制造等其他新興產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，國內(nèi)高性能纖維復合材料需求將日漸強勁。其中交通運輸、工業(yè)設(shè)備發(fā)展推動高分子復合材料增長潛力很大，從子行業(yè)應(yīng)用看，航天航空、汽車、風電等行業(yè)需求增長力度較強。根據(jù)2019年我國玻璃纖維復合材料的產(chǎn)量以及其產(chǎn)量占復合材料產(chǎn)量的比例，結(jié)合碳纖維的快速發(fā)展，按照目前我國復合材料產(chǎn)量增速來看，以10%的保守增速發(fā)展，預測到2025年，中國復合材料產(chǎn)量有望超過1116萬噸。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國玻璃纖維及制品工業(yè)主營業(yè)務(wù)收入（不含玻纖增強復合材料制品部分）同比增長9．9%，利潤總額同比增長56%，全年利潤累計超過117億元。隨著下游行業(yè)復產(chǎn)復工和風電等細分市場需求快速增長，各類玻纖紗及制品產(chǎn)品自三季度起實現(xiàn)了多輪價格上調(diào)，部分玻纖紗產(chǎn)品價格達到或接近歷史最好水平，行業(yè)整體利潤水平提升明顯。與玻璃纖維行業(yè)相比，復合材料制品行業(yè)目前正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化過程中，在政府環(huán)保等規(guī)范管理政策高壓和骨干企業(yè)良好表現(xiàn)示范引導下，已經(jīng)有越來越多的復合材料制品企業(yè)逐步轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，主動實施污染環(huán)保治理，加強管理，提升企業(yè)的專業(yè)化生產(chǎn)與服務(wù)水平。對此，行業(yè)要加強規(guī)范管理引導，確保轉(zhuǎn)型發(fā)展持續(xù)推進。與此同時，全行業(yè)更要做好科學規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，并積極爭取相關(guān)政策引導與扶持，努力做大做強復合材料制品深加工業(yè)。一方面要緊跟全球復合材料行業(yè)發(fā)展趨勢，學習借鑒國際國內(nèi)先進經(jīng)驗與案例，做好熱塑性復合材料生產(chǎn)裝備、復合材料自動化智能化輔助設(shè)計與生產(chǎn)裝備、復合材料廢棄物處理與回收裝備的引進、研發(fā)與推廣應(yīng)用，不斷提升復合材料制品企業(yè)的技術(shù)裝備水平和應(yīng)用研究能力，培育一批規(guī)模化、專業(yè)化、差異化的復合材料制品深加工生產(chǎn)基地?，F(xiàn)階段，中國玻璃鋼、復合材料行業(yè)面臨一個新的大發(fā)展時期，如城市化進程中大規(guī)模的市政建設(shè)、新能源的利用和大規(guī)模開發(fā)、環(huán)境保護政策的出臺、汽車工業(yè)的發(fā)展、大規(guī)模的鐵路建設(shè)、大飛機項目等。在巨大的市場需求牽引下，復合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展空間。復合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈復合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為增強體高性能纖維及基體；中游為碳纖/樹脂復合、碳/碳復合、玻纖/樹脂復合、芳綸/樹脂等典型復合材料；下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括航空航天、體育器材、建筑、汽車等行業(yè)。從下游端看，目前我國復合材料行業(yè)主要應(yīng)用于航空航天復合材料和風力發(fā)電復合材料，2021年的應(yīng)用占比分別為25．04%和15%。復合材料行業(yè)前景分析2022年3月10日，交通運輸部、科學技術(shù)部發(fā)布《十四五交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，其中交通運輸裝備關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅工程明確：聚焦載運工具、工程裝備、生產(chǎn)作業(yè)裝備、應(yīng)急保障裝備等交通裝備的瓶頸問題，攻克高性能軸承、齒輪、高性能傳感器、數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機等關(guān)鍵核心零部件、專業(yè)工程軟件系統(tǒng)及高性能合金和復合材料技術(shù)。目前，國內(nèi)上游纖維制造集中度強，中游復合材料產(chǎn)能分散。上游纖維產(chǎn)能集中在中低端產(chǎn)品，高端產(chǎn)品依賴進口。玻璃纖維方面，中國巨石、泰山玻纖、重慶國際和中材科技占據(jù)絕大部分國內(nèi)產(chǎn)能;碳纖維方面，國內(nèi)產(chǎn)能集中在中復神鷹、中簡科技、江蘇恒神、光威復材等企業(yè);芳綸纖維方面，國內(nèi)產(chǎn)能集中在泰和新材、儀征化纖、中藍晨光等公司。樹脂行業(yè)的主要供應(yīng)商有宏昌電子和上緯新材等。材料性能是決定飛機性能的最重要因素?，F(xiàn)代大飛機原材料的選取是安全性、經(jīng)濟性、技術(shù)水平綜合評估的結(jié)果。復合材料在大型民用飛機主承力結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用比例，已成為衡量民機技術(shù)先進性和市場競爭力的重要標志。近些年，隨著國內(nèi)軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展，軌道車輛輕量化的要求越來越高，碳纖維復合材料等先進復合材料在軌道車輛上的應(yīng)用成為軌道交通行業(yè)下一步的重點研發(fā)方向。隨著技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)的金屬材料正在被先進復合材料所代替，復合材料用量已成為新一代民機先進性的重要標志。結(jié)合當今國際主流民用大飛機機型對復合材料使用的案例（如空中客車的A350復合材料使用比例超過50%，而C919這一比例只有12%;而飛機發(fā)動機等核心部件也在持續(xù)加大復合材料替代金屬的研發(fā)和應(yīng)用），預計中國國產(chǎn)飛機的復合材料使用比例有較大提升空間，未來發(fā)展前景良好。從全球來看，復合材料在交通運輸領(lǐng)域需求較大，以及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，分