2023光伏邊框行業(yè)進(jìn)展和各自成本等優(yōu)勢(shì)分析
光伏邊框部分企業(yè)進(jìn)展介紹
產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)展:絕緣復(fù)合材料及建筑材料生產(chǎn)企業(yè)率先入局。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)復(fù)合邊框的企業(yè)主要以玻璃纖維、聚氨酯為原材料,生產(chǎn)廠商主要有德毅隆、沃萊新材、博菲電氣等絕緣復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè),及中材科技等建筑材料生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)品均處于第三方認(rèn)證及客戶導(dǎo)入階段。復(fù)材生態(tài)圈
德毅隆(復(fù)合邊框)
浙江德毅隆科技股份有限公司是由國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料研發(fā)、光伏領(lǐng)域等資深專家聯(lián)合創(chuàng)辦的原創(chuàng)技術(shù)研發(fā)企業(yè),擁有 30 年以上的復(fù)合材料型材拉擠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),復(fù)合材料光伏邊框研發(fā)已有 10 年歷史。

圖1:德毅隆 GRPU 產(chǎn)品耐腐蝕性實(shí)驗(yàn)結(jié)果
公司推出的玻纖增強(qiáng)聚氨酯邊框產(chǎn)品(GRPU)耐腐蝕性強(qiáng),解決了鋁邊框打孔邊緣無(wú)法做耐腐蝕處理,導(dǎo)致邊框的切口部分易腐蝕的問(wèn)題,提高了海上光伏等具有強(qiáng)腐蝕性的應(yīng)用場(chǎng)景下光伏組件的使用壽命。
除此之外,公司復(fù)合邊框拉具有更高的屈服強(qiáng)度,拉伸強(qiáng)度在 990MPa 以內(nèi)能實(shí)現(xiàn)100%回彈,降低了邊框的殘余變形及由此帶來(lái)的玻璃邊緣應(yīng)力集中問(wèn)題,減少了電池片隱裂風(fēng)險(xiǎn)。

圖2:德毅隆 GRPU 產(chǎn)品力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2023年2月24日,VDE檢測(cè)認(rèn)證研究所為億晶光電頒發(fā)了使用復(fù)合材料光伏邊框的組件產(chǎn)品認(rèn)證證書,該邊框選用德毅隆生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料。

圖3:德毅隆彩色復(fù)合材料邊框產(chǎn)品

圖4:2023上海SNEC光伏展 德毅隆展品
目前公司已具備年產(chǎn)5GW光伏組件邊框型材的拉擠能力、25GW涂裝能力;預(yù)計(jì)2023年年底將具備年產(chǎn) 25GW 光伏組件邊框型材的綜合產(chǎn)能;2025 年年底將具備年產(chǎn)75GW 光伏組件邊框型材的綜合產(chǎn)能。

圖5:德毅隆單玻組件復(fù)合材料邊框產(chǎn)品沃萊新材(復(fù)合邊框)
江蘇沃萊新材料有限公司是由深耕光伏領(lǐng)域近 20 年的研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立的一家高科技企業(yè),董事長(zhǎng)趙世界先生為光伏膠膜企業(yè)斯威克前實(shí)控人。
公司專注于光伏組件復(fù)合材料邊框的研發(fā)和生產(chǎn),并以復(fù)合邊框?yàn)閼?yīng)用基礎(chǔ),積極探索開發(fā)光伏行業(yè)其他新材料產(chǎn)品。

圖6:沃萊新材復(fù)合材料邊框產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
2023 年 2 月 6 日,公司獲得 TüV 南德意志集團(tuán)頒發(fā)的光伏組件用復(fù)合材料邊框證書,目前公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料邊框全系列產(chǎn)品矩陣銷售,推出了適用于海上、屋頂分布式、地面集中式光伏專用產(chǎn)品。

圖7:沃萊新材復(fù)合材料邊框產(chǎn)品矩陣

圖8:2023上海SNEC光伏展?沃萊新材展品2022 年公司實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目開發(fā)穩(wěn)定及部分大客戶的導(dǎo)入,復(fù)合邊框產(chǎn)量 1GW。公司預(yù)計(jì) 2023 年將完成2GW 的中批量生產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)大客戶部分訂單的交付,2025 年實(shí)現(xiàn)40GW 的批量生產(chǎn)。博菲電氣(復(fù)合邊框)
浙江博菲電氣股份有限公司主營(yíng)電氣絕緣材料等高分子復(fù)合材料的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,具有較為完整的絕緣材料產(chǎn)品體系,能夠根據(jù)客戶差異化需求提供定制化產(chǎn)品,為風(fēng)力發(fā)電、軌道交通、工業(yè)電機(jī)、家用電器、新能源汽車、水力發(fā)電等領(lǐng)域的絕緣材料應(yīng)用提供系統(tǒng)化的解決方案。
2022 年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 3.54億元,同比-7%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 0.69 億元,同比-9%。

圖9:博菲電氣營(yíng)業(yè)收入及增速(億元、%)

圖10:博菲電氣歸母凈利潤(rùn)及增速(億元、%)
2022年公司絕緣樹脂業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入1.85億元,同比-14%;毛利率30%,同比-1pcts;槽楔及層壓制品業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入 0.64 億元,同比-7%;毛利率53%,同比+5pcts。

圖11:博菲電氣營(yíng)業(yè)收入構(gòu)成(億元)

圖12:博菲電氣各業(yè)務(wù)毛利率(%)2023 年 4 月,公司與海寧經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)簽訂《年產(chǎn) 70000 噸新能源復(fù)合材料制品建設(shè)項(xiàng)目(一期)及總部項(xiàng)目投資協(xié)議書》,總投資不低于10 億元。項(xiàng)目由公司新設(shè)立全資子公司博菲光伏投資建設(shè),主要生產(chǎn)新能源復(fù)合材料制品。中材科技(復(fù)合邊框)中材科技股份有限公司是我國(guó)特種纖維復(fù)合材料的技術(shù)發(fā)源地,擁有完整的非金屬礦物材料、玻璃纖維、纖維復(fù)合材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈,是我國(guó)特種纖維復(fù)合材料領(lǐng)域集研發(fā)、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造與銷售、技術(shù)裝備集成于一體的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。業(yè)務(wù)產(chǎn)品緊扣新能源、航空航天、節(jié)能減排、國(guó)防軍工等應(yīng)用領(lǐng)域,承繼了原南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院、北京玻璃鋼研究設(shè)計(jì)院和蘇州非金屬礦工業(yè)設(shè)計(jì)研究院三個(gè)國(guó)家級(jí)科研院所多年的核心技術(shù)資源和人才優(yōu)勢(shì)。2022 年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入221.1 億元,同比+9%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 35.1 億元,同比+4%。

圖13:中材科技營(yíng)業(yè)收入及增速(億元、%)

圖14:中材科技?xì)w母凈利潤(rùn)及增速(億元、%)
2022 年公司玻纖及制品業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入91.4 億元,同比+4%;毛利率 32%,同比-11pcts;風(fēng)電葉片業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入 65.0 億元,同比-7%;毛利率 10%,同比-6pcts;鋰電池隔膜業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入 18.7 億元,同比+66%;毛利率40%,同比+14pcts。2022 年公司玻璃纖維及制品實(shí)現(xiàn)銷售 116 萬(wàn)噸,同比+5%。

圖15:中材科技營(yíng)業(yè)收入構(gòu)成(億元)

圖16:中材科技各業(yè)務(wù)毛利率(%)永臻股份(鋁邊框)
永臻股份主要從事綠色能源結(jié)構(gòu)材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及應(yīng)用,公司秉承“成為綠色能源結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用解決方案領(lǐng)導(dǎo)者”的企業(yè)愿景,經(jīng)過(guò)多年的精耕細(xì)作,目前已成為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的鋁合金光伏結(jié)構(gòu)件制造商之一。
公司主營(yíng)產(chǎn)品包括光伏邊框產(chǎn)品、光伏建筑一體化產(chǎn)品(BIPV)、光伏支架結(jié)構(gòu)件。
目前,公司擁有江蘇常州、遼寧營(yíng)口、安徽滁州三大生產(chǎn)基地,總占地規(guī)模近 500 畝,可年產(chǎn) 22 萬(wàn)噸光伏邊框,擁有近 8,000 萬(wàn)套光伏邊框的產(chǎn)能。
2022 年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 51.8億元,同比+75%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 2.5 億元,同比+160%。

圖17:永臻股份營(yíng)業(yè)收入及增速(億元、%)

圖18:永臻股份歸母凈利潤(rùn)及增速(億元、%)2022 年公司光伏邊框業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入44.6 億元,同比+70%;毛利率 11.2%,同比-0.7pcts。
2022 年公司實(shí)現(xiàn)鋁邊框銷售18.64 萬(wàn)噸,同比+66%;銷售均價(jià) 2.39 萬(wàn)元/噸,同比+0.05 萬(wàn)元/噸;單位毛利 0.27 萬(wàn)元/噸,同比-0.01 萬(wàn)元/噸。

圖19:永臻股份光伏邊框銷量(萬(wàn)噸)

圖20:永臻股份鋁邊框售價(jià)及毛利(萬(wàn)元/噸)鑫鉑股份(鋁邊框)
鑫鉑股份專業(yè)從事工業(yè)鋁型材、工業(yè)鋁部件和建筑鋁型材的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,公司的主要產(chǎn)品分為工業(yè)鋁型材、工業(yè)鋁部件及建筑鋁型材三大類。
公司建立了從原材料研發(fā)、模具設(shè)計(jì)與制造、生產(chǎn)加工、表面處理至精加工工藝的完整的工業(yè)生產(chǎn)體系,具備全流程生產(chǎn)制造能力。
目前公司生產(chǎn)的鋁型材及鋁部件具備高強(qiáng)韌、質(zhì)量輕、易加工、耐腐蝕等優(yōu)良物理及化學(xué)性能,作為工業(yè)及建筑領(lǐng)域終端產(chǎn)品制造的材料或零部件,廣泛應(yīng)用于新能源光伏組件邊框、支架及軌道交通等領(lǐng)域。
2022 年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 42.2億元,同比+63%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 1.9 億元,同比+55%。

圖21:鑫鉑股份營(yíng)業(yè)收入及增速(億元、%)

圖22:鑫鉑股份歸母凈利潤(rùn)及增速(億元、%)2022 年公司實(shí)現(xiàn)鋁邊框銷售17.62 萬(wàn)噸,同比+56%;銷售均價(jià) 2.40 萬(wàn)元/噸,同比+0.1 萬(wàn)元/噸;單位毛利 0.28 萬(wàn)元/噸,同比-0.02 萬(wàn)元/噸。

圖23:鑫鉑股份鋁制品銷量(萬(wàn)噸)

圖24:鑫鉑股份鋁制品售價(jià)及毛利(萬(wàn)元/噸)
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光伏組件用聚氨酯復(fù)合材料邊框研發(fā)與進(jìn)展1、光伏邊框市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)2021年全球太陽(yáng)能市場(chǎng)規(guī)模約185GW,對(duì)應(yīng)邊框市場(chǎng)約230億,其中中國(guó)占80%,約200億;2022年因俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)及拉動(dòng)內(nèi)需,組件爆增,預(yù)計(jì)光伏組件產(chǎn)能增長(zhǎng)約30%,邊框市場(chǎng)約300億;2023年產(chǎn)能增長(zhǎng)約20%,預(yù)計(jì)邊框可達(dá)360億;按照每年20%的增長(zhǎng)幅度,預(yù)計(jì)2028年邊框市場(chǎng)可達(dá)到千億。如果全部使用玻纖增強(qiáng)聚氨酯邊框,需用玻纖400萬(wàn)噸/年,需用聚氨酯100萬(wàn)噸/年。2、玻纖增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料邊框的優(yōu)異性能浙江德毅隆科技股份有限公司董事長(zhǎng)、武漢理工大學(xué)兼職教授馮毅先生在光伏產(chǎn)業(yè)用玻璃纖維制品應(yīng)用研發(fā)與市場(chǎng)推廣座談會(huì)的報(bào)告指出,玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯作為復(fù)合材料邊框材料的主流類型 ,具有優(yōu)異的耐候、絕緣性能和碳排放等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。

耐腐蝕、耐鹽霧玻纖增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料邊框具有高耐腐蝕、高耐鹽霧的優(yōu)越性能,是海洋及污水處理廠等耐腐蝕應(yīng)用場(chǎng)景中光伏組件邊框的不二選擇。

承載更高背壓沿海組件設(shè)計(jì)需要承載更高背壓(約4000Pa)。傳統(tǒng)邊框需要增加厚度,增加成本。玻纖增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料邊框能充分發(fā)揮力學(xué)性能,較易滿足4000Pa的背壓要求。高屈服強(qiáng)度玻纖增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料邊框的屈服強(qiáng)度990MPa,是鋁合金的5倍,保證在應(yīng)力釋放后組件100%回彈,沒有殘余變形,在25年的生命周期內(nèi)可大幅降低硅片的隱裂。

防背玻爆裂玻纖增強(qiáng)聚氨酯材料彈性模量略低于玻璃,在風(fēng)載動(dòng)態(tài)下邊框具有動(dòng)載阻尼作用,可有效緩解背面玻璃爆裂的問(wèn)題。

優(yōu)良的絕緣性能傳統(tǒng)邊框材料是導(dǎo)體,每一塊組件都需接地,增加了BIPV施工的難度及成本。玻纖增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料邊框具有優(yōu)良的絕緣性能,不需接地。

多色彩選擇傳統(tǒng)邊框顏色單一,要做其它顏色需增加費(fèi)用。玻纖增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料邊框有多種顏色供用戶選擇,無(wú)需增加費(fèi)用。

防組件彎曲變形玻纖增強(qiáng)聚氨酯材料邊框與玻璃近乎一樣的膨脹系數(shù),有效保證組件從工廠端到寒冷地區(qū)時(shí)不會(huì)發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象發(fā)生。

低碳排放
2025年后出口到歐洲的組件有碳排放指標(biāo)的要求。GRPU邊框是低能耗產(chǎn)品,經(jīng)初步計(jì)算,從最初級(jí)原料(石油及礦石)到制成組件邊框再到第一次回收利用作為一個(gè)生命周期,GRPU邊框的碳排放指標(biāo)只有傳統(tǒng)邊框用材的12%,降低組件出口碳排放。
34項(xiàng)具體稅目產(chǎn)品中,進(jìn)口量最大的是無(wú)捻粗紗,達(dá)到0.77萬(wàn)噸,占進(jìn)口總量的24.4%。
3、玻纖增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料邊框的應(yīng)用場(chǎng)景
一種非金屬材料解決方案,玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料邊框擁有金屬邊框所不具備的優(yōu)勢(shì),既可以為光伏組件制造商帶來(lái)明顯的降本增效,又適合多場(chǎng)景、多色彩需求的分布式項(xiàng)目使用環(huán)境。
GRPU復(fù)合材料邊框的運(yùn)用場(chǎng)景包括:組件出口、BIPV發(fā)電、分布式發(fā)電、漁光互補(bǔ)、腐蝕性區(qū)域發(fā)電、沿海及水面發(fā)電等。

隨著能源需求不斷增長(zhǎng),光伏發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展空間廣闊。從目前的市場(chǎng)趨勢(shì)來(lái)看,新型復(fù)合材料拉擠邊框技術(shù)將主導(dǎo)光伏行業(yè)的未來(lái)發(fā)展,成為推動(dòng)光伏行業(yè)發(fā)展的重要力量,屬于光伏行業(yè)的新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。
為加快光伏用玻纖制品研發(fā)及推廣工作開展,發(fā)掘和培育玻纖應(yīng)用新市場(chǎng),助力相關(guān)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,中國(guó)玻璃纖維工業(yè)協(xié)會(huì)已發(fā)起成立光伏用玻纖制品研發(fā)推廣工作組,各項(xiàng)具體工作正在穩(wěn)步推進(jìn)中。
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光伏邊框:鋁合金、鋼材、復(fù)合材料性能對(duì)比和成本分析
光伏邊框是組件的重要組成部分,是主要用于固定、密封光伏組件的框架結(jié)構(gòu)材料,對(duì)組件壽命影響較大,耐候性要求高。
按材料劃分,光伏邊框可分為鋁合金邊框、鋼邊框、復(fù)合材料邊框,其中鋁合金邊框使用廣泛,目前滲透率達(dá)到95%以上,價(jià)格在光伏組件成本中占比約為10%,目前僅次于電池片。

2023上海SNEC光伏展?江陰聚鑫能源復(fù)合材料邊框:材料成本低、耐候性能出色、絕緣、輕質(zhì)美觀。光伏復(fù)合邊框相較鋁合金邊框有四大優(yōu)勢(shì):材料成本低、耐候性能出色、絕緣、輕質(zhì)美觀。

當(dāng)前復(fù)合材料邊框價(jià)格較鋁邊框低20%-25%,后續(xù)有望進(jìn)一步降低售價(jià);復(fù)合材料邊框耐濕熱、耐酸堿、耐鹽霧,廣泛應(yīng)用于嚴(yán)酷的環(huán)境;復(fù)合材料邊框系統(tǒng)無(wú)需接地,有助于降低系統(tǒng)端PID風(fēng)險(xiǎn),提高系統(tǒng)運(yùn)維安全性;復(fù)合材料邊框輕量化且美觀,便于運(yùn)輸安裝。

2023上海SNEC光伏展 德毅隆
復(fù)合材料邊框有望在海上光伏等環(huán)境嚴(yán)苛或?qū)γ烙^度有要求的BIPV/BAPV等應(yīng)用場(chǎng)景率先應(yīng)用,并在未來(lái)憑借成本及耐候性優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁邊框的全場(chǎng)景替代。

2023上海SNEC光伏展?科思創(chuàng)
我們假設(shè)2023-2025年全球組件需求約為419/548/684GW,其中集中式項(xiàng)目組件需求197/252/308GW,分布式項(xiàng)目組件需求222/296/376GW。
保守情形下,2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到132GW,滲透率達(dá)到19%,市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到72億元,對(duì)應(yīng)玻璃纖維/聚氨酯需求約45/12萬(wàn)噸;積極情形下,2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到264GW,滲透率達(dá)到39%,市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到145億元,對(duì)應(yīng)玻璃纖維/聚氨酯需求約90/23萬(wàn)噸。
光伏組件邊框:目前鋁邊框?yàn)橹?,成本占比?/span>
光伏邊框是組件的重要組成部分,是主要用于固定、密封光伏組件的框架結(jié)構(gòu)材料,對(duì)組件壽命影響較大,耐候性要求高。

圖1:光伏單玻組件結(jié)構(gòu)示意圖
隨著N型電池滲透率逐步提高,組件功率不斷提升,但同時(shí)組件平均尺寸也在增加,未來(lái)光伏組件邊框單W用量將呈現(xiàn)緩慢下行的趨勢(shì)。

圖2:各種尺寸電池片占比(W)

圖3:?jiǎn)翁捉M件功率展望(W)表1:各類光伏邊框?qū)Ρ?/p>
鋁合金邊框:光伏鋁合金邊框以鋁為主要金屬材料,主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)分為熔鑄、擠壓、氧化、深加工四個(gè)主要階段。

圖4:光伏鋁邊框生產(chǎn)流程熔鑄:將廢鋁加入合金化爐或熔化保溫爐內(nèi)熔化,按比例加入合金改性劑配料,調(diào)整合金成分和溫度,將符合工藝要求的鋁合金熔體導(dǎo)入直冷式成型機(jī)成型,供給擠壓車間使用;擠壓:通過(guò)擠壓機(jī)設(shè)備,迫使鋁棒產(chǎn)生塑性形變并從擠壓模具的??字袛D出;氧化:鋁合金在硫酸溶液內(nèi)經(jīng)過(guò)電化學(xué)反應(yīng),陽(yáng)極氧化形成氧化鋁保護(hù)層;深加工:對(duì)氧化后的鋁型材進(jìn)行進(jìn)一步的制成,形成便于組裝的光伏邊框。鋁邊框價(jià)格在光伏組件成本中占比約為10%,目前僅次于電池片。國(guó)內(nèi)從事光伏邊框生產(chǎn)的企業(yè)較多,主要為鋁型材制造企業(yè)。以產(chǎn)能口徑測(cè)算,2022年底CR2市占率約為32%,CR4市占率約為51%。

圖5:光伏單玻組件各部分成本占比(%)

圖6:2022年底光伏鋁邊框競(jìng)爭(zhēng)格局(萬(wàn)噸、%,產(chǎn)能口徑)
鋁邊框主要以原材料價(jià)格+加工費(fèi)的形式定價(jià),加工費(fèi)保持相對(duì)穩(wěn)定。以永臻股份為例,2022年鋁邊框銷售均價(jià)2.39萬(wàn)元/噸,單位毛利0.27萬(wàn)元/噸。

圖7:永臻股份鋁邊框售價(jià)及毛利(萬(wàn)元/噸)

圖8:6063鋁棒均價(jià)(元/噸)隨著N型電池滲透率逐步提高,組件功率不斷提升,但同時(shí)組件平均尺寸也在增加,未來(lái)光伏組件鋁邊框單W用量將呈現(xiàn)緩慢下行的趨勢(shì)。

圖9:光伏鋁邊框用量預(yù)測(cè)(萬(wàn)噸/GW)
預(yù)計(jì)組件鋁邊框單位價(jià)值量將由2021年的1.51億元/GW逐步下降至2025年的1.03億元/GW,市場(chǎng)規(guī)模將由2021年的320億元逐步提升至2025年的708億元。

圖10:鋁邊框單位價(jià)值量(億元/GW,含稅)

圖11:鋁邊框市場(chǎng)規(guī)模(億元)
復(fù)合材料邊框:光伏復(fù)合邊框以玻璃纖維、聚氨酯或其他樹脂為主要材料,主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)分為玻璃纖維粗紗排布、注膠、擠壓模塑及固化、牽引及切割、噴涂五個(gè)主要階段。玻璃纖維粗紗排布:將玻璃纖維從張力多層紗架上通過(guò)導(dǎo)紗板引入密封浸膠盒中進(jìn)行浸漬;注膠:密封注膠盒有全自動(dòng)配供料裝置,根據(jù)檢測(cè)到的密封注膠盒內(nèi)的壓力、膠位自動(dòng)注膠;擠壓模塑及固化:浸漬后的玻纖進(jìn)入固化模具進(jìn)行加熱固化定型得到玻纖板;牽引及切割:在固化模具的出口端加裝對(duì)中校正機(jī)構(gòu),使固化后的玻璃纖維板保持設(shè)定的直線度從模具中牽引拉出;噴涂:對(duì)切割后的材料件進(jìn)行涂層噴涂,主要為了增加邊框的耐候性及耐腐蝕性,涂層通常為水性聚氨酯或氟碳涂料;

圖12:典型光伏復(fù)合邊框生產(chǎn)流程復(fù)合邊框相較鋁合金邊框有四大優(yōu)勢(shì):材料成本低、耐候性能出色、絕緣、輕質(zhì)美觀。復(fù)合邊框有望在海上光伏等環(huán)境嚴(yán)苛或?qū)γ烙^度有要求的BIPV/BAPV等應(yīng)用場(chǎng)景率先應(yīng)用,并在未來(lái)憑借成本及耐候性優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁邊框的全場(chǎng)景替代。材料成本低:當(dāng)前復(fù)合材料邊框價(jià)格較鋁邊框低20%~25%,后續(xù)有望進(jìn)一步降低售價(jià);耐候性能出色:耐濕熱、耐酸堿、耐鹽霧,廣泛應(yīng)用于嚴(yán)酷的環(huán)境;絕緣:系統(tǒng)無(wú)需接地,有助于降低系統(tǒng)端PID風(fēng)險(xiǎn),提高系統(tǒng)運(yùn)維安全性;輕質(zhì)美觀:輕量化且美觀,便于運(yùn)輸安裝;目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)復(fù)合邊框的企業(yè)主要以玻璃纖維、聚氨酯為原材料,生產(chǎn)廠商主要有德毅隆、沃萊新材、博菲電氣等絕緣復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)及中材科技等建筑材料生產(chǎn)企業(yè),其復(fù)合邊框產(chǎn)品均處于第三方認(rèn)證及客戶導(dǎo)入階段。預(yù)計(jì)2023年末,復(fù)合材料邊框產(chǎn)能有望超過(guò)50GW;2025年末,產(chǎn)能有望超過(guò)190GW。表3:各家企業(yè)復(fù)合材料邊框產(chǎn)能梳理(GW)

各家企業(yè)生產(chǎn)的復(fù)合材料邊框原材料用量略有差異,以常規(guī)玻纖聚氨酯復(fù)合邊框?yàn)槔?,玻璃纖維用量占比在75%~80%不等,聚氨酯在20%~25%不等。振石集團(tuán)則使用更高比例的非聚氨酯樹脂,以提高拉擠生產(chǎn)效率。表4:復(fù)合材料邊框原材料用量占比(%)

當(dāng)前玻璃纖維及聚氨酯均處于價(jià)格下行通道,預(yù)計(jì)未來(lái)復(fù)合材料邊框成本有望進(jìn)一步降低,成本優(yōu)勢(shì)持續(xù)體現(xiàn)。

圖13:玻璃纖維均價(jià)(元/噸)

圖14:聚氨酯均價(jià)(元/噸)此外,部分復(fù)合邊框會(huì)添加少量氟碳涂料或水性聚氨酯等樹脂涂層以提高耐候性能,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同,涂層的材料選擇及用量也有不同。海上光伏項(xiàng)目對(duì)邊框耐候性、耐酸堿、耐腐蝕能力要求較為嚴(yán)苛,適配的復(fù)合邊框中用于增加耐候能力及機(jī)械強(qiáng)度的氟碳涂料用量有所上升,通常成本及價(jià)格會(huì)更高。

圖15:PVDF均價(jià)(元/噸)以當(dāng)前主流方案進(jìn)行測(cè)算,各類原材料單GW價(jià)值量如下:表5:復(fù)合材料邊框單位成本拆分

相較于鋁合金邊框,復(fù)合材料邊框密度較低,但基于強(qiáng)度要求厚度有所提升,故單位用量與鋁合金邊框接近。

圖16:光伏復(fù)合邊框用量預(yù)測(cè)(萬(wàn)噸/GW)目前復(fù)合材料邊框處于實(shí)驗(yàn)室模擬及海上光伏小規(guī)模項(xiàng)目實(shí)證階段,團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制也還處于起草階段,后續(xù)伴隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)落地及各大企業(yè)產(chǎn)品驗(yàn)證推進(jìn)完成,復(fù)合材料邊框有望迎來(lái)跨越式發(fā)展。

圖17:復(fù)合材料邊框團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制進(jìn)度計(jì)劃復(fù)合邊框?qū)︿X邊框替代的敏感性分析我們假設(shè)2023-2025年,全球光伏新增裝機(jī)分別為335/438/547GW,同比增速45.7%/30.7%/24.9%,對(duì)應(yīng)全球組件需求約為419/548/684GW,其中集中式項(xiàng)目組件需求197/252/308GW,分布式項(xiàng)目組件需求222/296/376GW。表6:光伏行業(yè)裝機(jī)容量假設(shè)預(yù)計(jì)2025年組件邊框需求可達(dá)到10.8億套,鋁邊框價(jià)值量可達(dá)到1.03億元/GW。

表7:鋁邊框價(jià)值量測(cè)算(不考慮復(fù)合邊框替代)

隨著原材料價(jià)格下降,復(fù)合邊框定價(jià)折扣增大,2025年價(jià)值量達(dá)到0.55億元/GW。表8:復(fù)合邊框單位價(jià)值量預(yù)測(cè)

保守情形:假設(shè)部分集中式光伏項(xiàng)目基于降本需求對(duì)鋁邊框進(jìn)行替代,集中式項(xiàng)目復(fù)合邊框滲透率緩慢提升至2025年的20%;部分分布式光伏對(duì)組件安裝便利性及美觀度要求提高,分布式項(xiàng)目復(fù)合邊框滲透率緩慢提升至2025年的19%,則2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到132GW,滲透率達(dá)到19%,市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到72億元。表9:保守情形復(fù)合邊框市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算

積極情形:假設(shè)部分集中式光伏項(xiàng)目基于降本需求對(duì)鋁邊框進(jìn)行替代,集中式項(xiàng)目復(fù)合邊框滲透率逐步提升至2025年的40%;部分分布式光伏對(duì)組件安裝便利性及美觀度要求提高,分布式項(xiàng)目復(fù)合邊框滲透率逐步提升至2025年的38%,則2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到264GW,滲透率達(dá)到39%,市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)到145億元。表10:積極情形復(fù)合邊框市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算

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聚氨酯拉擠工藝介紹1、聚氨酯/玻纖復(fù)合材料簡(jiǎn)介近年來(lái),聚氨酯樹脂以其韌性好、固化快、無(wú)苯乙烯煙霧等優(yōu)點(diǎn)使其復(fù)合材料脫穎而出。隨著人們對(duì)聚氨酯成型技術(shù)的掌握和在控制其反應(yīng)性以延長(zhǎng)其適用期方面的進(jìn)步,聚氨酯已進(jìn)入長(zhǎng)期由不飽和聚酯和乙烯基酯樹脂主宰的復(fù)合材料領(lǐng)域。在過(guò)去,聚氨酯復(fù)合材料主要是用結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射法(SRIM)成型的汽車內(nèi)飾件和外部件,如皮卡車箱、車底板、行李架、內(nèi)門板等(聚氨酯經(jīng)過(guò)發(fā)泡)。然而在近幾年中,聚氨酯復(fù)合材料發(fā)展了拉擠、纏繞、真空灌注和長(zhǎng)纖維噴射等技術(shù),主要用不發(fā)泡的聚氨酯復(fù)合材料來(lái)制造窗框、浴缸、電燈桿和卡車、越野車的大型部件等。聚氨酯拉擠:聚氨酯拉擠一般具有低粘度、中度至高度反應(yīng)性、良好的沖擊強(qiáng)度和韌性以及短梁剪切性能。與其他材料相比,用聚氨酯拉擠可產(chǎn)生多種效益。它可以提高制品中玻璃纖維含量而使制品強(qiáng)度大大提高。例如,用玻璃纖維與聚氨酯樹脂拉擠窗框,所得窗框的強(qiáng)度比PVC窗框高8倍,其導(dǎo)電性比鋁低40倍,因而絕緣性能好得多。同時(shí),因?yàn)榫郯滨ダ瓟D窗框的脆性更小,它們不會(huì)開裂而經(jīng)久耐用。高性能聚氨酯/玻璃纖維復(fù)合材料是一種以高硬度聚氨酯彈性體為基體材料,玻璃纖維為增強(qiáng)材料,采用連續(xù)拉擠工藝生產(chǎn)的一種具有高強(qiáng)度、高模量、輕質(zhì)高分子復(fù)合材料。聚氨酯拉擠技術(shù)的產(chǎn)品不僅比傳統(tǒng)材料具有更高的強(qiáng)度、更好的隔熱保溫效果,而且更輕質(zhì)環(huán)保。其應(yīng)用領(lǐng)域十分寬廣,從最初的華麗浴缸,到?jīng)_浪和滑雪板,再到今天的窗框、集裝箱地板等創(chuàng)新應(yīng)用,聚氨酯復(fù)合材料已融入了我們?nèi)粘I畹姆椒矫婷妗?/span>據(jù)報(bào)道,在過(guò)去的幾年中,中國(guó)對(duì)于復(fù)合材料的需求已呈現(xiàn)逐步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。復(fù)合材料是一種高科技材料,是將幾種材料的特性整合成為一種具有卓越新性能的全方位解決方案。正是因?yàn)椴牧系莫?dú)特性能,比如輕質(zhì)、高強(qiáng)度和剛性、以及能夠幫助實(shí)現(xiàn)更高的成本效率和生態(tài)責(zé)任,所以聚氨酯復(fù)合材料已備受各行業(yè)的關(guān)注。尤其是在建筑和運(yùn)輸行業(yè),創(chuàng)新的技術(shù)與應(yīng)用,更是備受矚目。2、聚氨酯/玻纖復(fù)合材料性能特點(diǎn)經(jīng)過(guò)數(shù)年開發(fā),國(guó)外聚氨酯拉擠成型已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。在聚氨酯拉擠過(guò)程中,可以使用更多的增強(qiáng)纖維,使制品強(qiáng)度大大增高。同時(shí),由于聚氨酯本身優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度,制品可制得更薄更輕。例如,可用更少的連續(xù)原絲氈而更多的無(wú)捻粗紗來(lái)制得更薄的工字梁,使工字梁的厚度從3.3mm減少到2.6mm,同時(shí)保持其縱向剛度不變。這樣制品就減少了13%重量和7%成本。另外,由于拉擠聚氨酯制品脆性更小,從而可用常規(guī)方式裝配而不開裂和破碎。具體看,采用聚氨酯拉擠技術(shù),有以下幾方面的明顯優(yōu)點(diǎn)。(1)、用傳統(tǒng)樹脂拉擠某些型材時(shí),可能要求使用多達(dá)4或5種不同的玻璃纖維氈。這些氈必須裁切造形。采用聚氨酯拉擠,常??梢杂貌@w無(wú)捻粗紗來(lái)代替玻纖氈。取消玻纖氈后就減少了原料成本以及操作氈所耗的勞力成本。氈還容易破碎,碎片可能堵塞機(jī)器,影響生產(chǎn)。取消氈后,在很多情況下都能提高生產(chǎn)線速度,從而提高成本效益。另一方面,用無(wú)捻粗紗代替氈后,纖維體積含量可以增至80%左右,而大多數(shù)非聚氨酯拉擠制品的纖維含量為60%。這樣,更高的玻纖含量與性能更好的樹脂相結(jié)合,打造了強(qiáng)度和剛度更好的聚氨酯拉擠型材。主要熱固性樹脂/玻纖復(fù)合材料性能對(duì)比

(2)、聚氨酯拉擠制品更高的強(qiáng)度性能開拓了一些新的應(yīng)用。這些制品可以用于聚酯樹脂不能勝任的用途,在建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和交通運(yùn)輸市場(chǎng)代替鋼和鋁材。(3)、將原有的拉擠系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成聚氨酯拉擠系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單、方便和經(jīng)濟(jì),無(wú)需大的投資。原有的模頭、加熱器和機(jī)組仍可使用。(4)、除了上述物理性能和成型優(yōu)點(diǎn)之外,聚氨酯拉擠制件還具有裝配優(yōu)點(diǎn),特別是緊固方便。由于聚氨酯的強(qiáng)度,在聚氨酯拉擠制品上裝入螺釘時(shí),不需預(yù)先鉆孔,這樣就可節(jié)省時(shí)間和勞力。反過(guò)來(lái),在聚氨酯拉擠制品中拔出螺釘所需的力量是在聚酯拉擠制品中拔出螺釘所需力量的兩倍多。(5)、同樣纖維結(jié)構(gòu)下,聚氨酯/玻纖拉擠產(chǎn)品的所有性能均好于普通熱固性樹脂,彎曲模量接近,沖擊強(qiáng)度大大提高,螺釘拉拔強(qiáng)度高,開口抗裂口擴(kuò)展性好,耐磨性優(yōu),很好的二次加工能力,耐熱240度以上。?(6)純聚氨脂/玻纖是目前性能最好的拉擠復(fù)合材料,材料截面復(fù)雜,表面光滑,拉擠速度快,耐水、酸、堿、鹽是最好的,耐燃好,可涂裝,脂肪族聚氨脂體系,無(wú)溶劑,無(wú)苯乙烯,環(huán)境友好。3、聚氨酯/玻纖復(fù)合材料主要用途1)、用于建筑材料近年來(lái),建筑節(jié)能已然成為了中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分,而在建筑中,門窗、外墻、屋面和地面為建筑主要能耗的四大部位,而門窗的絕熱性最差。據(jù)估計(jì),就我國(guó)的典型圍護(hù)部件而言,門窗的能耗約為墻體的4倍、屋面的5倍、地面的20多倍,約占圍護(hù)部件總能耗的40%~50%。因此增強(qiáng)門窗的保溫隔熱性能,減少門窗能耗,是改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和提高建筑節(jié)能水平的重要環(huán)節(jié)。復(fù)合材料在應(yīng)用中的興起,帶給了我們新的思路,使其應(yīng)用于建筑節(jié)能門窗的改造成為可能。聚氨酯拉擠窗框,相較于傳統(tǒng)材料,它具有更強(qiáng)的尺寸穩(wěn)定性、更高的橫向力學(xué)性能,更高的比強(qiáng)度和剛性,同時(shí)具備更好的隔熱保溫效果。再加上聚氨酯材料科技的獨(dú)特拉擠工藝,該材料不含有機(jī)揮發(fā)物(VOC),因此也十分環(huán)保。玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯拉擠門窗型材,是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料,以聚氨酯為基體,通過(guò)先進(jìn)的注射浸膠拉擠工藝生產(chǎn)出的門窗型材。GRPU門窗型材的開發(fā),是為了向高層建筑提供總傳熱系數(shù)K ≤ 2.0 W/(m?K)的節(jié)能窗解決方案。聚氨酯(PU)擁有先天的隔熱能力,在節(jié)能門窗行業(yè)內(nèi)早已被用來(lái)制造泡沫填縫劑、密封膠條、隔熱條,將聚氨酯用于制造節(jié)能窗整個(gè)窗框,這在國(guó)內(nèi)尚屬首創(chuàng)。

GRPU窗框的優(yōu)勢(shì)是由GRPU材料本身的性能特性決定的,GRPU 作為一種新型的復(fù)合材料,窗框是新的增長(zhǎng)點(diǎn),使用這種樹脂,可以制得更大、更薄而強(qiáng)度足夠的型材,用于大窗框甚至幕墻。據(jù)稱這種窗框比鋁、木和塑料窗框好得多。具有優(yōu)良的脹縮性能,可耐受各種氣候條件,從北極嚴(yán)寒到到沙漠酷熱以及海邊潮濕??山?jīng)涂漆或后加工而形成木質(zhì)外觀。聚氨酯復(fù)合窗框有如下基本特性:高隔熱性GRPU型材和實(shí)木、PVC一樣,擁有很低的導(dǎo)熱系數(shù),室溫下為0.22W/m?K,只有鋁合金的約1/700,是優(yōu)良的絕熱材料。低熱膨脹GRPU的線性熱膨脹系數(shù)約為7×10-6/K,遠(yuǎn)低于鋁合金,與墻體的線性熱膨脹系數(shù)相近;因此,在溫度變化時(shí),GRPU 材質(zhì)的框體不會(huì)與墻體產(chǎn)生縫隙,密封性良好,同時(shí)保證了整窗在溫差較大的環(huán)境下的隔熱性。耐腐蝕GRPU型材對(duì)大部分酸、堿、鹽、有機(jī)物,以及海水、潮濕空氣都有很強(qiáng)的抗蝕力;而且不銹不朽,耐腐蝕性能優(yōu)于其他材質(zhì)門窗型材。尤其適用于沿海、有腐蝕性的以及一般潮濕場(chǎng)所。電性能佳GRPU型材是良好的絕緣材料,不受電磁波作用,不反射無(wú)線電波;對(duì)通訊系統(tǒng)的建筑有特殊的用途。2)、聚氨酯/玻纖復(fù)合材料用于集裝箱地板更“輕盈”、更耐用的集裝箱拜耳公司與Conforce公司開發(fā)的EKO-FLOR復(fù)合地板系統(tǒng)。由于材料的高拉擠效率、高強(qiáng)度和剛性以及出色的抗沖性和耐磨性,為集裝箱運(yùn)輸行業(yè)增色不少。Conforce是德國(guó)化工企業(yè)拜耳的合作伙伴,這種復(fù)合增強(qiáng)材料經(jīng)過(guò)研發(fā)者多年的研制,至少被認(rèn)為有五大優(yōu)點(diǎn):一是低重量,可降低運(yùn)輸中的能源量;二是具備一個(gè)可完整抵抗所有類型產(chǎn)品(水、油、異味、微生物);三是生產(chǎn)所需能源整體很低;四是增加貨柜容器的使用壽命;五是具有可重復(fù)使用和回收的地板。新的貨柜用料特別講究,一個(gè)40尺大柜可減少重量550公斤,從而減少運(yùn)輸所需的能源。與傳統(tǒng)的以木質(zhì)為基礎(chǔ)的材料相比,使用聚氨酯擠拉工藝的材料,重量會(huì)減輕22%,整船整車集裝箱的油耗和運(yùn)輸成本也就大大降低了。在輕質(zhì)的同時(shí),又保持了足夠的堅(jiān)韌性能,這一特性也降低了維護(hù)成本,增加了集裝箱的使用壽命。傳統(tǒng)集裝箱木地板使用壽命只有5~10年,而EKO-FLOR聚氨酯拉擠地板的使用壽命可超過(guò)20年。法國(guó)達(dá)飛輪船最近與加拿大Conforce國(guó)際公司合作,開發(fā)一種非實(shí)木的復(fù)合集裝箱地板,名稱:Eko-flor,期望用此新科技研制的輔件來(lái)替代實(shí)木地板,以減少對(duì)環(huán)境的污染和雨林木材的砍伐。3)、鐵路枕木在歐洲,鐵路建造者越來(lái)越多地關(guān)注用日本積水化學(xué)公司拉擠的FFU(纖維增強(qiáng)泡沫聚氨酯)枕木來(lái)代替木質(zhì)或混凝土枕木。經(jīng)過(guò)幾次成功應(yīng)用之后,最近在德國(guó)勒弗庫(kù)森化工園又安裝了一支線路系統(tǒng),共使用了136根FFU枕木。這些枕木由積水化學(xué)公司提供,所用聚氨酯來(lái)自拜耳材料科學(xué)公司設(shè)在日本的供應(yīng)商。據(jù)稱這種枕木看似木材,結(jié)合了天然產(chǎn)品和現(xiàn)代設(shè)計(jì)的所有優(yōu)點(diǎn)。它可用普通木工工具進(jìn)行鋸、刨、釘、上螺絲和膠粘等加工。其熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱率都很低。由于有纖維增強(qiáng),其抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度都很高,使用壽命比傳統(tǒng)枕木長(zhǎng)3倍多。由于其閉孔結(jié)構(gòu),它即使在暴雨中也吸水極少,因而不影響其優(yōu)良的電絕緣性能。該材料還耐水解、油脂、海水、霜凍和除冰鹽,在長(zhǎng)期氣候條件下也保持穩(wěn)定。其重量和現(xiàn)場(chǎng)加工性能大大優(yōu)于混凝土,可制成任意長(zhǎng)度,不需為每種長(zhǎng)度另制模具。其生態(tài)性能也是一大優(yōu)點(diǎn),制造時(shí)不使用溶劑,使用后可以循環(huán)利用。由于這些優(yōu)點(diǎn),F(xiàn)FU枕木特別適于在隧道、橋梁使用。在日本,每年要鋪設(shè)9萬(wàn)多根聚氨酯枕木,現(xiàn)在已有130多萬(wàn)根投入使用。日本著名的高速列車“新干線”的鐵軌就使用了這種枕木。4)、其它用途聚氨酯的拉擠制品包括型材、桿件和板材,如梯子桿、工具柄、電線桿橫擔(dān)、電桿、曲棍球桿、碼頭片樁、貨柜板材等。4、聚氨酯復(fù)合材料生產(chǎn)原料及設(shè)備1)、主要材料聚氨酯材料(包括多元醇、異氰酸酯、催化劑、消泡劑、潤(rùn)滑劑、脫模劑等)及玻璃纖維,其中玻纖占80%-85%。2)、主要設(shè)備玻纖導(dǎo)紗架、聚氨酯澆注機(jī)、成型牽引機(jī)、切割機(jī)等,拉擠設(shè)備造價(jià)大約20萬(wàn)元(20噸牽引力),聚氨酯設(shè)備10~15萬(wàn)元。
5、聚氨酯復(fù)合材料生產(chǎn)流程工藝流程:
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生產(chǎn)效率:根據(jù)不同規(guī)格,拉擠速度1.2~3m/min不等,寬度大于50cm。? ? ? ? ?
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拉擠工藝中所用的原料及其功能拉擠成型工藝是將浸透膠液的連續(xù)無(wú)捻粗紗、氈、帶或布等增強(qiáng)材料,在牽引力的作用下,通過(guò)模具加熱擠拉成型、固化,連續(xù)不斷地生產(chǎn)長(zhǎng)度不限的玻璃鋼型材。拉擠工藝用原材料1、樹脂基體在拉擠工藝中,應(yīng)用最多的是不飽和聚酯樹脂,還有環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙烯酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂、聚氨酯樹脂等。(1)、不飽和聚酯樹脂不飽和聚酯樹脂用作拉擠的基本上是鄰苯和間苯型。間苯型樹脂有較好的力學(xué)性能、堅(jiān)韌性、耐熱性和耐腐蝕性能。目前國(guó)內(nèi)使用的較多的是鄰苯型,因其價(jià)格較間苯型有優(yōu)勢(shì),但質(zhì)量因生產(chǎn)廠家不同差距較大,使用時(shí)要根據(jù)不同的產(chǎn)品慎重選擇。(2)、乙烯基酯樹脂乙烯基酯樹脂具有較好的綜合性能,可提高耐化學(xué)性能和耐水解穩(wěn)定性。(3)、環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比,具有優(yōu)良的力學(xué)性能、高介電性能、耐表面漏電、耐電弧,是優(yōu)良絕緣材料。(4)、酚醛樹脂酚醛樹脂它是最早的一類熱固性樹脂。具有突出的瞬時(shí)耐高溫?zé)g性能,目前酚醛樹脂已成功應(yīng)用在拉擠成型工藝中。(5)、聚氨酯樹脂聚氨酯(PU),是多苯二異氰酸酯、聚醚多元醇,在催化劑三乙烯二胺存在的情況下交聯(lián)固化,形成高聚物。2、增強(qiáng)材料拉擠工藝用的增強(qiáng)材料主要是玻璃纖維及其制品,如無(wú)捻粗紗、玻璃纖維氈等。為了滿足制品的特殊性能要求,可用芳綸纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維及玄武巖纖維等。玻璃纖維用于拉擠工藝的玻璃纖維主要有無(wú)堿、中堿和高強(qiáng)玻璃纖維。玻璃纖維制品的品種有:①無(wú)捻粗紗無(wú)捻粗紗有并股紗和直接紗,線密度為1100(1200)號(hào)到4400(4800)號(hào)。要求:成帶性好;退解性好;張力均勻;線密度均勻;浸透性好。②玻璃纖維氈片短切氈要求:面積質(zhì)量均勻;短切原絲、粘結(jié)劑分布均勻;適中的干氈強(qiáng)度;優(yōu)良浸透性。用于強(qiáng)度要求不太高的制品。連續(xù)氈增強(qiáng)效果較短切氈好。要求同上。表面氈起到表面修飾作用和耐酸性。縫合氈不含粘結(jié)劑,浸透性能好,價(jià)格較低。③玻璃纖維縫編織物玻璃纖維縫編織物可以增加制品的抗張強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度;減輕制品的重量;制品表面平整光滑。組合玻璃纖維增強(qiáng)材料,可調(diào)整制品的橫向和縱向強(qiáng)度。3、輔助材料(1)、引發(fā)劑引發(fā)劑的特性通常用活性氧含量、臨界溫度、半衰期來(lái)表示。目前常用的引發(fā)劑有:MEKP(過(guò)氧化甲乙酮)、TBPB(過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯)、TRIGONOX C BPO(過(guò)氧化苯甲酰)、PERKADOX CH-50、PERKADOX CH-50X、PERKADOX CH-50L、TBPO(過(guò)氧化異辛酸叔丁酯)、TRIGONOX 21S BPPD(過(guò)氧化二碳酸二苯氧乙基酯)、PERKADOX 16[過(guò)氧化二碳酸雙(4—叔丁基環(huán)已酯]等。實(shí)際應(yīng)用中很少有用單組分的,通常都是雙組分或三組分按不同的臨界溫度搭配使用。(2)、環(huán)氧樹脂固化劑環(huán)氧樹脂固化劑常用的有酸酐類、叔胺、咪唑類固化劑。(3)、著色劑拉擠中的著色劑一般以顏料糊的形式出現(xiàn)。4、填料填料可以降低制品的收縮率,提高制品的尺寸穩(wěn)定性、表面光潔度、平滑性以及平光性或無(wú)光性等;有效的調(diào)節(jié)樹脂粘度;可滿足不同性能要求,提高耐磨性、改善導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性等;大多數(shù)填料能提高材料沖擊強(qiáng)度及壓縮強(qiáng)度,但不能提高拉伸強(qiáng)度;可提高顏料的著色效果;某些填料具有極好的光穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性;可降低成本。選擇填料的粒度最好要有個(gè)梯度,以達(dá)到最佳,的使用效果?,F(xiàn)在也有對(duì)填料進(jìn)行表面處理來(lái)加大用量。5、脫模劑脫模劑具有極低的表面自由能,能均勻浸濕模具表面,達(dá)到脫模效果。優(yōu)良的脫模效果是保證拉擠成型工藝順利進(jìn)行的主要條件。早期的拉擠成型工藝是用外脫模劑,常用的有硅油等。但用量很大且制品表面質(zhì)量不理想,現(xiàn)已采用內(nèi)脫模劑。內(nèi)脫模劑是將其直接加入到樹脂中,在一定加工溫度條件下,從樹脂基體滲出擴(kuò)散到固化制品表面,在模具和制品之間形成一層隔離膜,起到脫模作用。內(nèi)脫模劑一般有磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸鹽類、三乙醇胺油等。其中以硬脂酸鋅的脫模效果較好。在拉擠生產(chǎn)中,人們通常更愿意使用在常溫下為液體狀的內(nèi)脫模劑。目前市售的內(nèi)脫模劑多為伯胺、仲胺和有機(jī)磷酸酯與酯肪酸的共聚體的混合物。6、其它在拉擠生產(chǎn)中還須根據(jù)制品的特殊要求和工藝需要添加一些其它輔助材料大致有:偶聯(lián)劑——可以增加增強(qiáng)材料與樹脂之間粘合強(qiáng)度,提高玻璃鋼的性能,改善界面狀態(tài),有利于制品的耐老化、耐應(yīng)力及電絕緣性能。常用的有硅烷偶聯(lián)劑。阻聚劑——在夏天的生產(chǎn)中膠料常會(huì)發(fā)生自聚,可以適當(dāng)添加,以延長(zhǎng)適用期。常用的阻聚劑有:a-甲基苯乙烯、對(duì)苯二酚、叔丁基鄰苯二酚。增韌劑——具有降低玻璃鋼脆性和提高玻璃鋼抗沖擊性能。常用的增韌劑有苯乙烯類、聚烯烴類和苯二甲酸酯類。一般用于環(huán)氧樹脂的拉擠生產(chǎn)中。稀釋劑——可以降低樹脂粘度,改善樹脂對(duì)增強(qiáng)材料、填料等的浸潤(rùn)性;控制固化時(shí)的反應(yīng)熱;延長(zhǎng)樹脂固化體系的適用期;填料用量增加,降低成本。不飽和聚酯用的稀釋劑主要是苯乙烯、a-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸單體等。酚醛樹脂用稀釋劑主要是酒精、丙酮等溶劑。環(huán)氧樹脂用稀釋劑有鄰苯二甲酸二丁酯、含有環(huán)氧基團(tuán)的低分子化合物等。抗氧劑——能抑制或減緩高分子材料自動(dòng)氧化反應(yīng)速度。主要有二芳基仲胺、對(duì)苯二胺、酮胺、醛胺、單酚、烷基化多酚及硫代雙酚等。光穩(wěn)定劑——能夠抑制或減弱光降解作用,提高聚合物和復(fù)合材料耐光性能的物質(zhì),由于大多數(shù)光穩(wěn)定劑都吸收紫外光,所以習(xí)慣上把這類物質(zhì)稱為紫外線吸收劑。主要有水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、受阻胺類及有機(jī)鎳絡(luò)合物等。熱穩(wěn)定劑——能防止和減少聚合物在加工和使用過(guò)程中受熱而發(fā)生降解或交聯(lián),延長(zhǎng)玻璃鋼使用壽命。常用的有鹽基類、脂肪酸皂類、有機(jī)錫化合物、復(fù)合型熱穩(wěn)定劑。阻燃劑——能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰?zhèn)鞑濉W畛S玫暮妥钪匾氖亲枞紕┦橇?、溴、氯、銻和鋁的化合物。? ? ? ? ?
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普通環(huán)氧樹脂和聚氨酯的比較聚氨酯和普通環(huán)氧樹脂優(yōu)缺點(diǎn):聚氨酯、環(huán)氧樹脂,都是雙組份的,使用設(shè)備、操作方法基本相同。但是,聚氨酯與環(huán)氧樹脂之間仍然存在一定的區(qū)別。聚氨酯(PU),是多苯二異氰酸酯、聚醚多元醇,在催化劑三乙烯二胺存在的情況下交聯(lián)固化,形成高聚物。聚氨酯具有較好的粘結(jié)性、絕緣性、耐候性等特點(diǎn),硬度可以調(diào)整二異氰酸酯和聚醚多元醇的含量而改變,能夠運(yùn)用到各種電子電器設(shè)備的封裝上。與環(huán)氧樹脂相比,毒性大。而環(huán)氧樹脂一般由雙酚A環(huán)氧樹脂、固化劑(胺類或酸酐)、助劑、填料等組成,室溫固化時(shí)間較長(zhǎng),可以加熱固化,固化后粘接強(qiáng)度大,而且硬度一般也比較大,可以做成透明的,用于封裝電器模塊和二極管等。但聚氨酯具有更好的耐候性能,高低溫下不開裂,價(jià)格稍貴。環(huán)氧樹脂涂料一種高強(qiáng)度、耐磨損、美觀的地板,具有無(wú)接縫、質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、耐藥品性佳、防腐、防塵、保養(yǎng)方便、維護(hù)費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)??筛鶕?jù)客戶的要求設(shè)計(jì)多種方案,如薄層涂裝、1~5mm厚的自流平地面、防滑耐磨地板、砂漿型地板、防靜電。防腐蝕地板等。產(chǎn)品適用于各種場(chǎng)地,如廠房、機(jī)房、倉(cāng)庫(kù)、實(shí)驗(yàn)室、病房、手術(shù)室、車間等。簡(jiǎn)要說(shuō)明:聚氨酯和普通環(huán)氧樹脂產(chǎn)品用途:兩者產(chǎn)品用途要求加強(qiáng)抗壓拉力的水泥地面或防強(qiáng)酸、強(qiáng)堿化學(xué)溶劑腐蝕的地面及排水溝.如化工、冶金廠、電鍍廠、發(fā)電廠、制藥廠、PCB線路板廠、造紙廠、五金廠、印染廠等產(chǎn)品特性:1、兩者都具有抗拉伸性好,不龜裂、不脫落等性能;2、兩者都具有耐強(qiáng)酸、堿、鹽及各種油類物質(zhì)腐蝕等性能;3、兩者都具有防塵、防水、表面耐磨損、耐重壓、抗沖擊等性能;4、前者面漆適用于室外,后者適用于室內(nèi);而后者最大的弱點(diǎn)或缺點(diǎn)是怕強(qiáng)紫外線照射,在強(qiáng)的紫外線照射下會(huì)發(fā)生黃變,即褪色,但不會(huì)分解也影響使用;不過(guò)前者較后者在耐候性方面改良了很多,尤其黃變的時(shí)間前者比后者長(zhǎng)了許多,因此前者常常被用于室外的施工要求。? ? ? ? ?
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