玻纖及制品產業發展路徑與推廣應用對策

秦 穎梁 廣王強強

（1北京化工大學，北京 100029；2建筑材料工業技術情報研究所，北京 100024；3中國建材檢驗認證集團股份有限公司，北京 100024）

玻纖及制品產業發展路徑與推廣應用對策

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（1北京化工大學，北京 100029；2建筑材料工業技術情報研究所，北京 100024；3中國建材檢驗認證集團股份有限公司，北京 100024）

本文簡單介紹了全球玻纖及制品產業的現狀及發展趨勢，并且重點指出了我國玻纖及制品產業面臨品種匱乏、生產技術落后、浸潤劑及成膜劑合成技術能力差的三大問題，本著“發現問題、解決問題”的角度出發，本文著重介紹了“十三五”期間我國玻纖及制品產業的發展目標和發展途徑，通過引導產業重點發展的領域和產品，為我國的高性能玻璃纖維材料及制品研發平臺、玻纖制品深加工產業鏈延伸工程及汽車輕量化玻纖復合材料推廣做出貢獻，文章的最后對于玻纖及制品產業的推廣及應用提出了一些建議。

玻纖；玻纖制品；發展路徑；推廣應用

1 玻纖及制品產業現狀及發展趨勢

1.1 產業現狀

全球玻璃纖維產值2020年將達到155.7億美元，玻璃纖維增強塑料復合材料2019年產值將達到451.2億美元。國外廠商在技術上向細分市場、下游制品加工和增強材料開發上發展。美國是玻璃纖維的生產大國和技術強國，美國公司在玻璃纖維復合材料產業鏈的重要領域保持領先地位，其中美國歐文斯科寧公司一直是世界建筑材料和玻璃纖維復合材料領域的領先者。

我國已成為世界上最大的玻纖生產國和出口國，玻纖產量占全球產量的60%。國內最大的三家玻纖企業巨石集團、泰山玻璃纖維股份有限公司和重慶國際復合材料有限公司的玻纖產量占據國內市場份額的60%以上。但相對于國內現有玻纖產能而言，其下游玻纖制品和玻纖復合材料產業的發展則過于弱小，且以中小企業和低端產品為主。

“十二五”期間，玻纖產量一直保持增長態勢，池窯拉絲比例提升至90%以上，品種以無氟無硼高性能玻纖為主，滿足不同行業使用要求。“十二五”以來玻纖產量情況見表1。

表1 “十二五”以來玻纖產量情況

表2 2015年我國各類玻纖制品產量

2015年我國各類玻纖制品產量見表2。

玻璃纖維復合材料是目前復合材料中產量最大、應用最多的品種，占復合材料所用增強纖維的98%左右。熱固性復合材料約占玻纖復合材料總產量60%，熱塑性復合材料約占40%，但是熱塑性復合材料發展速度較快。目前全國復合材料生產企業約有3000-4000家，但規模以上企業不到200家。

“十二五”以來，玻璃纖維復合材料主要產品產量見表3。

表3 “十二五”以來玻纖增強復合材料行業主要產品產量

1.2 發展趨勢

近幾年，隨著新興行業的不斷發展，滿足特定功能的高性能玻纖、玻纖復合材料產品成為帶動整個玻纖制品行業發展新的增長點。

熱塑性復合材料是玻璃纖維復合材料行業的發展方向，發展速度快于熱固性復合材料。連續纖維增強技術包括其他長纖維增強技術，已成為熱塑性復合材料生產的關鍵技術。

玻璃纖維是風電葉片的重要原材料之一，從長期發展趨勢以及國家發展新能源產業的政策看，風力發電仍能給玻纖行業帶來新的市場空間。

2 我國玻纖及制品產業面臨的問題

2.1 外資企業掌握高端玻纖制品核心技術及生產工藝

我國玻璃纖維行業近年來發展迅速，并在世界上占據重要位置，但仍存在著產業結構不合理、深加工和應用開發不足的問題。據統計，國外玻璃纖維應用規格已達60,000多種，國內還不到10,000種，有很大差距。我國玻璃纖維行業高端生產工藝技術落后，能生產企業較少。目前特種玻璃纖維、優質纏繞用玻璃纖維、大型風力葉片用高模玻纖基材、電子布用玻纖織物等主要依賴于外資或合資企業的生產。

2.2 連續纖維增強復合材料生產技術落后

熱塑性復合材料在世界上發展迅速，在國外已占到總量60%，而國內約占40%。我國熱塑性復合材料生產技術與國外有很大的差距，國外發達國家在連續纖維增強熱塑性復合材料的生產技術工藝和裝備對我國實行技術封鎖，嚴重制約了我國熱塑性復合材料的發展。

2.3 浸潤劑復配技術及成膜劑合成技術研發力度不夠

浸潤復配技術及成膜劑合成技術是生產玻璃纖維深加工制品的關鍵技術，這兩項技術在我國專業化、系列化程度都不高，產品檔次低，導致我國玻纖制品難以進入國際高端市場。

3 “十三五”期間我國玻纖及制品產業發展目標與路徑

“十三五”期間，隨著玻纖及制品產業鏈上下游玻璃纖維與復合材料兩個行業的相互延伸融合，玻纖及制品行業將全面實現整合和提升。

3.1 發展目標

玻纖及制品產業鏈上下游玻璃纖維與復合材料兩個行業的相互延伸融合，提升企業的應用研發與市場拓展能力，積極開發航空航天、軍工等領域用纏繞用高性能玻璃纖維材料，擴大熱塑性玻璃纖維復合材料的市場規模和應用領域。發展玻璃纖維制品深加工產業，提高中高端玻璃纖維復合材料市場規模、產品附加值和質量。爭取達到規模以上企業玻璃纖維及制品總收入5000億，到“十三五”末是“十二五”末的兩倍。

3.2 發展途徑

1）加大高性能玻纖產品的開發力度

從配方設計，原料選擇，熔化和成型技術等環節入手，實現規模化生產，具有較優性價比。提高玻璃纖維品種標準，降低成本，研發出更多品種，滿足玻纖產品的差異化需求。

2）加強對浸潤劑的復配技術及成膜劑合成技術的研發

加強應用基礎研究，選擇穩定高品質原料，提高浸潤劑的質量。根據使用要求，擴大選用或改性處理劑和粘結劑。提高涂覆技術和裝備，包括粉末、溶液、熱熔浸漬、刮涂、復膜等相關技術和裝備。

3）以熱塑性復合材料生產工藝技術為重點

完善及推廣玻纖氈增強塑料片材（GMT）和長纖料粒（LFT）等成型生產工藝和裝備，重點研發連續纖維增強熱塑復合材料（CFT）成型工藝及裝備，實現相關裝備的國產化，取得熱塑性復合材料發展的重大技術突破。

4）推進兩化深度融合

學習和借鑒“工業4.0”的理念，建設智能工廠，加快裝備、工藝、生產、管理、服務等方面的深度融合，提高裝備控制精度、自動化水平和生產工藝穩定性，推進兩化深度融合，助力玻纖及制品制造業轉型升級。

4 “十三五”期間我國玻纖及制品產業重點領域和產品

“十三五”期間，玻纖及制品產業發展重點領域是高性能玻璃纖維和特種玻纖復合材料。

重點開發低成本纏繞用高性能玻纖材料產業化制造技術；重點發展高性能玻纖預成型技術和連續纖維增強熱塑性復合材料低成本、高效率成型技術；提高玻纖復合材料用于汽車車身材料的比例；重點突破結構吸波、結構透波、結構導電等功能玻纖復合材料技術，滿足電子信息產業用覆銅板對高性能玻纖布產品的需求；實現結構型功能玻纖復合材料系列化和基本產業化。

以下主要介紹玻纖及制品產業四種重點產品，分別是纏繞用高性能玻纖材料、連續纖維增強熱塑性復合材料、汽車輕量化玻纖復合材料及覆銅板原料玻纖布。

4.1 纏繞用高性能玻纖材料

高性能玻璃纖維基本可以分為高強高模玻纖、耐腐蝕玻纖和低介電玻纖三大類。我國高性能玻璃纖維產量占總產量6%，遠遠落后于國外37%的水平，這導致我國在新能源等領域所需的高性能玻璃纖維60%從國外進口。

高強玻纖斷裂伸長量大于5%，在一定壓力下的形變能力優于芳綸纖維和碳纖維；耐疲勞性能比E玻纖高10倍以上；軟化點比E玻纖高100～150℃，介電常數比E玻纖低約20%。纏繞用高性能玻纖材料主要用于在特種管罐、風力發電、造船工程建設等領域。

目前，我國纏繞用高性能玻纖紗需大量進口，隨著復合材料行業的高速發展，連續纏繞工藝具有綠色環保、產品質量穩定、自動化程度高等特點，要加大研發纏繞用高性能玻璃纖維材料的生產技術。

4.2 連續纖維增強熱塑性復合材料

現在高性能復合材料以熱固性為主，熱固性樹脂性能穩定，不易降解，更不能通過熱加工回收，大量采用熱固性樹脂，勢必給環保帶來巨大壓力。目前，用高性能熱塑性樹脂代替熱固性樹脂制造復合材料已經成為新的發展趨勢，用長纖維增強熱塑性復合材料具有品種多，成形快速簡單、可回收再循環利用等特點，是玻纖復合材料行業的未來發展方向。

連續纖維增強熱塑性復合材料具有高強度、高剛度、高尺寸穩定性、低翹曲度、使用壽命長、耐蠕變等性能優點。在成形工藝上，組分材料配料靈活，可以選用不同類型的纖維，纖維含量可以連續變化，并可選擇多種樹脂基體。

連續纖維增強熱塑性復合材料的工藝分預浸階段和成型階段。浸漬方式大致可分為兩大類：浸漬-后浸漬（混合法）工藝和預浸漬工藝（原位聚合工藝、溶液浸漬工藝和熔融浸漬工藝）。熱塑性復合材料預浸技術，通常指增強材料與樹脂基體已經完成了良好地潤濕的一種復合材料半成品的制備技術。主要的成型工藝分浸漬技術、拉擠技術、纏繞技術、鋪放技術和疊層模壓技術。

4.3 汽車輕量化玻纖復合材料

汽車輕量化用玻纖復合材料主要是玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料（GMT）和高含量玻璃纖維增強的片狀塑料（SMC）。主要用于制備汽車的車身部件、結構件及功能件。汽車零部件纖維增強復合材料（FRP）化還可以提高零部件的功能、簡化制造工藝、提高汽車的舒適性、增加安全性、降低生產成本和維護成本，并賦予更高的設計自由度。

目前世界上汽車塑料單車用量最大的是德國，輕量化替代塑料用量占材料總用量的20%以上。2014年歐洲輕量化替代塑料平均單車用量已達到18%左右。

片狀模塑料在汽車上的應用量最大的是車身板，占片狀模塑料用量的70%，在“十三五”期間片狀模塑料在汽車上的用量將繼續增加22%～71%，被廣泛應用于汽車儀表板、轉向機、散熱器系統及電子裝置上。

4.4 覆銅板原料玻纖布

覆銅板行業是玻璃纖維的重要應用領域。玻璃纖維布是覆銅板及印刷電路板行業的原材料之一，由電子玻纖紗紡織而成，約占覆銅板成本的40%（厚板）和25%（薄板）。目前我國電子玻纖紗總產能已經超過四十五萬噸,產能已占到全球的70%，預計到2020年我國市場需求約為50萬噸。玻纖布規格比較單一和穩定。

我國電子信息產業、汽車電子和LED的快速發展推動了覆銅板及印刷電路板行業不斷發展；我國已成為全球覆銅板及印刷電路板的制造中心，這將有效推動覆銅板及印刷電路板技術水平的提高和行業水平的整體提升。

我國覆銅板和印刷電路板產值雖然已經上升為全球第一位，但與歐美、日本等印刷電路板強國相比，我國的產品技術水平尚有差距，全球覆銅板科研的最高水平在美國，最高制造技術在日本。在高端的CCL市場上，仍由日本、歐美企業產品所占。其中像IC封裝用CCL、高階汽車電子的PCB用CCL、通訊領域的高速CCL，高階FPC用FCCL、高性能特殊樹脂用CCL等的產品市場，還仍是歐美、日本的天下。我國企業生產的產品技術附加值較低，在與國際企業競爭中處于不利地位。同時，國內企業的生產設備如真空壓機、液壓沖床等精密設備絕大部分還依賴進口。

5 “十三五”期間我國玻纖及制品產業重大工程

“十三五”期間實施一批重大工程，研發共性關鍵材料品種生產技術，提高玻璃纖維及制品產業創新能力，加快技術創新成果產業化和示范應用，擴大玻璃纖維及制品產業規模，促進玻璃纖維及制品產業的快速發展。

5.1 高性能玻璃纖維材料及制品研發平臺

工程目標：以戰略性新興產業需求為牽引，以產業技術進步為支撐，發展高性能玻纖材料及制品產業化。力爭到2020年，我國高性能玻璃纖維產量占玻璃纖維總產量15%。

主要內容：組織開發高性能玻璃纖維、高性能復合材料、風電葉片、高壓容器等產品生產工藝，大力推進技術產業化及制造規模化。開發“高強度、低介電透波、耐熱等高性能玻璃纖維和高性能復合材料研發”、“高強玻纖、高性能復合材料在汽車、節能環保、通訊、石油等領域的示范應用研究”、“超大功率（5MW以上）海上風機葉片的制備技術及示范應用開發”等重點工程。

5.2 玻纖制品深加工產業鏈延伸工程

工程目標：發展玻璃纖維制品深加工業，延伸產業鏈，提高行業工業增加值率。

主要內容：鼓勵玻纖制品深加工，推動生產加工一體化，發展完善配套產業鏈的玻纖制品深加工產業基地。組織開發“覆銅板（CCL）原料高質量玻纖布研發”、“玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料（GMT）研發”、“連續纖維增強熱塑復合材料（CFT）研發”和“高含量玻璃纖維增強的片狀塑料（SMC）研發”等重點工程。

5.3 汽車輕量化玻纖復合材料推廣

工程目標：促進汽車輕量化發展，整合利用現有資源，加快生產技術研究和產品開發，增加玻纖復合材料在整車的使用量，提高性能指標，降低制造成本。力爭到2020年，輕量化替代玻纖材料用量占材料總用量的15%以上。

主要內容：建立汽車輕量化玻纖復合材料研發平臺，開展行業技術研究創新，制定材料和產品標準和規范，開展行業技術交流和培訓會議，建立國家檢測與評定中心，建設性能檢測平臺及公共服務平臺，提高汽車輕量化玻纖復合材料產品研發設計、試驗檢測、檢驗認證設施的能力建設。聯合相關企業、科研機構和高校等單位，成立產業技術創新聯盟，開展汽車輕量化用玻纖復合材料技術和生產工藝研發。

6 推廣措施及政策建議

6.1 完善產業政策，加強政策引導

趕超國外先進技術，切忌囫圇吞棗，各級政府應根據玻纖及制品材料的產業規劃，完善產業的配套政策，細化產業發展指導名錄，明確產業發展重點及支持方向，逐步形成有利于玻纖及制品材料產業的政策體系。除此之外，還可以建立玻纖及制品材料產業推廣聯盟，吸引優秀企業加入，定期舉辦產業發展高峰論壇，引導企業向先進工藝、先進技術快速發展。

6.2 建立財政投入保障機制，吸引社會資本積極參與

根據玻纖及制品材料的產業規劃，對于產業重點發展的工業和技術路線，建立各級政府財政投入保障機制，鼓勵有條件的企業敢于創新、勇于創新，與此同時，借著國有資產改革的春風，吸引優質社會資本進入大型國有企業，幫助其技術升級改革，讓更多資本來分享企業技術發展帶來的投資回報。

6.3 提高產業創新能力

理清我國玻纖及制品材料產業存在的問題，同時從解決問題的角度出發，大力提升玻纖產業生產工藝，發展浸潤劑、成膜劑原材料工業及研發技術，研發高端產品，提高我國自主產品的創新能力。

6.4 培育優勢核心企業

爭取在玻纖及制品材料產業鏈中的每個環節培養1～2家核心技術型企業，尤其是浸潤劑、成膜劑方面更應該加大培育力度，補強產業短板。

6.5 提升健全玻纖及制品標準體系、技術規范、檢測方法和認證機制

標準是產品質量的基礎，標準的提升代表著產品質量的整體提升，因此只有不斷提升我國玻纖及制品的標準體系、技術規范、檢測方法和認證機制，才能更快、更有效的提高我國玻纖及制品的質量和競爭力。

6.6 大力推進軍民結合

軍民結合是黨中央的一貫戰略思想，走軍民結合發展道路，是黨中央領導集體對國防科技工業的明確要求。對于高性能的玻纖制品，不僅可以用在軍用航空航天領域，也可以用在民用航空交通領域，這是一個非常好的軍民結合的產業。

6.7 實施全球化發展戰略

實施“走出去”的發展戰略，是擺脫歐美發達國家經濟和軍事制約的戰略一步，是實現我國偉大民族復興夢想的重要一步，也是最堅實的一步。因此，我國的玻纖及制品材料產業肩負著偉大使命，我們要培育一批優秀的、有核心競爭力的企業走出國門，立足世界。

[1]纖維復合材料行業“十三五”發展規劃[J]．玻璃鋼,2015(9)．

[2]建筑材料工業“十三五”科技發展規劃[J]．商品混凝土,2016(7)．

The industry development path and the application promotion countermeasure of glass fibre materials and manufactured goods

Firstly,this paper briefly introduce the present situation and development trendency of global glass fiber materials and products industry,and point out three problems of domestic glass fiber materials and products industry which are variety deficiency,backward production technology and low ability of synthesis technology of impregnating compound and film-forming agent．Secondly,this paper mainly introduce the industry development path and the application promotion countermeasure of domestic glass fibre materials and products during the period of 13th Five-Year,which is mainly develop research and development platform of high performance glass fiber materials,and which is mainly develop industry chain extension project of glass fiber products deep processing and which is mainly develop automobile lightweight glass fiber composite material．Finally,some suggestions are put forward for the application promotion of glass fiber and its products．

glass fibre materials；glass fibre products；development path；application promotion

TB321文獻識別碼：B

1003-8965(2017)03-0076-04