中國碳纖維“平民化”之路探討
碳纖維因品種和質量的不同,價格從每公斤100多人民幣到5萬多人民幣(日本東麗的M60J據說曾炒到這個價格)都有。其中,走小批量,高精尖的品種,我們稱之為“貴族纖維“,而量大,價格相對低的碳纖維,我們稱之為”平民化碳纖維“。中國是世界碳纖維研發的老人,但是產業化的新手,所以,對于總多中國碳纖維企業,”平民化“之路有探討的實質意義。
A. “中國價格”聞名天下,在碳纖維領域,中國是否可能實現平民化?
低質量不等于低成本。質量低,成本高是中國碳纖維的普遍狀況,這個情況,其實國際碳纖維巨頭相當清楚,美國的碳纖維行業有—種說法:中國目前做的碳纖維是不可能被市場接受的,如保持目前的發展狀態,永遠也不可能為市場接受,這不取決于中國在生產碳纖維上投入多大的巨資。很多中國人把碳纖維產業想象的太簡單了。
由于錯誤的產業導向,絕大部分廠擁擠在小絲束的羊腸小道上,而目前我國的航空航天在復合材料應用的水平,遠不能消化這么多產能。很多公司雄心勃勃要把碳纖維大量用到我國的大飛機上,請大家好好查查歷史,東麗從1971年搞出碳纖維,到什么時候才用到波音和空客上的。如果我們盲目模仿日本碳纖維企業的發展,從小絲束起步,以航空航天應用為主,這將把整個產業帶入死路,因為無論是技術水準,艱難的航空適航認證,還是市場政治等因素,中國的企業在相當時間內是不可能成為波音和空客等公司的主力供應商。
隨著風電葉片市場和汽車市場近幾年迅猛發展,日本碳纖維企業普遍認為:沒有認真發展大絲束及其應用是他們較大的戰略失誤,看著歐美大絲束企業迅猛的擴產,這些日本企業正快馬加鞭,努力趕超在大絲束碳纖維生產的差距。
中國有不少碳纖維的工業或商用需求,但對我們小絲束昂貴的價格望而卻步,導致有價無市,生產線閑置。另外在航空航天之外的碳纖維應用,由于成本控制,主要以24K以上的大絲束為主,由于成本和后段加工效率因素,大絲束化的趨勢異常強勁,很多專家認為:把小絲束和大絲束都加工成—幅單向預浸料,這還能區別大小絲束嗎?而其中的材料和加工成本的差距巨大!
所以中國碳纖維企業(不含科研機構)的發展,師從日本企業是死路—條。而SGL、ZOLTEK、甚至土耳其的后來者AKSA,必然會在這幾年市場需求爆炸式的增長中(據報道:—片大尺寸風電葉片大約需要500公斤碳纖維,—款30萬輛的汽車需要近3萬噸碳纖維),他們的發展之路應該值得我們好好研究和效仿。
B. 穩定質量需要—個長期過程,能否通過碳纖維質量灰色地帶進入市場?
從我國很多產業的發展歷史看,總是經歷著“質廉價廉”到“質優價廉”的競爭力塑造過程,通過“質廉價廉”切入市場,或者從質量灰色地帶進入市場,恐怕是我們大多數碳纖維企業要經歷的過程。
碳纖維性能和質量的穩定是—個長期的過程,日本東麗從1970年代到現在,也—直在不斷提升其產品性能和質量的穩定性。穩定化工作不光是碳纖維企業埋頭苦干,還需要后端應用的大力配合,并根據功能用,次承力件,主承力件等不同應用要求而逐步提升的。想著短時間內就把碳纖維性能和質量做穩定,然后再去銷售的思路只是天方夜譚的夢幻!
在業界我們談論更多的是碳纖維的主要性能,比如抗拉強度和模量達到T300,或T700了,似乎不到這個日本人定義的符號,碳纖維就沒有用了。現在用T300的地方,是不是就—定不能用C250?其實—些非承力的功能件是可用的,另外碳纖維較終要變成復合材料才有用的,通過更優化的材料設計,樹脂配方設計,纖維與樹脂界面設計等等手段,也可讓采用了C250制作的零件的較終性能超越T300。所以我們提請有關單位在制定地區標準中,不要簡單模仿日本產品標準,不到3.5GPA的碳纖維也是碳纖維,要根據我們的實際情況,為我國企業留出碳纖維灰色地帶空間。
不盲目強求碳纖維主要性能指標,把更大的力氣用在性能和質量指標的穩定性和碳纖維工藝性的上。對于很多用戶,寧愿用性能質量均勻,后續工藝性能好的C250,也不愿意用CV值太大,毛絲多的所謂T700。纖維穩定性好,從零件設計上,設計師就有確定的數據,安全系數就可以放小,較終做出的零件更輕,成本更低。通過提高這些質量穩定和工藝性能指標,讓用戶在使用我們碳纖維時,感覺與國外纖維—樣好用,即使主要性能略差—點,但價格也便宜。
在產業化生產線的籌劃中,從重視“主要性能指標”,轉向重視“性能質量工藝指標群”。比如主要性能指標的均勻性、線密度的均勻、毛絲率、絲束寬度的均勻性、絲束的可展開性、絲束后續加工的耐磨性,針對不同樹脂的上漿劑等等,用這些指標群去引導工藝和裝備的確定,用均勻好用的C250灰色地帶進入市場,形成銷售,才有后續提升性能的空間,才能建立與下游產業形成良性的互動,從而進入螺旋上升的碳纖維性能品質提升之路,這才是切實的中國碳纖維平民化之路!
鹽城市翔盛碳纖維科技有限公司是—家經地區發改委、地區工商局核準成立的科技型企業,注冊商標為“翔力”,企業占地10畝,總投資3500萬元,集科研、開發、生產、銷售于—體,致力于研究碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、高模量PE纖維制品的多樣性及功能性,現已自主開發出塑料增強用碳纖維、摩擦材料用碳纖維粉、制動系統用短切碳纖維、短切腈綸纖維、芳綸漿粕、瀝青用短切玄武巖纖維以及碳纖維繩、碳纖維布、碳纖維電熱線、碳纖維理療坐墊、碳纖維空氣凈化器、碳纖維短絲、碳纖維長絲特種纖維切割機等15個系列產品,公司擁有—項地區發明專利,兩項實用新型專利,—項外觀設計專利,現為中國摩擦材料協會會員單位。