矿用安全材料安全性要求分析

矿用安全材料安全性要求分析

矿用安全材料安全性要求矿用安全材料主要应用场景为矿井下，通风环境相对露天环境较差，且常与可燃物相接触，并暴露在后续作业环境中，其安全性直接关系到煤矿安全生产工作和职工安全：一方面，矿用安全材料在施工过程中不可迅速产生大量热量，不可迅速产生大量气体，另一方面，矿用安全材料不应本身具有较大毒性或可分解出有毒物质威胁。传统结构材料对放热、气体生成以及剧毒物析出等方面的要求低于矿用安全材料。中国复合材料行业技术水平及特点经过数十年发展，我国玻璃纤维复合材料制品相关生产技术原理已经较成熟，相关技术原理已被行业内大部分企业所掌握。目前常用的生产工艺包括手糊工艺、缠绕工艺、压制工艺、液体模塑工艺等，不同的生产工艺应用场景不尽相同。目前，我国玻璃纤维复合材料制品生产领域相关的创新方向主要体现在根据下游客户的应用需求持续进行产品研发设计方案创新，模具结构设计的不断改善以及生产工艺流程的持续改良等。大兆瓦机组需适配更大规格的零部件，如齿轮箱、叶片、塔筒、机舱罩、导流罩等，并且大型化需要兼顾减重需求。这对供应商的制造能力提出更高的要求，生产更大规格的部件则需要更大的厂房、更大的配套生产设备以及更强的研发设计团队，诸多因素提高了供应商的整体准入门槛。一方面，2021年以来的风电平价上网压力倒逼整个风电行业在2021年加速降本提效，倒逼行业加快大兆瓦机型的推广进度，机型迭代频率提高。高频的机型迭代，要求整机上游配套厂商有更强的配套迭代研发能力。另一方面，产业链降本加速背景下，主动降本能力强的配套厂商竞争优势凸显。除根据主机厂的要求被动降本外，上游配套厂商可以在满足下游需求的基础上，通过多种途径主动降本，比如不断优化零部件结构设计，优化原材料结构配比，使用新的原材料，优化生产工艺，扩大生产规模以提高规模效应等。经营规模大、研发实力强的配套厂商主动降本能力和竞争优势更强。风力发电机通常被安装于风电塔筒顶部，所处环境风力大、湿度高、紫外线强、海拔高。为保证风力发电机组在复杂的外部环境下长期、稳定、高效运行，需要不断提升风电机组罩体的防水、防沙、散热、耐腐蚀等保护性能，进而提高风电机组的使用寿命。复合材料行业发展现状由于复合材料行业具有技术密集性高、研发投入高、产品附加值高、应用范围广等特点，已成为衡量一个国家国力与科技发展水平的重要指标。近年来全球复合材料市场规模持续增长，2021年全球复合材料市场规模约为775．5亿美元，同比增长4．8%，预计2022年将达到833．6亿美元。下游应用带动行业发展，复合材料以优异的耐腐蚀性、高强度与抗冲击性，在航空航天、建筑、防腐、管道、水处理等领域得到了广泛应用，市场规模不断扩张，从2017年的1576．07亿元增长至2031．74亿元，期间年均复合增长率为6．55%。中国复合材料行业市场规模中国复合材料行业是一个蓬勃发展的行业，其市场规模以迅猛的速度在增长。根据市场调研在线网发布的2023-2029年中国复合材料行业市场需求分析及投资战略咨询报告分析，2017年，中国复合材料行业总产值达到1．45万亿元，同比增长9．4%，而2018年该行业总产值则超过1．6万亿元，同比增长了10．8%。随着全球复合材料市场的不断发展，中国复合材料行业也受益良多。由于复合材料具有轻量化、高强度、良好的耐腐蚀性、低质量、低成本等优势，它的使用范围越来越广泛，用于航空航天、船舶、汽车、桥梁、建筑、能源、家用电器等领域。此外，中国政府支持开发创新型复合材料，相关政策也推动了复合材料行业的发展。预计未来几年，中国复合材料行业将继续保持高速增长。根据市场研究公司Technavio的报告，中国复合材料行业的市场规模在2019-2023年期间将稳步增长，预计到2023年，中国复合材料行业的市场规模将超过2．5万亿元。随着新材料的研发和应用，中国复合材料行业的未来市场发展也将是多元化和精细化。由于复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀性、低成本等优势，它的应用领域将进一步扩大，比如用于智能手机、智能家居、医疗器械、汽车制造等领域。此外，中国将继续支持复合材料行业的发展，为复合材料行业提供更多的支持政策。据预测，未来几年，中国复合材料行业将保持良好的发展态势。中国复合材料行业的市场规模将持续增长，应用领域也将进一步扩大，政府也将继续支持复合材料行业的发展，为行业提供更多的支持政策。因此，未来几年，中国复合材料行业的市场规模和未来发展前景都将非常乐观。中国复合材料行业区域集中度根据中国企业数据库企查猫，目前中国复合材料企业超过3000家，主要分布在珠三角和环渤海等地，特别以广东和山东为代表。截至2022年7月，广东共有相关复合材料企业数619家，占比13．9%，山东省则有667家，占比12．7%，江苏企业数量占比为8．1%。复合材料行业市场发展态势分析复合材料（composite;compositematerial）由两种或两种以上物理、化学性能不同的材料，通过物理或化学的方法复合而成，其中的组分相互协同作用，但彼此独立，各自保持其固有的物理、化学和机械等特性，且其间存在界面的多相固体材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。我国复合材料行业产业链上游为基质材料和增强剂材料，中游按照集体材料不同分为树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、水泥基复合材料和碳基复合材料，下游领域包括航天领域、汽车领域、建筑领域、风电领域等。复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。目前，我国较为主流的复合材料有碳纤维复合材料，主要应用与风电叶片，在碳中和的政策指引下，预计该类复合材料的需求将持续增加;其次玻璃纤维复合材料作为装配式建筑的一部分也有较高的需求;芳纶纤维复合材料的应用范围稍少于前两种材料，多数用于航空航天领域。目前，全球复合材料第一大技术来源国为中国，中国复合材料专利申请量占全球复合材料专利总申请量的78%;其次是日本，日本复合材料专利申请量占全球复合材料专利总申请量的12%。美国和韩国虽然排名第三和第四，但是与排名第一的中国专利申请量差距较大。复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般定义的复合材料需满足以下条件:（i）复合材料必须是人造的，是人们根据需要设计制造的材料;（ii）复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分，以所设计的形式、比例、分布组合而成，各组分之间有明显的界面存在;（iii）它具有结构可设计性，可进行复合结构设计;（iv）复合材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。复合材料的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、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属。现代高科技的发展离不开复合材料，复合材料对现代科学技术的发展，有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模，已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。进入21世纪以来，全球复合材料市场快速增长，亚洲市场增长较快，尤其中国是复合材料增长最快、最大的生产和消费国，风能、大型飞机、汽车工业、建筑业、造船、环保等成为市场的主导力量。中国的大市场吸引了国外一些知名复合材料企业入住，例如Hexcel、Gruit、Vestas、RTP、Alcan、Menzolite、空客、Samtechap、Huntsman等，纷纷在中国建厂或扩产，均取得良好的效益，Vestas宣称已接下100套风电叶片订单。从全球来看，复合材料在交通运输领域需求较大，以及工业设备领域，分别占据24%和26%的需求量;而国内的复合材料目前主要集中于建筑与结构领域，作为主力的交通运输及工业设备领域发展空间巨大。随着国民经济的高速发展，经济结构的转变，新能源、环保、高端装备制造等其他新兴产业的加快发展，国内高性能纤维复合材料需求将日渐强劲。其中交通运输、工业设备发展推动高分子复合材料增长潜力很大，从子行业应用看，航天航空、汽车、风电等行业需求增长力度较强。根据2019年我国玻璃纤维复合材料的产量以及其产量占复合材料产量的比例，结合碳纤维的快速发展，按照目前我国复合材料产量增速来看，以10%的保守增速发展，预测到2025年，中国复合材料产量有望超过1116万吨。数据显示，2020年我国玻璃纤维及制品工业主营业务收入（不含玻纤增强复合材料制品部分）同比增长9．9%，利润总额同比增长56%，全年利润累计超过117亿元。随着下游行业复产复工和风电等细分市场需求快速增长，各类玻纤纱及制品产品自三季度起实现了多轮价格上调，部分玻纤纱产品价格达到或接近历史最好水平，行业整体利润水平提升明显。与玻璃纤维行业相比，复合材料制品行业目前正处于产业结构调整优化过程中，在政府环保等规范管理政策高压和骨干企业良好表现示范引导下，已经有越来越多的复合材料制品企业逐步转变发展思路，主动实施污染环保治理，加强管理，提升企业的专业化生产与服务水平。对此，行业要加强规范管理引导，确保转型发展持续推进。与此同时，全行业更要做好科学规划、统筹协调，并积极争取相关政策引导与扶持，努力做大做强复合材料制品深加工业。一方面要紧跟全球复合材料行业发展趋势，学习借鉴国际国内先进经验与案例，做好热塑性复合材料生产装备、复合材料自动化智能化辅助设计与生产装备、复合材料废弃物处理与回收装备的引进、研发与推广应用，不断提升复合材料制品企业的技术装备水平和应用研究能力，培育一批规模化、专业化、差异化的复合材料制品深加工生产基地。现阶段，中国玻璃钢、复合材料行业面临一个新的大发展时期，如城市化进程中大规模的市政建设、新能源的利用和大规模开发、环境保护政策的出台、汽车工业的发展、大规模的铁路建设、大飞机项目等。在巨大的市场需求牵引下，复合材料产业的发展将有很广阔的发展空间。复合材料行业产业链复合材料行业产业链上游为增强体高性能纤维及基体；中游为碳纤/树脂复合、碳/碳复合、玻纤/树脂复合、芳纶/树脂等典型复合材料；下游应用领域广泛，包括航空航天、体育器材、建筑、汽车等行业。从下游端看，目前我国复合材料行业主要应用于航空航天复合材料和风力发电复合材料，2021年的应用占比分别为25．04%和15%。复合材料行业前景分析2022年3月10日，交通运输部、科学技术部发布《十四五交通领域科技创新规划》，其中交通运输装备关键核心技术攻坚工程明确：聚焦载运工具、工程装备、生产作业装备、应急保障装备等交通装备的瓶颈问题，攻克高性能轴承、齿轮、高性能传感器、数控系统、伺服电机等关键核心零部件、专业工程软件系统及高性能合金和复合材料技术。目前，国内上游纤维制造集中度强，中游复合材料产能分散。上游纤维产能集中在中低端产品，高端产品依赖进口。玻璃纤维方面，中国巨石、泰山玻纤、重庆国际和中材科技占据绝大部分国内产能;碳纤维方面，国内产能集中在中复神鹰、中简科技、江苏恒神、光威复材等企业;芳纶纤维方面，国内产能集中在泰和新材、仪征化纤、中蓝晨光等公司。树脂行业的主要供应商有宏昌电子和上纬新材等。材料性能是决定飞机性能的最重要因素。现代大飞机原材料的选取是安全性、经济性、技术水平综合评估的结果。复合材料在大型民用飞机主承力结构上的应用比例，已成为衡量民机技术先进性和市场竞争力的重要标志。近些年，随着国内轨道交通行业的快速发展，轨道车辆轻量化的要求越来越高，碳纤维复合材料等先进复合材料在轨道车辆上的应用成为轨道交通行业下一步的重点研发方向。随着技术发展，传统的金属材料正在被先进复合材料所代替，复合材料用量已成为新一代民机先进性的重要标志。结合当今国际主流民用大飞机机型对复合材料使用的案例（如空中客车的A350复合材料使用比例超过50%，而C919这一比例只有12%;而飞机发动机等核心部件也在持续加大复合材料替代金属的研发和应用），预计中国国产飞机的复合材料使用比例有较大提升空间，未来发展前景良好。从全球来看，复合材料在交通运输领域需求较大，以及工业设备领域，分