碳纤维复合材料研究报告

碳纤维复合材料研究报告简版2014年Copyright©2014SEIRCo.,Ltd.AllRightsReserved在线散热材料发展趋势目录1.碳纤维概况2.碳纤维产业链3.市场需求分析4.生产格局及产能5.应用领域散热材料发展趋势1.碳纤维概况碳纤维简介比强度高、比模量高质轻、耐腐蚀、耐疲劳热膨胀系数小、摩擦系数低、耐高低温•长丝•布料•预浸料坯碳纤维（carbonfiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。可分为PAN基，沥青基，粘胶基碳纤维，PAN基是当今世界碳纤维发展的主流，占碳纤维市场的90%以上。性能特点1碳纤维主要产品形式3碳纤维的主要性能指标4•短切纤维碳纤维抗拉强度（MPa）抗拉模量（Gpa）密度（g/cm）断后延伸率（%）PAN基35002301.76-1.940.6-1.2沥青基16003791.71.0粘胶基2100-2800414-55220.7分类2宇航级（小丝束）工业级（大丝束）碳纤维碳纤维制备工艺流程碳纤维上浆碳化氧化聚丙烯腈纤维CFRP制备工艺流程碳纤维+树脂碳纤维增强塑料碳纤维增强碳原材料（碳纤维与树脂）分层纤维缠绕加压与硫化碳化密化二次焙烧石墨化加工2.碳纤维产业链聚丙烯晴（PAN）碳纤维•碳纤维编织布•碳纤维预浸布•碳纤维短纤•碳纤维部件•原丝用于预浸或增强碳纤维碳纤维制品碳纤维复合材料部件树脂离型纸碳纤维树脂真空袋工业产品碳纤维复合材料部件•航空航天•汽车•电子产品•运动器材碳纤维制造链碳纤维价值链原材料PAN纤维PANTEXTILEPANPOLYOLEFINUGNIN溶液纺丝熔体纺丝等离子技术微波技术碳化先进表面处理复合测试应用汽车风力军工航空石油和天然气基础设施实验设计和样板测试高柔韧性热处理树脂设计结构设计预浸编织预成型成型缠绕固化3.市场需求分析全球碳纤维市场发展历程1970197519801985199019952000200520102015102030405060起步时期（1971-1983）成长时期扩张时期全面扩张时期千吨/年高尔夫球棒和钓鱼竿的开发波音757和767次承力结构的选用网球拍和高尔夫球棒的快速发展空客A320主承力结构的选用航空工业的全球性衰退B777主承力结构的选用工业应用进行中通讯卫星的扩充航空工业衰退空客A380主承力结构的选用波音787项目空客A350XWB汽车应用的扩大应用有限领域钓鱼竿飞机次承力结构扩大应用网球拍高尔夫球杆飞机主承力结构工业应用起步压力容器工业机器，船艇土木工程和建筑飞机和汽车应用重要的飞机项目风力发电汽车，海上油田2012年，全球碳纤维市场需求为47220吨4722014%22%16%15%5%12%03%0%5%10%15%20%25%2000025000300003500040000450005000020052006200720082009201020112012需求量增长率1.全球碳纤维市场需求（2005-2012）单位：吨2.Source:广发证券碳纤维经历起步、成长、扩张阶段，随着许多复合材料的研发成功，下游应用领域不断拓展，已经进入快速扩张时期，到2012年，全球碳纤维市场的需求量达47220吨。全球碳纤维市场需求预测（2013-2020）1.全球碳纤维市场需求预测（2013-2020）单位：吨2.Source:CompositesForecastsandConsultingLLC02000040000600008000010000012000020132014201520162017201820192020工业航天领域消费品预计到2020年，碳纤维的全球市场需求总量达10万吨以上。未来几年，超过碳纤维复合材料总量的一半消耗在工业领域。全球碳纤维市场需求预测（按原料形式）全球碳纤维市场需求（按原料形式）2013-2020Market20132014201520162017201820192020WovenFabric2422028840325903688038470436904763053640ThermosetUDPrepreg4595049300529505728061160662107100076470ThermosetFabricPrepreg4119049850569606140062780693907429078640ThermoplasticPrepreg90109460112801307014100188302383027340RawFiber2124024880270003044031760358703714040770MoldingCompounds2615030450348403896040630412904485044580total167760192780215620238030248900275280298740321440Source:CompositesForecastsandConsultingLLC国内碳纤维市场分析浆粨沥青聚丙烯腈黏胶纤维沥青纤维聚丙烯腈纤维黏胶基碳纤维1%沥青基碳纤维8%聚丙烯腈基碳纤维91%哈尔滨天顺化工20吨/年山西恒天纺织1210吨/年吉林奇峰化纤150吨/年中石油吉林石化500吨/年沈阳中恒1500吨/年威海拓展2500吨/年天华溢威3000吨/年中复神鹰3200吨/年安徽鑫丰30吨/年中简科技50吨/年吉研高科191吨/年大连兴科360吨/年江苏恒神1000吨/年中石油吉林石化20吨/年沈阳中恒500吨/年威海拓展1000吨/年天华溢威1200吨/年中复神鹰1220吨/年4.生产格局及产能分析全球碳纤维企业★日本★德国★中国★美国美国Hexel公司美国Zoltek公司美国Cytec公司美国Fortafil公司美国Aldila公司德国SGL公司中国台湾地区台塑集团公司日本东丽集团日本帝人集团日本东邦集团日本三菱化学日本旭化成2012年度几大龙头企业碳纤维及复合材料营收入•日本东丽：699.1亿日元•日本帝人：1111.67亿日元•Hexel：15.78亿美元•Zoltek：1.86亿美元SGL：2.77亿欧元方大炭素中钢吉炭金发科技三普药业大元股份博云新材国内上市公司Source:广发证券，新材料在线全球碳纤维重点企业产业布局全球碳纤维产业布局日本东丽集团大丝束碳纤维制造商（包含3家美国公司和德国SGL）日本东邦集团日本三菱集团中国台塑集团9%美国Hexcel公司6%3%7%美国Cytec公司其他制造商国际碳纤维市场为日、美企业所垄断，日本企业占全球碳纤维产能的55%，美国企业占18%的市场份额。source：《中国新材料产业》，新材料在线26%17%12%20%全球碳纤维重点企业产业布局东丽32%东邦23%三菱14%CYTEC12%台塑11%HEXCEL8%东丽东邦三菱CYTEC台塑HEXCEL66%24%5%4%1%ZOLTEKSGLFotafilAldila东丽全球小丝束碳纤维行业集中度全球大丝束碳纤维行业集中度1.PAN基碳纤维产品主要以日本为代表的小丝束碳纤维（1K-24K）和以美国为代表的大丝束碳纤维（48K-480K）两大类。2.全球小丝束碳纤维生产基本上被日本碳纤维生产厂家控制，主要是东丽，东邦和三菱三大企业3.全球大丝束碳纤维由美国Fortafil和美国Zoltek公司商品化。主要大丝束碳纤维厂家是美国Fortafil、Zoltek和Aldila三大公司，生产能力综合占世界总量的75%。Source：复材在线，上市公司年报全球碳纤维重点企业产业布局日美企业掌握核心技术日本东丽公司日本三菱公司日本东邦公司制造工艺干湿法纺丝湿法纺丝、干湿法纺丝湿法纺丝单体原料丙烯酸、丙烯酸甲酯；丙烯睛、衣康酸湿法：丙烯睛、丙烯酸胺和甲基丙烯酸。干湿法：丙烯酸、丙烯酸甲酯丙烯睛、丙烯酸甲酯溶剂种类DMSODMFZnCl2专利数32025060Source:广发证券全球主要碳纤维生产企业产能分析0100002000030000400005000060000700008000020042005200620072008200920102011东丽集团东邦集团三菱集团CYTECHEXCEL台塑主要碳纤维生产企业产能情况（小丝束）近年来，随着航空及风力发电、汽车领域等工业需求量扩大，各碳纤维生产厂商纷纷扩大其生产规模，而且非常具有针对性。单位：吨Source:《中国新材料产业》，新材料在线全球主要碳纤维生产企业产能分析0500010000150002000025000300003500020042005200620072008200920102011FotafilZOLTEKSGLALDILAToray主要碳纤维生产企业产能情况（大丝束）近年来，随着航空及风力发电、汽车领域等工业需求量扩大，各碳纤维生产厂商纷纷扩大其生产规模，而且非常具有针对性。单位：吨Source:《中国新材料产业》,新材料在线全球主要碳纤维生产企业产能预测（2013-2020）预计到2020年，全球主要碳纤维生产企业总产能将达16万吨以上Source:CompositesForecastsandConsultingLLC全球碳纤维产能预测（2013-2020）YearSmallTow(3k-24k)LargeTow(24k)TotalMetricTonnes201379,84544,640124,485201494,34546,200140,5452015101,64548,700150,3452016106,14550,700156,8452017109,14551,700160,8452018111,14552,700163,8452019113,14553,700166,8452020115,60053,700169,300全球碳纤维产能预测(按原丝类型）2013-2020Source:CompositesForecastsandConsultingLLC全球碳纤维市场容量和实际产能对比Year市场容量实际产能缺口2012（est）1117856707160%2016（est）15684510665568%2020（est）16930012189672%Source:CompositesForecastsandConsultingLLC散热材料发展趋势5.碳纤维应用国内碳纤维主要应用领域类别应用领域成熟市场航空、航天：飞机、卫星等。体育休闲用品：高尔夫球、渔具、网球拍、羽毛球拍、自行车、赛艇等。新兴市场碳纤维基增强工程塑料、压力容器、建筑补强、风力发电叶片、摩擦材料、深海油田的钻井平台待开发市场汽车零部件、医疗器械等Source:新材料在线国内碳纤维主要应用领域体育休闲航空航天18%工业领域2012年我国碳纤维应用比例体育休闲占比最高达80%左右，工业应用约为18%，航空航天仅2%左右。80%2%碳纤维在航空航天上的应用实例碳纤维在汽车上的应用实例全球碳纤维应用需求占比航空航天体育休闲1%1%3%3%5%6%7%7%9%10%12%16%20%一般工业从全球来看，碳纤维在一般工业应用需求占比达61%，航空航天约为22%，体育休闲仅17%。61%22%17%全球不同细分领域碳纤维需求占比Source：新材料在线整理国内碳纤维产业与国外的差距项目国内国际航空航天起步阶段成熟应用工业用研发、起步阶段技术解决，应用推广阶段风力发电叶片研发碳纤维在3MW以上叶片应用技术成熟，应用上升抽油杆小批量生产和应用电缆导线芯技术难题解决，个别企业能规模化生产体育休闲用量最大，产业化生产市场份额已经处于逐渐降低的态势高尔夫应用广泛钓鱼竿生产量和国际市场份额世界领先新材料在线®免责声明新材料在线®版权声明1.本文仅代表作者本人观点，新材料在线®对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。本报告内