资料来源:复材网
2018年,《科技日报》将环氧树脂韧性不足列为制约国产碳纤维发展的关键难点,国内风电材料市场以欧林、瀚森等国外品牌为主。到了2023年,位于上海临港的道生天合材料科技(上海)股份有限公司凭借32%的全球风电环氧树脂市占率超越美国瀚森,其自主研发的聚氨酯材料打破德国汉高垄断。
道生天合碳纤维复合材料技术突破——从复合增韧到耐高温水解,实现国际领先性能标准
道生天合在碳纤维研发方面取得了多项关键技术突破。道生天合拥有的复合增韧技术,是基于对各类增韧技术在环氧树脂胺类体系以及环氧树脂酸酐类体系中的系统性研究。通过不同类型增韧技术的复配,不仅满足了不同的韧性、工艺、外观、强度和模量需求,还获得了协同增韧效果的组合。该技术下的产品1型断裂韧性达到2-2.9kj/m²,高于国际客户1kj/m²的标准要求;环氧灌封系列产品的冷热冲击抗开裂性能优异,尖端嵌件的抗开裂次数超过20次,高于行业10次的要求;环氧拉挤复合材料的产品抗疲劳性能良好,疲劳斜率11.84,高于行业8.5到10的平均水平。
耐高温水解环氧树脂方面,行业内一般拉挤树脂制品在高温120℃、高压25MPa水煮后会水解开裂,而道生天合利用该技术生产的系列拉挤成型的碳纤维抽油杆,在2000米泵深的油田井中,能在高温高湿环境下保持长期稳定作业,力学性能超过客户指标,通过120度、25MPa的7天耐水解测试,且较传统钢杆更轻更耐腐蚀。
碳纤维材料的多元突破——从风电到新能源车,再到航空航天与轨道交通的全面渗透
在风电叶片领域,道生天合的碳纤维材料得到了广泛应用。风电叶片是风力发电机组的核心部件,其性能直接影响风力发电的效率和稳定性。道生天合的风电叶片用环氧树脂和结构胶等产品,具有优异的力学性能、耐候性和粘接性能,能够满足风电叶片在复杂环境下的使用要求。道生天合的新型复合材料从2024年开始应用于国内风电叶片的碳纤维大梁上,目前仍然是除了陶氏、欧林以外的国内唯一主要量产厂商。
随着新能源汽车行业的快速发展,道生天合积极布局该领域,其碳纤维相关材料在新能源汽车中发挥着重要作用。在新能源汽车电池包制造中,道生天合的高导热高强度柔性环氧树脂技术、高导热高延伸率聚氨酯技术和高导热高延伸率有机硅技术等产品得到应用。这些技术能够满足电池包对材料的高导热、高强度、高延伸率等要求,有效提升电池包的能量密度和安全性。碳纤维材料在新能源汽车的结构件方面也有了越来越广泛的运用,以实现轻量化的要求。
除了风电和新能源汽车领域,道生天合的碳纤维材料还在航空航天、油气开采、轨道交通等领域有广泛应用前景。在航空航天领域,道生天合的航空级阻燃环氧树脂技术产品,满足航空级复合材料阻燃要求,工艺性良好,单组分体系,力学性能优异,抗疲劳性能良好,可用于制造飞机的结构部件;在油气开采领域,道生天合的碳纤维抽油杆等产品,凭借其高强度、耐腐蚀等特性,能够有效提高开采效率,降低生产成本;在轨道交通领域,道生天合的轨道交通级阻燃环氧树脂技术产品,满足高铁等轨道交通阻燃复合材料应用需求,工艺性良好,双组分体系,力学性能良好,可用于制造轨道交通车辆的内饰件、结构件等。
道生天合通过持续的技术创新和市场拓展,构建了完善的产业链布局,实现了从技术追随者到行业引领者的蜕变。未来,随着技术的不断进步和市场的持续拓展,道生天合有望在新材料领域取得更大的成就,为新材料产业高质量发展做出更大贡献。
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