近日,上海榕融新材料投资38亿元建设的耐高温氧化铝连续纤维实现量产,目前产能已经就达到 700 吨,未来将达到年产10000吨,成为国内首家实现该类产品连续化生产并达到较高产能的企业,填补国内行业空白。
1、氧化铝连续纤维有何用途
氧化铝连续纤维是国际公认的耐高温热端构件新一代主力材料,具备熔点高、热导率低、绝缘性好、抗化学侵蚀能力强等特性。该材料在制备耐烧蚀隔热复合材料方面拥有优势,适用于航空、航天、船舶、热电、石油化工、半导体、汽车以及高温炉膛等高端领域。氧化铝连续纤维此前在中国未能实现稳定量产。
应用方面,氧化铝纤维覆盖航空、航天、船舶、热电、石油化工、半导体、汽车以及高温炉膛等多个高端领域,主要以增强复合材料、高温隔热材料、催化过滤材料、生物医学材料等形态出现,比如加热炉、窑炉衬里及电子元件煅烧炉等。
制备方法方面,主要有卜内门法、熔融抽丝法、浸渍法、预聚合法、淤浆法、溶胶-凝胶法、静电纺丝法等。
其中卜内门法主要由英国ICI发明,制得的产品多为短纤维,强度一般;熔融抽丝法由美国TYCO开发,可制得形状较为复杂的连续纤维,但产品性能不易控制,纤维质量较差;溶胶凝胶法与静电纺丝工艺相结合是目前能够制得最符合市场需求的方法,不过距离大规模生产还具有较大挑战。
氧化铝纤维主要成分为氧化铝(Al2O3),辅助成分有SiO2、B2O3、MgO等。氧化铝纤维作为高性能无机纤维中的一种,又分为氧化铝短纤维、氧化铝晶须以及氧化铝连续纤维,可广泛用作高温耐火材料、复合材料的结构增强材料。
其中,氧化铝短纤维可用于高端窑炉内衬、汽车三元催化器的衬垫中;氧化铝连续纤维在新能源、复合材料等领域展现出独特的应用价值,使用其制备的增强聚合物复合材料具有透波性好、质量轻的特点,有望在电路板、电子器械、雷达罩和电池等工具或器件中得以应用。
据已经实现氧化铝纤维产业化的莫纶(珠海)控股集团有限公司的创始人马小民介绍,氧化铝纤维材料的需求端包括军工和民品。军品端是一个较小的市场,占整体市场空间的10%以下,更多的市场在于民品端,将达千亿级市场规模。
目前全球氧化铝纤维市场主要由国外企业垄断,尤其是美国企业占据主导地位,如美国DuPont公司、美国3M公司等,另外日本三菱公司、英国ICI公司等也占据一定的市场份额。
3、目前我国有多家企业实现了产业化突破
氧化铝纤维与氧化锆纤维、碳化硅纤维、碳纤维等无机纤维皆是国家重点发展的军备材料,属国家重点需求材料。欧美发达国家将其作为战略储备材料,对我国进行技术封锁,部分产品禁售,非禁产品进行高价、限量销售。
我国早年因为人力和物力投入较少、相关技术发展滞后等原因,氧化铝连续纤维的研发及生产技术水平与国际先进水平的差距较大。我国在耐高温新材料领域起步较晚,几乎从2000年之后才开始进行连续纤维的研发,而部分发达国家在20世纪70年代已经实现量产。
据了解,国内最早中试成功的是浙江欧诗漫晶体纤维有限公司,并建成了国内第一套氧化铝纤维连续生产装置;2015年鲁阳节能实现了氧化铝纤维针刺毯的量产。之后,山东东珩国纤新材料、莫纶集团、上海榕融新材料等企业也实现了产业化突破。
此前,因为技术被“卡脖子”,一款该原材料,进口要经过加拿大转运,售价每公斤2万元左右。该厂投产后,完全国产化,售价仅需几千元。