行业管理连续玻璃纤维工业的现状与前景(一)张耀明 高建枢(中国工程院院士) (教授级高工)连续玻璃纤维工业奠基于上个世纪的30年代末,经过65年的发展,已形成一门独立的工业体系,目前连续玻璃纤维产品有数千个品种与规格,在国民经济各部门获得5万多种用途,成为现代工业材料家族中重要的一员。
1 世界玻纤工业近况按照法国圣戈班集团的统计,2000年及2001年全球玻璃纤维总产量均为250万吨(美国PPG的统计显示2000年全球连续玻纤产量为240万吨,两者稍有差异)。
按地区划分,这两年玻纤在各地区的产量是不一样的。
按照圣戈班的资料,2000年全球250万吨的产量按地区分布如下:北美洲(美国、加拿大):47%,117 5万吨欧洲:28%,70万吨亚洲:23%,57 5万吨南美等:2%,5万吨但是2001年,按地区统计的产量为:北美洲(美国、加拿大):41%,102 5万吨欧洲:30%,75万吨亚洲:26%,65万吨南美等:3%,7 5万吨从以上两组数字看,北美,主要是美国2001年玻纤工业不景气,与2000年相比降低15万吨,但是亚洲、欧洲均有增长,特别是亚洲的增长势头很大,这其中主要是中国对亚洲地区玻纤成长率增长的贡献。
近年来,受电子工业特别是IT行业不景气的影响,再加上美国9 11事件后对全球经济的冲击,玻纤工业在某些地区,如美国受到较大影响。
美国OC公司最近关掉了设在英国雷克萨姆的一家玻纤工厂,PPG也停掉了数座玻纤窑炉。
世界最大玻纤细纱生产厂商AGY已处于破产保护状态。
据称目前美国玻纤工业生产能力的利用率仅达70%。
此外玻纤市场近期价格下跌较大,电子工业用的细纱、短切毡、各种无捻粗纱等大宗产品价格均有大幅下降。
但纵观玻纤工业发展的历史可以看出,全世界的玻纤工业始终是波浪式起伏发展的。
从1987年到1989年曾出现全球性的玻纤供应短缺,导致玻纤产量上升,1989年全球玻纤产量达到创纪录的182万吨。
然后随着西方国家的经济衰退,1990年和1991年连续两年全球玻纤产量下降,1991年达到谷底。
1992年随着全球经济的好转,玻纤工业开始恢复,到1993年即恢复到1989年的产量水平,1994年开始大幅度上升,全球再次感受到玻纤工业短缺,这种趋势一直延续到1996年,这一年玻纤全球产量达到230万吨。
从1997年起玻纤工业产量上升的势头停止,1997年到1999年全球玻纤工业发展缓慢,但从2000年起又再度出现回升之势,后因受IT行业不景气及美国9 11事件的影响,发展趋缓甚至有所下降。
但从最近法国JEC复合材35料工业展览会上传出的信息,玻纤产品的两大用户即电子工业及复合材料工业又开始获得较强劲的发展动力,法国博舍公司设在中国上海的7628电子布工厂又开始获利。
据最新的预测,今后一段时间内全球玻纤年增长率将维持在5%左右。
美国从2002年到2007年的年增长率为2 5%,预计到2007年美国的玻纤产量将达到127万吨/年,其中用于增强热固性塑料和热塑性塑料的增强纤维将达到54 5万吨/年,而屋面防水材料、玻纤纺织材料、纸制品、增强橡胶制品所用的玻纤将达59万吨。
而亚洲地区的增长率将远高于美国的增长率,达到7%,这也超过了欧洲的4%的年增长率。
目前,世界上三大玻纤公司是美国的OC公司,法国圣戈班集团的维托泰斯公司及美国的PPG公司。
按照玻纤生产能力,美国OC公司达到65万吨/年的规模,玻纤年销售额为10亿美元,它在全球各地共有20家玻纤工厂(包括合资企业)。
目前它由于石棉对人伤害所造成的索赔问题处于破产重组阶段。
法国圣戈班集团的维托泰克斯公司具有玻纤年生产能力59万吨,人均产值达15 5万欧元/年,圣戈班集团另有庞大的玻纤纺织公司,两者的年销售额达14亿欧元,超过美国OC公司,因此就玻纤及玻纤工业织物的总销售额而言,法国圣戈班集团已超过美国OC公司而居世界第一。
该公司近年来在全球实施了一系列兼并扩张活动,在我国收购了杭州玻璃集团下属的年产0 75万吨的池窑工厂并于最近投产了一条年产3万吨玻纤增强材料的池窑生产线。
美国PPG公司是世界第三大玻纤生产厂商,包括其合资企业在内其玻纤年产能力在40万吨左右,它与台湾的台塑集团各投资50%在江苏昆山建起一座以玻纤细纱为主年产3万吨玻纤的池窑,已于近日点火投产。
需要指出的是,近年来在国际玻璃纤维工业中,我国的玻纤工业异军突起,2002年底我国玻纤总产量已达36万吨,其中池窑拉丝的产量达15万吨之多。
就国家而言,我国玻纤年产量(包括无碱、中碱玻璃纤维)已超过日本而居于世界第二位。
截止到目前为止,我国大陆已拥有无碱玻纤拉丝池窑22座,总生产能力为32 45万吨,预计在2003年年底之前还将有2座无碱池窑点火投产,又将增加生产能力约2 5万吨。
此外,在筹建中的窑炉有5座,总生产能力为14 1万吨。
很快我国池窑拉丝的总规模将达到50万吨。
另外我国台湾地区近年来玻纤工业发展也甚为迅速,截止到2002年底总的生产能力已达21 70万吨,实际产量达16 68万吨。
2 玻纤工业发展面临的市场机遇以下从11个方面介绍玻璃纤维工业发展面临的市场机遇,这些机遇不仅在发达国家存在,对我国也有极为现实的意义。
1)电子工业。
近年来电子工业特别是个人电脑、移动通讯等迅速发展导致对覆铜板以及电子级玻璃布的巨大需求。
尤其是世界电子工业的重心移到亚洲地区,促使这一地区的玻纤细纱及玻纤纺织高速发展。
据预测, 十五 期间我国的覆铜板年产量约达5000万米2,相应地对7628布的需求约达3 75亿平方米,这就意味着每年需要7万多吨的玻璃纤维细纱。
今年以来由于全球IT行业的衰退,而我国的覆铜板生产又在很大程度上依赖于国际市场,因此上述目标看来难以实现。
但即使只能实现一半,对玻纤工业也意味着每年3~4万吨的需求量。
正是由于看到这一机遇,台资及外资企业纷纷在大陆投资设厂,已建和在建的四个项目的总生产能力已近8万吨,从近期来看,在细纱方面国内玻纤企业的发展空间已较小。
2)陆上交通工具。
随着汽车及城市轻轨交通工具的发展,对各种复合材料的需求增长迅速。
以西欧为例,西欧每年使用20万吨的玻纤增强热塑料在各种类型的汽车上。
此外还应用36了大量的玻纤增强热固性塑料。
汽车用蓄电池托架、保险杠、前后车灯、汽车发动机罩下的各种部件如进气岐管都已用玻纤复合材料制成。
最近无硼无氟无碱玻纤还用在汽车消音器上。
轻轨车辆中的门、窗、座椅乃至车体板、车头均可以用玻璃钢制成。
我国近年来汽车工业、城市轻轨及铁路交通发展迅速,这给各种玻纤增强塑料的应用开辟了广阔的前景。
可以预言陆上交通工具在我国亦将成为玻纤的一大市场。
3)基础设施市场。
美国、欧洲面临的是基础设施的翻新与重建,而在我国则是大规模的新建。
高速公路、桥梁、码头等永久性的建筑需要使用大量的复合材料,各种玻纤织物包括土工织物(土工格栅、土工布等),玻璃纤维代钢筋材料等都有着发展机遇。
特别值得一提的是玻璃纤维代钢筋材料,用在沿海地区钢筋混凝土建筑中,可以抵抗海水及含盐潮湿空气的侵蚀,据统计在欧洲占4%的混凝土与海水接触,欧洲每年混凝土用钢筋1100万吨。
如果4%的钢筋被玻纤取代,考虑到玻纤的比重为钢的1/4,每年就要玻璃钢代钢筋材料11万吨或者说5万吨以上的玻璃纤维,这是一个巨大的潜在市场。
玻璃纤维代钢筋材料在我国目前还是空白。
4)风力发电。
风力是清洁、可以再生的能源,目前德国的风力发电居世界第一,达611万千瓦,美国居第二,为255万千瓦,中国位居第九,约34 5万千瓦,只相当于居第五位的印度的1/3。
2001年全球风力发电总安装功率为500万千瓦,要消耗5 5万吨的材料,主要是玻璃钢材料。
按照我国的规划到2005年新增风力发电量为100万千瓦,约需要1万多吨的玻璃纤维增强塑料。
而目前我国风力发电用的玻璃钢叶片几乎全部进口,风力叶片用的增强材料为多轴向的玻璃纤维缝编毡。
目前风力发电机组通用的是每台600千瓦,玻璃钢叶片长20~24米,目前世界上最大的风力发电机叶片制造商丹麦的LM公司已在中国设厂生产玻璃钢叶片。
5)建筑市场。
玻璃纤维在建筑上有一系列的用途。
目前有两项应用值得注意,一是外墙用玻纤网格布;二是玻璃钢窗框。
随着国内建筑外墙保温的逐渐普及,玻纤网格布用量也日趋增大,它用在保温材料外面的灰浆之中可以防止灰浆层的开裂。
至于玻璃钢窗框,由于它具有强度高、耐老化、阻燃性好、隔音隔热性能远超过铝合金窗框和塑钢窗框及使用寿命长等特点,被称为继木、钢、铝合金、塑钢窗框之后的第五代窗框材料已在我国得到应用。
由于它的抗风性强,它特别适用于高层建筑,预计这将成为玻璃纤维的一个潜在市场。
6)代石棉制品。
由于石棉公认的对健康的危害,许多国家已禁用石棉。
在我国石棉产品的禁用也已提到议事日程。
玻璃纤维可以在两个方面取代石棉。
一是各种机动车辆的制动装置,即刹车片衬里及离合器的面片,它们是短切纤维与酚醛树脂模压制品。
用玻纤树脂制成的刹车材料的寿命比石棉刹车片长1至2倍,故相对而言其价格较石棉刹车材料低,在机动车刹车材料方面,印度的SBL公司居领先地位,该公司仅玻纤摩擦材料的销售额在2000年即达1800万美元,该公司计划将所有机动车的石棉刹车材料取代下来,在玻纤刹车材料方面我国还相当落后,存在巨大的发展空间。
玻璃纤维代替石棉的第一个主要应用领域是耐高温织物。
玻璃纤维经蛭石分散液处理后可以经受较长时间高温火焰的灼烧。
涂复量为10%左右的无碱玻璃布在温度900 的酒精喷灯灼烧下,10分钟后仍未出现孔洞,而普通的无碱玻璃布10秒钟即被烧穿,因此这种涂复织物可以制成高温防护服及手套等用品,用在消防、钢铁等高温作业上。
此外,近年来由于发现硅酸铝纤维制品在长期高温作用下,由于晶相的转变会产生对人体有害的物质,因此一些生产硅酸铝纤维织物的公司已停用这种纤维,而改用以无碱玻纤制成的高硅氧纤维来代替,这也给无碱玻纤带来机遇。
7)光缆加强芯。
随着光通讯的发展,我国光37缆使用量亦日趋增加。
由于玻纤加强芯防磁、防雷,且轻质高强,因此正迅速取代钢质的加强芯,这种玻纤加强芯是用低tex数的无捻粗纱经拉挤成型。
目前我国这方面刚刚起步。
8)玻璃钢渔船。
我国有96万艘渔船。
98%为木船。
迄今为止玻璃钢渔船保有量只有460艘。
故发展空间极大。
玻璃钢渔船具有极为明显的优越性。
如政府能从政策上加大支持力度,玻璃钢渔船生产的起飞是指日可待的。
可以预期,玻璃钢渔船的发展将在很大程度上带动玻纤及树脂工业的发展。
9)玻纤屋面防水材料。
发达国家除日本外,玻纤屋面防水材料已十分普及,在美国玻纤防水材料所占比例更是高达80%。
我国玻纤防水材料的发展一直较为缓慢,但近年来随着城市建筑 平改坡 的逐渐推广,质轻高强防水性能好的玻纤沥青瓦开始得到青睐,预期将有较好的发展前景。