国产碳纤维/聚醚醚酮特种热塑预浸料成套技术

本项目基于团队多年连续碳纤维热塑性预浸料制备及复合材料成型、聚芳醚酮（PAEK）树脂（含聚醚醚酮（PEEK））研发、半结晶型热塑性复合材料界面研究的技术积累和相关项目成果，通过自主设计搭建连续纤维热塑性复合材料生产线及相关关键成型模头和特殊工装的设计，掌握了连续碳纤维聚芳醚酮特种热塑性预浸料单向带、LFT 粒料和高纤维含量拉挤棒材的关键制备技术，打破国际技术封锁，拓展了聚芳醚酮材料的应用形式，在我国航天、军工等轻量化零部件替换上具有很好的应用前景。本项目预期在连续碳纤维特种热塑预浸料、LFT 长纤维粒料、拉挤型材及 1-2 个具体产品（航空航天、医疗）几个方面进行同步产业化落地，具有自主知识产权。项目落地后将进一步开发国际领先并具有自主知识产权的低成本高效连续热压技术，实现 3 分钟内单成型制造周期的织物层合板在线浸渍和长尺寸结构型材的连续化生产制造，建成从“树脂原材料→预浸料/LFT/棒材→成型工艺→复合材料制品→评价方法”的一整套技术体系，引领行业发展，助力连续纤维特种热塑性复合材料在我国快速、大规模的应用。

研发阶段：具备熔融法、干法粉末法和湿法粉末法技术，制备不小于 150mm幅宽的 CF/PEEK 单向带；利用撒粉法或淋膜法的双钢带热等静压技术制备不小于 300mm 幅宽的 CF/PEEK 织物预浸料；优化展纱与浸渍工艺设备和参数，制备超薄单向带（<0.15mm）。目前 CF/PEEK 单向带及织物预浸料已达到中试研发阶段。

市场分析: 得益于聚芳醚酮复合材料优异的耐化学腐蚀性、耐高温性和良好的机械性能，碳纤维/聚芳醚酮复合材料被广泛应用于航空航天飞行器及高端民用制造业等领域在军用飞机方面，其已成为航天航空领域最具实用价值的先进热塑性复合材料。碳纤维/聚芳醚酮预浸料及成型关键技术由欧美企业所掌控，并对我国进行技术封锁。本项目碳纤维/聚芳醚酮热塑预浸料成套技术成功实施，将打破外国禁运封锁。不仅实现了科技上的突破，更为我国国防科技的发展做出了巨大贡献，是极其具有战略开发意义。若能实现批量工业化生产，则会让我国特种工程塑料市场发生革命性转变。国内市场：虽已实现 PEEK 原料国产化，但高附加值的 PEEK 预浸料和成型件主要依赖进口。预浸料和关键成型技术和设备对我国实施禁运。据《2017-2022年 PEEK 行业投资环境及投资前景预测分析报告》显示 2017 年国内 PEEK 需求3502.4 吨 (复合材料需求 520 吨)，增长率 13.0%。2020 年 PEEK 市场需求量将达 870 亿元，投资时机成熟。本项目技术不但打破国外技术垄断和依赖，同时建立自己技术和品牌，提升中国在特种工程复合材料产品的国际竞争力，并具有广阔的市场前景。主要应用市场：航天科工和科技集团：航天运载及武器型号大量钣金支架、口盖，桁条，弹托，轴承以及特殊功能结构件，均可用 PEEK 复合材料替代目前铝合金结构件。国内压缩机阀片：30%连续碳纤 PEEK 制备，年需求量百吨级以上。新能源汽车轻量化：在汽车轴承，紧固件，电池盒等具有广阔市场。投资估算和经济效益分析： 1、单向带或 LFT 实验线 100-300 万元； 2、单向带或 LFT 中试线 500-1000 万元； 3、织物预浸料中试线 800-2000 万元； 4、其他相关成型设备投入约 600 万/套。经济效益分析：目前改产品适合两个方向取得收益： 1、连续纤维/PEEK 的 LFT、单向带、织物预浸料的原材料成本约 500 元/公斤，国际购买的价格为 4000 元/公斤，开发航天、军工、医疗相关产品，售价不低于 6000 元/公斤；目前 PEEK 国内市场容量约 800 吨/年；而连续纤维增强 PEEK的应用将在近几年得到迅速发展。 2、通过此项目的批产，可实现占领行业制高点，由此联合申请国家、省部级项目，目前该方向单个项目经费不低于 500 万元。