玄武巖纖維是繼碳纖維、芳綸和聚乙烯纖維之后的第四大新型高性能纖維,玄武巖纖維除具有高技術(shù)、高強度、高模量特點外,還兼具耐高溫、抗氧化、抗輻射、絕熱隔音、過濾性好、抗壓縮強度和剪切強度高等優(yōu)異性能,被廣泛應(yīng)用于國防軍工、交通運輸、建筑施工、車船制造、石油化工、航空航天等領(lǐng)域。目前,玄武巖纖維的技術(shù)及規(guī)模尚處于初級發(fā)育階段,未來五年有望從發(fā)育期向高速成長期過渡。成都玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平方面已在國內(nèi)外處于領(lǐng)先水平。
成都玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢
(一)技術(shù)水平:生產(chǎn)和裝備技術(shù)實現(xiàn)領(lǐng)跑,競爭優(yōu)勢顯著
成都玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)取得顯著突破,成為全國玄武巖纖維技術(shù)的重要策源地,在生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平上均處于全國乃至全球領(lǐng)先地位。成都原始創(chuàng)新能力強勁,在技術(shù)壁壘較高的生產(chǎn)技術(shù)和裝備技術(shù)領(lǐng)域具明顯競爭優(yōu)勢。
(二)創(chuàng)新主體:企業(yè)和科研院所優(yōu)勢明顯,技術(shù)創(chuàng)新體系初步建立
成都市擁有玄武巖纖維生產(chǎn)和設(shè)備制造重點企業(yè)。另外,擁有中鐵第二勘探設(shè)計院、中鐵二十三局等應(yīng)用設(shè)計單位,四川大學(xué)、西南交通大學(xué)等高校均有研究團隊在玄武巖纖維及復(fù)合材料技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域有重要成就。
(三)應(yīng)用推廣:產(chǎn)品已成熟應(yīng)用于軍工領(lǐng)域,逐步向民用市場延伸
成都是玄武巖纖維原絲生產(chǎn)和裝備的核心,玄武巖纖維產(chǎn)品涵蓋不同規(guī)格玄武巖纖維及生產(chǎn)成套設(shè)備,同時也覆蓋了玄武巖纖維無捻粗紗、玄武巖纖維加捻紗、玄武巖纖維高溫濾袋、小型風(fēng)光互補系統(tǒng)等。玄武巖纖維產(chǎn)品已在成都地鐵、川陜路等工程中運用,表現(xiàn)出優(yōu)異的使用效果,市場認可度逐步提高。
(四)創(chuàng)新環(huán)境:成都積極推動玄武巖纖維發(fā)展,產(chǎn)業(yè)地位日益上升
建立了以龍頭企業(yè)為基礎(chǔ),高校院所、鐵道研究建設(shè)單位、工程研究施工單位共同參與的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)作。《四川省玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南(2016-2020年)》明確提出,重點支持四川玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)軍民融合研發(fā)制造中心、成都玄武巖纖維復(fù)合材料制造基地,加快發(fā)展成為成都新材料產(chǎn)業(yè)新增長極。
成都玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題
(一)技術(shù)水平:總體發(fā)展程度不高,尚處于技術(shù)創(chuàng)新早期階段
一是共性技術(shù)研發(fā)亟待加強,需在礦石原料篩選、原料均化與優(yōu)化改性、拉絲工藝、浸潤劑、耐火材料等方面加強研發(fā)。二是應(yīng)用技術(shù)研發(fā)不足。在應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域?qū)@麛?shù)量低于江蘇,存在大量基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)空白,在工程應(yīng)用、復(fù)合材料研發(fā)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)方面存在短板。三是玄武巖纖維生產(chǎn)設(shè)備自動化程度低,亟需加強設(shè)備自動化、控制系統(tǒng)等技術(shù)研發(fā)。
(二)創(chuàng)新主體:產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新不足,技術(shù)創(chuàng)新體系亟需完善
一是龍頭企業(yè)對其他中小企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)帶動不足。二是高校院所研發(fā)根基不深。成都玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期是直接由國外引進技術(shù),未經(jīng)過高校院所吸收消化,且玄武巖纖維現(xiàn)階段應(yīng)用技術(shù)和潛力尚未爆發(fā),高校院所主要研發(fā)仍集中在碳纖維等新材料領(lǐng)域。三是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同不足,產(chǎn)業(yè)價值鏈脫節(jié),沒有形成原絲生產(chǎn)、制品開發(fā)應(yīng)用的有機結(jié)合。
(三)應(yīng)用推廣:民用市場尚未充分打開,應(yīng)用推廣較難
一是產(chǎn)業(yè)鏈中游布、筋、紗、絮等中間產(chǎn)品制造商少,且制造設(shè)備價格高。二是玄武巖纖維生產(chǎn)能力不足,民用市場需要也難以滿足,且價格與玻纖相比也不具備競爭優(yōu)勢。三是應(yīng)用場景拓展慢,目前已在軌道交通、橋梁建筑等領(lǐng)域開展應(yīng)用技術(shù)研發(fā),但推廣較慢,亟需延伸應(yīng)用領(lǐng)域。
(四)創(chuàng)新環(huán)境:技術(shù)標準尚未建立,產(chǎn)業(yè)生態(tài)有待優(yōu)化
一是產(chǎn)業(yè)技術(shù)和應(yīng)用的推動力度不足,用戶對玄武巖纖維技術(shù)、產(chǎn)品性能等方面普遍存在認知誤區(qū),怕用、不敢用的情況還比較普遍,多數(shù)企業(yè)仍會優(yōu)先選擇價格較低的玻璃纖維和性能優(yōu)異的碳纖維等產(chǎn)品。二是玄武巖纖維產(chǎn)品標準體系建立滯后,部分產(chǎn)品價格略高于傳統(tǒng)產(chǎn)品,導(dǎo)致很難實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。
成都玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
(一)技術(shù)主攻方向:關(guān)鍵瓶頸技術(shù)、工程應(yīng)用技術(shù)、標準認證
一是著力攻克玄武巖纖維低成本制備的關(guān)鍵瓶頸技術(shù)。包括漏板技術(shù)、浸潤劑技術(shù)、原料均化技術(shù)、高品質(zhì)低成本生產(chǎn)的系統(tǒng)集成技術(shù),以及與制備工藝和設(shè)備相關(guān)的基礎(chǔ)研究。二是大力發(fā)展玄武巖纖維及其復(fù)合材料的工程應(yīng)用技術(shù)。三是積極推進玄武巖纖維及其復(fù)合材料標準規(guī)范和檢測認證的相關(guān)研究。
(二)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點方向:做強前端、壯大中端、拓展后端
一是重點支持前端核心產(chǎn)業(yè),從源頭上樹立絕對優(yōu)勢。在原絲生產(chǎn)方面,繼續(xù)攻關(guān)高性能連續(xù)玄武巖纖維(CBF)制備技術(shù)。在原絲制造設(shè)備和工藝方面,開展大窯池、多孔板、高速紡、自動落筒、大卷裝玄武巖纖維紡絲等核心技術(shù)與裝備研究。
二是大力培育中間支撐產(chǎn)業(yè),提升產(chǎn)業(yè)鏈本地配套能力。在生產(chǎn)設(shè)備核心部件方面,重點培育浸潤劑、漏板用耐火材料和熔爐智能化控制系統(tǒng)軟硬件等細分領(lǐng)域,壯大研發(fā)主體和市場主體隊伍。在纖維中間制品方面,重點發(fā)展玄武巖纖維復(fù)合筋、短切紗和織物等多種中間制品,形成方便進一步復(fù)合加工、滿足多元應(yīng)用需求的纖維制品,與下游潛在應(yīng)用企業(yè)的認知水平、技術(shù)能力和實際需求充分銜接。
三是著力拓展后端應(yīng)用領(lǐng)域,開發(fā)玄武巖纖維下游應(yīng)用藍海。在軍用復(fù)合材料方面,下一步可向高附加值的航空航天領(lǐng)域拓展。在民用復(fù)合材料方面,一方面鼓勵開發(fā)水泥基復(fù)合材料、建筑防火材料、耐高溫/耐腐蝕復(fù)合材料、功能服裝材料等產(chǎn)品;另一方面積極探索玄武巖纖維在汽車、體育休閑、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的應(yīng)用。
(三)創(chuàng)新主體:壯大參與者隊伍,培育自主創(chuàng)新骨干力量
一是密切關(guān)注重點企業(yè)發(fā)展。支持企業(yè)開展技術(shù)合作、技術(shù)轉(zhuǎn)化、技術(shù)輸出和產(chǎn)業(yè)鏈整合,鼓勵企業(yè)加快攻關(guān)關(guān)鍵瓶頸技術(shù)、提升生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)制造及生產(chǎn)線建設(shè)能力、形成以核心技術(shù)鏈為支撐的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
二是引導(dǎo)高校院所積極參與技術(shù)攻關(guān)。鼓勵和引導(dǎo)四川大學(xué)、西南交通大學(xué)等優(yōu)勢科研力量積極參與基礎(chǔ)理論、瓶頸技術(shù)和前沿技術(shù)的研究。支持成都市新材料產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)揮平臺作用,組織實施產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新項目,引導(dǎo)高校院所深入?yún)⑴c應(yīng)用創(chuàng)新研究。
三是鼓勵更多企業(yè)參與技術(shù)創(chuàng)新。鼓勵纖維材料、耐火材料、裝備制造、工業(yè)軟件等領(lǐng)域的優(yōu)秀企業(yè)開展玄武巖纖維中間制品和制造設(shè)備相關(guān)研究,形成支撐全產(chǎn)業(yè)鏈良性發(fā)展的強大枝干。
(四)創(chuàng)新環(huán)境:完善頂層設(shè)計,增強創(chuàng)新要素供給能力
一是完善產(chǎn)業(yè)扶持政策。利用省市新興產(chǎn)業(yè)專項、科技專項、技術(shù)改造專項等各項資金,對以企業(yè)為主體、以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的玄武巖纖維自主創(chuàng)新科研課題給予優(yōu)先立項,對關(guān)鍵技術(shù)、裝備創(chuàng)新等科研成果進行補貼或獎勵。另外,積極爭取上位層面支持,提高成都在玄武巖纖維行業(yè)的話語權(quán)。
二是加強標準體系建設(shè)。探索建立行業(yè)標準組織,推動玄武巖纖維原料品質(zhì)、生產(chǎn)工藝、應(yīng)用技術(shù)、檢測方法等方面標準規(guī)范的制定,加強材料標準與下游行業(yè)設(shè)計規(guī)范及應(yīng)用手冊的銜接配套,使玄武巖纖維從生產(chǎn)到入市、從監(jiān)管到應(yīng)用都有標準依據(jù)。
三是營造技術(shù)創(chuàng)新氛圍。支持舉辦玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)和技術(shù)高峰會議,吸引優(yōu)質(zhì)資源向成都聚集,在相互交流學(xué)習(xí)中及時把握行業(yè)發(fā)展新動態(tài),明確成都在全國玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的定位,迸發(fā)更多技術(shù)創(chuàng)新靈感。同時通過輿論宣傳和典型示范,加大玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成果的宣傳力度,營造良好玄武巖纖維技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境。