2016年8月31日,中國國際復合材料工業技術展覽會在上海世博展覽館隆重開幕。經過專業評委的權威評定,共有11項創新產品從36項參選產品中脫穎而出,第22屆中國國際復材展“創新產品獎”揭曉,并于上午11:00舉行了隆重的頒獎典禮。

專家點評:該產品的創新之處在于在樹脂中的分散性良好,添加后樹脂固化溫度降低顯著,阻燃增韌效果提升明顯,因此具有一定的先進性。
2、產品名稱:工業級 3D 打印(FDM)碳纖維增強熱塑性納米復合材料預浸帶
參展單位:北京納盛通新材料科技有限公司
合作單位:中國科學院化學研究所,法國洛林大學
用于航空航天、鐵道、汽車、機械、電子、體育運動器材和醫療器材等行業的快速制造。
北京納盛通與中科院化學所、法國洛林大學合作,采用連續碳纖維、化學接枝改性后的碳納米管或石墨烯、特殊加工助劑及熱塑性樹脂熔融共混制備而得,添補了國內空白。產品具有輕量化、高強度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕特性。經測試:密度 1.12g/cm3,拉伸強度 161MPa,拉伸模量 11.4GPa,彎曲強度248MPa,彎曲模量 10400MPa,斷裂延伸率 2.8%,懸臂梁缺口沖擊強度 5.4kJ/m2,懸臂梁無缺口沖擊強度 43kJ/m2,負載熱變形溫度 201℃。
采用該產品制造的零部件,性能指標滿足設計技術要求。目前,正在籌資加快在北京的產業化制造與推廣應用。
專家點評:利用連續碳纖維、碳納米管、石墨烯增強熱塑性樹脂預浸帶制備 3D 打印制品,工藝方法上有很好的創新,處于國內領先水平。
3、產品名稱:SYM30 中模量碳纖維
參展單位:中復神鷹碳纖維有限責任公司
可用于對結構剛度有較高要求的零部件,及自行車、釣魚竿等體育休閑和其他民用工業領域。
中復神鷹 SYM30 是采用大纖度原絲制備的低成本中模碳纖維,與同等模量碳纖維相比,制備成本降低了 30%。SYM30 采用干噴濕紡工藝制備,擁有較高的拉伸模量、拉伸強度和斷裂伸長率,復合材料工藝性能好,具有較高的性價比。
經權威機構檢測:拉伸強度 5380MPa;拉伸模量 291GPa;斷裂伸長 1.85%;線密度 747g/km。
產品已經在自行車、釣魚竿等領域批量使用,經測試,產品的復絲性能、工藝性能和復合材料性能均達到了客戶要求,獲得了客戶的普遍認可,已經開始批量供應市場。
專家點評:該產品應用目標明確,技術特點突出,市場應用前景較好,主要應用于中高端市場,屬于國內領先水平。
二、應用類
4、產品名稱:復合材料 A 級護欄
參展單位:廣州金發碳纖維新材料發展有限公司
本產品采用連續纖維增強熱塑性復合材料(CFRTP)板代替現有金屬波形梁,實現公路護欄的功能。該產品的創新之處在于:
(1)CFRTP 的吸能比是金屬的 10 倍,約為 250kJ/kg。
(2)連續層壓工藝可連續化、自動化加工,提高產品品質和生產效率。
實車足尺碰撞的安全性評價測試結果顯示 CFRTP 護欄標準段安全性能滿足 A(三)級防護等級要求。其拉伸強度≥254MPa,壓縮強度≥192MPa,彎曲強度≥287MPa,沖擊強度 177kJ/m2,巴柯爾硬度 46,負荷變形溫度 163℃,耐油彎曲強度保留率 91%,耐酸彎曲強度保留率 99%,耐濕熱性能、耐低溫沖擊性能、耐低溫墜落性能符合要求。
CFRTP 護欄在廣東省清遠市和成都市雙流縣進行了示范應用,得到了客戶的高度認可。
專家點評:采用復合材料代替金屬制造公路防撞欄,為熱塑性復合材料提供了一種新應用方向。有市場示范應用項目,屬于國內領先水平。
5、產品名稱:聚氨酯復合材料桁架輸電塔塔頭
參展單位:武漢理工大學,國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
用于 500kV 輸電線路,與傳統的鋼制輸電桁架塔相比,電絕緣性好、橫擔長度減少、輸電走廊寬度縮小、防結冰、重量輕。
本產品是以聚氨酯為復合材料基體的拉擠型材,有效提高了力學性能、電絕緣性能及耐環境老化性能;連接節點采用雙面復合材料夾板,通過金屬螺絲鎖緊連接成整體,現場組合安裝、方便快捷。經過測試,各項技術指標均達到輸電桁架塔的使用要求,該產品為國內首次研制成功的全復合材料桁架塔,并已在遼寧丹東掛線運行。
技術指標:尺寸:塔頭高 14.2m,根開 2.75m,線路走廊寬 15.25m
電壓等級:500kV
彎矩:418.73kN•m
扭矩:189kN•m
最大下壓力:20 噸
專家點評:聚氨酯復合材料桁架塔結構合理,絕緣性與力學性能優異,經第三方測試,各項技術指標均達到使用要求。為國內首次研制成功的全復合材料桁架塔,掛線運行反映良好,技術水平國內領先。
6、產品名稱:碳纖維氣瓶支架
參展單位:哈爾濱玻璃鋼研究院
該產品適用于各種氣瓶,是碳纖維復合材料支架的首次應用,與同等金屬支架相比,重量減輕了三分之一。工藝上采用 T700 預浸料鋪放,一體化成型工藝,同時合模過程使用液壓機及螺栓加壓相結合的辦法,完美解決了異形復合材料件鋪放時纖維連續性的問題,大大的提高了產品性能。通過高精度的組合打孔工裝滿足產品空間尺寸的高精度要求。目前,國內沒有同類產品的報道。
該系列產品在國內首次使用碳纖維替代常規的金屬發動機支架,在整體減重和穩定性上有著明顯的提高。同時,支架制造精度高,實驗環境苛刻,載荷需加到設計載荷的 230%,機架結構強度安全系數大于 2。

專家點評:采用碳纖維預浸料鋪放成型氣瓶架,集成了航空復合材料成型工藝的精妙,技術有一定難度,是一個新產品,綜合水平國內先進。
7、產品名稱:一體化預制泵站系統
參展單位:連云港中復連眾復合材料集團有限公司
一體化預制泵站是一種直接而極具性價比的水泵監控和管理系統,特別適用于對供水、污水處理設施和灌溉設施的水泵設備進行監控。能夠降低水泵的現場檢查需求,并在出現報警或警告時直接通知相關人員。具有故障自檢、自我保護、數據遠傳、自動存貯、自動報警、人工干預、遠程登錄分級管理等智能化功能,從而實現智能化控制,無人值守,GPRS 遠程監控等功能。
一體化預制泵站集成度高、占地少、堅固美觀、工程周期短、高效環保、節約成本、全自動控制、安裝維修方便、使用壽命長、功能擴展能力強。
地埋式一體化泵站是給排水技術領域的一大進步,是泵站系統的一種優化,擁有廣闊的應用前景。

專家點評:該產品設計新穎,項目應用領域專業,其主要創新點在于自動檢測與自動控制方面,初步判斷處于國內先進水平。
8、產品名稱:聚氨酯樹脂風力發電機葉片
參展單位:科思創聚合物(中國)有限公司
合作單位:上海玻璃鋼研究院有限公司,重慶國際復合材料有限公司
該產品應用于 1.5MW 風力發電機。
采用聚氨酯樹脂制作風力發電機葉片有以下優勢:
1) 聚氨酯樹脂與環氧樹脂相比,具有更優異的力學性能,體現在更高的拉伸、彎曲、抗沖擊性能。
2) 聚氨酯樹脂與玻璃纖維界面結合更牢固,纖維增強聚氨酯樹脂復合材料具有更高的強度、模量以及更優異的抗疲勞性能,為葉片的輕量化設計提供基礎。采用聚氨酯樹脂替代環氧樹脂對葉片進行優化設計可以為葉片減重 5-10%。
3) 聚氨酯樹脂初始粘度低,流動速度快,可以更快的實現灌注;反應速度快且放熱量低,灌注完成后可以更快的固化,同時避免制品收縮。顯著提升了葉片生產效率。
4) 低 VOC,生產過程更環保。
目前,科思創已經與多家風電葉片企業合作開發聚氨酯風力發電機葉片。

專家點評:這是全球首款聚氨酯風機葉片,有很好的示范及引導作用,應用前景好,綜合評價本項目技術國際先進。
9、產品名稱:海上超大型葉片——Sinoma77.7-6.0MW
參展單位:中材科技風電葉片股份有限公司
該產品是目前亞洲最長的風機葉片,主要用于 6MW 海上風力發電機組。與國內同類產品相比,優勢明顯。
(1)主梁使用碳纖維預浸料制成,減輕了重量,提高了剛度,減小了葉片預彎;采用鈍后緣翼形有利于提高葉片強度,提高失速性能。
(2)葉片采用銅柱加固葉尖,提高導電性能;碳纖維主梁和銅網之間有碳布相連,可以實現等電位傳遞。
(3)鈍后緣芯材進行圓角處理,同時后緣 UD 增加 PVC。
該產品已為國內最大風機整機商供貨,在風電場掛機測試。

專家點評:在葉片的結構上進行了優化設計,主梁采用碳纖維預浸料制造,同時對氣動外形及避雷性能進行設計優化,制得海上超大型風機葉片,領先于國內同類產品。
10、產品名稱:全碳纖維超跑車
參展單位:康得復合材料有限責任公司
全碳纖維復合材料超級跑車 Roadster 全球限量 23 臺,由康得新-雷丁汽車輕量化設計中心設計研發。
性能表現方面,配備六缸中置引擎,大于 300 馬力,重量僅 920kg,百公里加速時間 3.9 秒,最大時速 280km/h。
輕量化設計方面,采用碳纖維混合結構底盤,模塊化設計。
可容納滑雪板或高爾夫球包的行李空間,可活動的車頂結構,個性化的可視外觀設計,辨識度高。
全碳纖維乘客艙包含 13 個單體殼和 1 個中空結構 A 柱,減重 75kg。采用RTM 工藝制造,簡化模具結構、降低模具成本,實現了快速精確的車體組裝。

11、產品名稱:便攜式紅外熱波復合材料檢測設備
參展單位:南京諾威爾光電系統有限公司
合作單位:南京大學
該設備廣泛應用于新材料、新能源、航空航天、國防軍工、軌道交通及生物醫療等多個領域。采用國際先進紅外熱波無損檢測技術,可快速、直觀地檢測復合材料構件中的分層、氣孔、夾雜等缺陷,具有遠距離、非接觸、安全、大面積、快速檢測的特點。與國外同類產品相比,具有重量輕、功耗低、輕巧便攜等特點。
該公司擁有熱波無損檢測應用所需的各種核心部件與專有技術,完全實現國產化,不受外國供應商的限制。目前,公司已開發了多款可用于不同領域的設備,部分設備性能指標已超過國外先進水平。
專家點評:該產品自主設計研制了非制冷熱像儀、閃光燈激勵技術、紅外熱激勵系統和紅外熱成像系統,擁有自主知識產權,處于國內先進水平。
一、原材料類
1、產品名稱:鋁基籠型倍半硅氧烷(Al-POSS)
參展單位:陜西天策新材料科技有限公司
鋁基籠型倍半硅氧烷(Al-POSS)是一種新型籠形結構樹脂催化劑,它將金屬離子和特殊籠型結構通過化學鍵結合在一起,可均勻分散于氰酸酯等樹脂體系,改善樹脂流動性,提高樹脂熱穩定性,解決目前氰酸酯催化劑分散不良、穩定性差的問題,同時又有阻燃增韌效果。可降低氰酸酯樹脂的成型固化溫度,縮短固化時間,降低工藝成本。制造技術上采用新型無水無氧連續加料方式,提高產率,保證產品質量穩定性。該產品具有如下特點:
1) 白色粉末,無毒無味;
2) 含大量有機基團,在樹脂中具有優異的分散性;
3) 引入 4-5%金屬離子,分散良好,催化性能優,固化溫度降低 40℃以上;
4) 籠形結構改善樹脂機械性能,韌性顯著提高;
5) 引入硅元素,提升樹脂體系的阻燃性;
6) 穩定性佳,常溫貯存期 90 天,低溫貯存期 180 天,體系性能無改變。
目前,該產品已提供給北京衛星制造廠等多家科研院所使用,市場前景廣闊。

2、產品名稱:工業級 3D 打印(FDM)碳纖維增強熱塑性納米復合材料預浸帶
參展單位:北京納盛通新材料科技有限公司
合作單位:中國科學院化學研究所,法國洛林大學
用于航空航天、鐵道、汽車、機械、電子、體育運動器材和醫療器材等行業的快速制造。
北京納盛通與中科院化學所、法國洛林大學合作,采用連續碳纖維、化學接枝改性后的碳納米管或石墨烯、特殊加工助劑及熱塑性樹脂熔融共混制備而得,添補了國內空白。產品具有輕量化、高強度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕特性。經測試:密度 1.12g/cm3,拉伸強度 161MPa,拉伸模量 11.4GPa,彎曲強度248MPa,彎曲模量 10400MPa,斷裂延伸率 2.8%,懸臂梁缺口沖擊強度 5.4kJ/m2,懸臂梁無缺口沖擊強度 43kJ/m2,負載熱變形溫度 201℃。
采用該產品制造的零部件,性能指標滿足設計技術要求。目前,正在籌資加快在北京的產業化制造與推廣應用。

專家點評:利用連續碳纖維、碳納米管、石墨烯增強熱塑性樹脂預浸帶制備 3D 打印制品,工藝方法上有很好的創新,處于國內領先水平。
3、產品名稱:SYM30 中模量碳纖維
參展單位:中復神鷹碳纖維有限責任公司
可用于對結構剛度有較高要求的零部件,及自行車、釣魚竿等體育休閑和其他民用工業領域。
中復神鷹 SYM30 是采用大纖度原絲制備的低成本中模碳纖維,與同等模量碳纖維相比,制備成本降低了 30%。SYM30 采用干噴濕紡工藝制備,擁有較高的拉伸模量、拉伸強度和斷裂伸長率,復合材料工藝性能好,具有較高的性價比。
經權威機構檢測:拉伸強度 5380MPa;拉伸模量 291GPa;斷裂伸長 1.85%;線密度 747g/km。
產品已經在自行車、釣魚竿等領域批量使用,經測試,產品的復絲性能、工藝性能和復合材料性能均達到了客戶要求,獲得了客戶的普遍認可,已經開始批量供應市場。

二、應用類
4、產品名稱:復合材料 A 級護欄
參展單位:廣州金發碳纖維新材料發展有限公司
本產品采用連續纖維增強熱塑性復合材料(CFRTP)板代替現有金屬波形梁,實現公路護欄的功能。該產品的創新之處在于:
(1)CFRTP 的吸能比是金屬的 10 倍,約為 250kJ/kg。
(2)連續層壓工藝可連續化、自動化加工,提高產品品質和生產效率。
實車足尺碰撞的安全性評價測試結果顯示 CFRTP 護欄標準段安全性能滿足 A(三)級防護等級要求。其拉伸強度≥254MPa,壓縮強度≥192MPa,彎曲強度≥287MPa,沖擊強度 177kJ/m2,巴柯爾硬度 46,負荷變形溫度 163℃,耐油彎曲強度保留率 91%,耐酸彎曲強度保留率 99%,耐濕熱性能、耐低溫沖擊性能、耐低溫墜落性能符合要求。
CFRTP 護欄在廣東省清遠市和成都市雙流縣進行了示范應用,得到了客戶的高度認可。

5、產品名稱:聚氨酯復合材料桁架輸電塔塔頭
參展單位:武漢理工大學,國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
用于 500kV 輸電線路,與傳統的鋼制輸電桁架塔相比,電絕緣性好、橫擔長度減少、輸電走廊寬度縮小、防結冰、重量輕。
本產品是以聚氨酯為復合材料基體的拉擠型材,有效提高了力學性能、電絕緣性能及耐環境老化性能;連接節點采用雙面復合材料夾板,通過金屬螺絲鎖緊連接成整體,現場組合安裝、方便快捷。經過測試,各項技術指標均達到輸電桁架塔的使用要求,該產品為國內首次研制成功的全復合材料桁架塔,并已在遼寧丹東掛線運行。
技術指標:尺寸:塔頭高 14.2m,根開 2.75m,線路走廊寬 15.25m
電壓等級:500kV
彎矩:418.73kN•m
扭矩:189kN•m
最大下壓力:20 噸

6、產品名稱:碳纖維氣瓶支架
參展單位:哈爾濱玻璃鋼研究院
該產品適用于各種氣瓶,是碳纖維復合材料支架的首次應用,與同等金屬支架相比,重量減輕了三分之一。工藝上采用 T700 預浸料鋪放,一體化成型工藝,同時合模過程使用液壓機及螺栓加壓相結合的辦法,完美解決了異形復合材料件鋪放時纖維連續性的問題,大大的提高了產品性能。通過高精度的組合打孔工裝滿足產品空間尺寸的高精度要求。目前,國內沒有同類產品的報道。
該系列產品在國內首次使用碳纖維替代常規的金屬發動機支架,在整體減重和穩定性上有著明顯的提高。同時,支架制造精度高,實驗環境苛刻,載荷需加到設計載荷的 230%,機架結構強度安全系數大于 2。

7、產品名稱:一體化預制泵站系統
參展單位:連云港中復連眾復合材料集團有限公司
一體化預制泵站是一種直接而極具性價比的水泵監控和管理系統,特別適用于對供水、污水處理設施和灌溉設施的水泵設備進行監控。能夠降低水泵的現場檢查需求,并在出現報警或警告時直接通知相關人員。具有故障自檢、自我保護、數據遠傳、自動存貯、自動報警、人工干預、遠程登錄分級管理等智能化功能,從而實現智能化控制,無人值守,GPRS 遠程監控等功能。
一體化預制泵站集成度高、占地少、堅固美觀、工程周期短、高效環保、節約成本、全自動控制、安裝維修方便、使用壽命長、功能擴展能力強。
地埋式一體化泵站是給排水技術領域的一大進步,是泵站系統的一種優化,擁有廣闊的應用前景。

8、產品名稱:聚氨酯樹脂風力發電機葉片
參展單位:科思創聚合物(中國)有限公司
合作單位:上海玻璃鋼研究院有限公司,重慶國際復合材料有限公司
該產品應用于 1.5MW 風力發電機。
采用聚氨酯樹脂制作風力發電機葉片有以下優勢:
1) 聚氨酯樹脂與環氧樹脂相比,具有更優異的力學性能,體現在更高的拉伸、彎曲、抗沖擊性能。
2) 聚氨酯樹脂與玻璃纖維界面結合更牢固,纖維增強聚氨酯樹脂復合材料具有更高的強度、模量以及更優異的抗疲勞性能,為葉片的輕量化設計提供基礎。采用聚氨酯樹脂替代環氧樹脂對葉片進行優化設計可以為葉片減重 5-10%。
3) 聚氨酯樹脂初始粘度低,流動速度快,可以更快的實現灌注;反應速度快且放熱量低,灌注完成后可以更快的固化,同時避免制品收縮。顯著提升了葉片生產效率。
4) 低 VOC,生產過程更環保。
目前,科思創已經與多家風電葉片企業合作開發聚氨酯風力發電機葉片。

9、產品名稱:海上超大型葉片——Sinoma77.7-6.0MW
參展單位:中材科技風電葉片股份有限公司
該產品是目前亞洲最長的風機葉片,主要用于 6MW 海上風力發電機組。與國內同類產品相比,優勢明顯。
(1)主梁使用碳纖維預浸料制成,減輕了重量,提高了剛度,減小了葉片預彎;采用鈍后緣翼形有利于提高葉片強度,提高失速性能。
(2)葉片采用銅柱加固葉尖,提高導電性能;碳纖維主梁和銅網之間有碳布相連,可以實現等電位傳遞。
(3)鈍后緣芯材進行圓角處理,同時后緣 UD 增加 PVC。
該產品已為國內最大風機整機商供貨,在風電場掛機測試。

10、產品名稱:全碳纖維超跑車
參展單位:康得復合材料有限責任公司
全碳纖維復合材料超級跑車 Roadster 全球限量 23 臺,由康得新-雷丁汽車輕量化設計中心設計研發。
性能表現方面,配備六缸中置引擎,大于 300 馬力,重量僅 920kg,百公里加速時間 3.9 秒,最大時速 280km/h。
輕量化設計方面,采用碳纖維混合結構底盤,模塊化設計。
可容納滑雪板或高爾夫球包的行李空間,可活動的車頂結構,個性化的可視外觀設計,辨識度高。
全碳纖維乘客艙包含 13 個單體殼和 1 個中空結構 A 柱,減重 75kg。采用RTM 工藝制造,簡化模具結構、降低模具成本,實現了快速精確的車體組裝。

專家點評:該款跑車是康得復材與德國雷丁汽車共同開發的一款全球限量車型,車體部分采用碳纖維復合材料制造,輕量化效果明顯,外觀美觀時尚,創新性較強。
三、工藝技術及設備類11、產品名稱:便攜式紅外熱波復合材料檢測設備
參展單位:南京諾威爾光電系統有限公司
合作單位:南京大學
該設備廣泛應用于新材料、新能源、航空航天、國防軍工、軌道交通及生物醫療等多個領域。采用國際先進紅外熱波無損檢測技術,可快速、直觀地檢測復合材料構件中的分層、氣孔、夾雜等缺陷,具有遠距離、非接觸、安全、大面積、快速檢測的特點。與國外同類產品相比,具有重量輕、功耗低、輕巧便攜等特點。
該公司擁有熱波無損檢測應用所需的各種核心部件與專有技術,完全實現國產化,不受外國供應商的限制。目前,公司已開發了多款可用于不同領域的設備,部分設備性能指標已超過國外先進水平。

專家點評:該產品自主設計研制了非制冷熱像儀、閃光燈激勵技術、紅外熱激勵系統和紅外熱成像系統,擁有自主知識產權,處于國內先進水平。