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株洲时代华先材料科技有限公司项目基本情况

轻质高强纤维基蜂窝材料研究可行性研究报告

来源:时代先华先公司    作者:   时间:2017-12-26

  一、项目基本情况
  1、成果方简介
  包括成果方所有制性质,研发基础和创新能力状况,经营管理能力情况,项目技术知识产权情况;已完成的研究开发工作;技术或工艺特点,与现有技术或工艺比较所具有的优势,包括在技术、设备、人才、资金等方面具备的条件和优势等。
  成果方华南理工大学,造纸专业拥有行业内唯一的造纸与污染控制国家工程研究中心以及制浆造纸工程国家重点实验室。项目团队已成为特种纸工艺研究和工程化方面国内科研领军团队,已经逐步成长为军工特种用纸国内最重要的生产和研制基地。该团队近十年来承担大型飞机国家重大专项材料研制项目、863重点项目、总装应用平台研究、军品配套项目等国家级研究项目二十余项,所生产产品成功应用于坦克、战车、船舶、核电厂并稳定供货。2013年底,共投入科研资金约2000万元,成功建设对位芳纶纸试验生产线,取得重大技术突破,所研制的蜂窝材料所有力学性能都远远超过目前我国使用的Nomex蜂窝,并形成了小批量供货能力。在特种纤维基复合材料技术领域拥有自主知识产权,拥有授权发明专利8项。
  2、投资方简介
  包括投资方所有制性质,在本行业或本技术领域中的所处位置,经营管理能力情况,原有产业与新产品的关联度等。
  投资方株洲时代新材料科技股份有限公司是是中国中车旗下株洲电力机车研究所有限公司控股的A股上市企业(国有控股),是中国中车唯一的高分子复合材料产业化平台。公司在全球设有3个研发中心,在10个国家拥有超过20个制造基地。2016年实现销售收入116亿元。公司主要从事高分子材料及制品的研究开发及工程化应用,产品主要应用于轨道交通、汽车、新能源和特种装备等领域。本项目产品也是一种高分子复合材料,关联应用领域为轨道交通领域。
  3、成果转化情况
  包括成果转化合作形式,落户地区,投资金额,进展情况等。
  投资方与成果方已成立合资公司——株洲时代华先材料科技有限公司(已于2017年2月10日注册),项目建设地点为株洲渌口南洲新区工业园,轻质高强纤维基蜂窝材料研究项目总投资40522.14 万元。其中,固定资产投资31766.74万元,无形资产投资6684.09万元,铺底流动资金2071.30 万元。
  二、项目目的意义
  1、项目提出背景与意义。项目所属领域,与我市主导产业结合度;目标产品处于产业链重要环节的阐述,对实现重大技术突破、促进产业结构调整、提升该产业整体竞争力和水平的重要作用,产业关联度分析,产品的市场前景。
  轻质高强纤维基蜂窝材料属于国家战略物资,芳纶纤维蜂窝材料制造技术长期被国外垄断,一旦出现断供,将影响国内重要领域供应链安全,极大的限制了我国高端装备,如高速动车、大飞机等装备的制造与出口。本项目的研究工作可以为标准动车组高速列车、国产C919大型飞机、运载火箭、船舶等国家重大工程提供轻质高强纤维基蜂窝材料、技术及产业支撑,降低战略物资供应链风险,具有重要的意义。株洲市是国内最大的轨道交通制造产业基地,形成了整机制造、核心部件、关键零部件协调发展的产业集群。轻质高强纤维基蜂窝材料作为轻量化重要材料,可应用于高速动车组、磁悬浮列车、轻轨车辆等轨道交通领域的车体、结构件、内饰件等部位,并提升减振降噪性能。
  2、国内外发展现状与趋势。相关技术国内外现状、发展趋势以及我省相关领域产业面临的技术瓶颈。
  在国内,轻质高强纤维基蜂窝材料是高速列车、大飞机、运载火箭等国家重大工程迫切需求的战略材料,包含间位和对位芳纶纤维蜂窝材料,最早由美国杜邦公司研发和生产,并垄断全球市场近50年。美国杜邦公司的对位芳纶纤维蜂窝材料针对中国实现禁售,对间位芳纶纤维蜂窝材料在中国的销售亦实行严格控制,严重阻碍了我国航空航天及军工相关领域的发展及安全供应。目前,间位芳纶纤维蜂窝材料已进入国内城轨、新能源车、标准动车组设计;我国正在集中力量研制大型客机、大型军用运输机、航母、军舰等先进装备,将大量使用对位芳纶纤维蜂窝材料。国内对轻质高强纤维基蜂窝材料的国产化需求越来越迫切,目前国内研发仅处于试验阶段,工程化应用尚属空白。
  三、项目技术与产品应用前景及市场分析
  项目技术与产品应用领域,与国内外同类技术产品的比较,国内外市场应用现状、未来预测、竞争力分析等。
  本项目技术与产品可应用为高速动车组、磁悬浮列车、轻轨车辆、飞机、船舶等交通装备结构件、内饰件的轻量化材料,并提升减振降噪性能。
  目前全球市场由美国杜邦公司所垄断,每年在全球的销量超过6000吨。国内的轻质高强纤维基蜂窝材料研制尚处于起步阶段,应用量不足300吨/年。首先,国内的航空级产品100%依赖进口,特别是,军工领域的对位芳纶纤维蜂窝材料,国外采取禁售政策,制约了我国航天器中轻质高强材料的研制。在轨道交通领域,如标准动车组、CRH-5动车组的内装件全部采用进口的纤维基蜂窝材料,价格高昂。
  如果能够实现国产化替代,每年的300-400列动车、5000节地铁城轨的应用需求超过3000吨。另外,伴随我国国产大飞机、大型运输机的研制与批量,其需求也会呈现爆发式增长。
  四、项目研究内容、拟解决关键技术难题及主要创新点
  按照技术路线将技术难题分解为研究内容一、研究内容二……,并根据项目实施周期完成可能性,提出各研究内容拟突破的核心技术、主要创新点;
  项目研究内容分为:(1) 间位芳纶纤维蜂窝材料;(2)对位芳纶纤维蜂窝材料;(3)间对位芳纶纤维复合蜂窝材料;(4)芳纶-植物纤维复合蜂窝材料,产品系列包括蜂窝材料、蜂窝复合板、蜂窝内饰件等。
  关键技术一:纤维基蜂窝材料配方设计
  纤维基蜂窝材料的配方设计对其结构和性能有着十分重要的影响。本项目产品由多种芳纶纤维和植物纤维通过一定的配方配抄而成的,配方设计技术是本项目的核心技术之一。
  关键技术二:成形技术及工艺
  通过高频、湍流发生的成型器使纤维在较短时间、较高流速的状态下,不发生紊流、湍流、絮聚、挂浆,保证芳纶纤维均匀分散成型,该成型技术及工艺属于本项目核心技术。
  关键技术三:蜂窝复合材料设计加工
  本项目可针对市场需求,进行结构复杂(幅面大于3米,厚度小于10mm,含双曲面、有预埋打孔要求)、阻燃、降噪的新型轻量化蜂窝复合材料的设计及加工制造。
  创新点:新的配方设计与应用
  间对位芳纶纤维复合蜂窝材料相对于纯间位芳纶纤维蜂窝材料来说具有较高的比强度及比模量,且相对于纯对位芳纶纤维蜂窝材料来说,大大降低了其热压成形的工艺难度,是未来芳纶蜂窝材料发展的方向之一。芳纶-植物纤维复合蜂窝材料具有较高的力学强度,相对于纯植物纤维,该产品具有较好的耐热性,其较好的性价比能大大拓宽蜂窝材料应用领域。
  五、项目实施方案
  (一)总体目标
  包括创新目标、技术质量指标、知识产权目标、成果转化应用目标等。
  围绕轨道交通和航空航天领域轻量化需求,攻克轻质高强纤维基蜂窝材料制造核心技术,突破纤维基蜂窝材料配方设计、成形技术及工艺、蜂窝复合材料设计加工等关键技术。产品性能指标满足要求,申请专利3项,发布企业标准1项。推进间位芳纶纤维复合蜂窝材料在轨道交通领域的工程化应用。
  (二)实施机制
  参与各方任务分工、合作交流机制、知识产权归属及权益分配方案等。
  项目以株洲时代华先材料科技有限公司为承担单位,相关知识产权归承担单位所有。
  (三)建设内容
  项目具体建设规模,内容,方案等。
  项目拟改建20000㎡厂房,引进国内外先进工艺和试验装备40余台套,建设3000吨/年的产业化示范线。
  (四)实施进度
  实施年限,年度研究计划安排及年度考核指标(含主要技术经济指标)等。
  项目实施周期为2年,2017年2月至2018年12月。年度研究计划如下:
  2017年2月-2017年12月,进行纤维基蜂窝材料配方设计,完成纤维基蜂窝材料产品研发;
  2017年2月-2017年10月,进行项目产业化设计工作,完成厂房改造建设;
  2017年11月-2018年9月,完成产业化装备引进,完成安装调试工作;
  2018年1月-2018年10月,完成成形技术及工艺研究,进行蜂窝复合材料设计加工,完成蜂窝复合材料产品设计和研发。
  2018年1月-2018年12月,进行产品性能分析和评价,并进行工程化应用研究与推广。
  六、预期的经济、社会、环境效益分析
  项目预期产品产量、产值、税收等直接经济效益;项目技术难题解决及其成果转化在重大技术突破、产业结构调整、产业竞争力提升以及资源利用、环境保护、就业拉动等综合效益分析。
  根据本项目主要技术经济数据和指标分析,项目达产年,项目经济产品年销售收入60370万元,年利润总额17907万元,净利润15221万元,项目投资内部收益率(所得税后)25.10%,投资回收期(所得税后)6.19年(含建设期2年),各项指标均达到行业水平。
  项目的实施可实现轻质高强纤维基蜂窝材料的国产化自主制造,有效打破目前国外厂商的技术垄断和独家供货的局面,保障国内高端装备、新能源,特别是轨道交通行业的供应链安全。为未来我国在高铁、标准动车组、城轨、高速列车、国产C919大型飞机、运载火箭等高端装备的全面国产化制造、自主创新与产品出口奠定坚实的基础。

 

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