高性能纤维行业技术分析 未来技术水平将不断提高

 高性能纤维是具有特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的化学纤维，具有极高的抗拉伸力、杨氏模量、耐高温、耐辐射、抗燃、耐高压、耐酸、碱、氧化剂腐蚀等特性，被广泛应用于生物医药、工程、建筑、土工织物、航空航天、防护服和电子等领域。

高性能纤维与传统化纤相比最大特色便是高性能。高性能需要高技术的支撑，无论是科技研发还是工艺生产，均需要从技术创新上进行突破。而且高性能纤维行业由于技术的突破容易对传统的产业形成一种替代效应，因此这种技术密集型的行业中的企业需要加强自身创新体系的建设，形成自己的核心能力，这样才能在市场中占据一定的竞争优势。

1、行业技术现状

根据前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国高性能纤维行业市场前瞻与投资规划分析报告》不完全统计，2017年，我国共申请碳纤维行业专利4106件。1997-2010年，我国碳纤维行业专利申请量均保持稳定的增长；2011年以来申请量大幅增长，2016年的申请数量达到9048件，为近年来的最大值。2017年的申请数量为4106件，不到2016年申请量的一半。

图表1：1999-2017年我国碳纤维行业专利申请数量（单位：个）

资料来源：前瞻产业研究院整理

从我国碳纤维专利的公开数量来看，2000-2016年，我国碳纤维专利的公开数量保持持续上升的态势，到2016年达到了9773件，达到2000年来的最大值。2017年碳纤维专利公开量较上年略有下降至9653件。

截至目前，2018年行业专利的公开数量已达到1246件。总体来看，我国碳纤维行业技术研发进展较快。

图表2：2000-2018年我国碳纤维行业专利公开数量（单位：个）

资料来源：前瞻产业研究院整理

具体来看，碳纤维行业外观设计最少，实用新型和发明专利最多。截至2018年1月，碳纤维相关专利申请数量为56628件，其中发明专利共32508件，所占比重高达57.41%。

图表3：截至2018年1月碳纤维行业相关专利申请种类分布（单位：%）

资料来源：前瞻产业研究院整理

从我国碳纤维专利技术申请人构成来看，哈尔滨工业大学申请的专利最多，达到378件；东华大学、中石化分别排名第二、三位，其专利技术分别为239件、215件。

图表4：截至2018年1月碳纤维行业相关专利申请人专利数量排名前十构成图（单位：件，%）

资料来源：前瞻产业研究院整理

从我国干式变压器专利技术申请分布来看，H01F27/00分布量最多，拥有1797件专利技术，所占比重为65.18%；其次是H01F41/00、H01F30/00、H02B1/00和B29C39/00，分别有403件、110件、90件和90件，其他领域专利技术均低于80件。

图表5：截至2018年1月我国碳纤维行业相关专利分布领域前十位（单位：件）

资料来源：前瞻产业研究院整理

2、行业技术趋势

2017年，我国自行研制的首架大型客机C919大飞机机身的15%采用了树脂基碳纤维材料，这是民用大型客机首次大面积使用这种材料，在同等强度下，它的重量比传统材料轻80%，疲劳寿命更长。国产高技术纤维芳砜纶的使用，使大飞机再度“瘦身”。由于大规模采用先进材料，C919整体减重7%左右。飞机重量减轻意味着油耗更小，成本更低，还能减少二氧化碳排放，更环保节能。未来我国高性能纤维技术将不断提高。

（1）无机类高性能纤维发展趋势

无机高性能纤维未来重点研发和产业化的方向是朝超高性能的超高附加值产品和较低力学性能的低成本产品的两极发展，包括PAN-CF、BSF、SiCF和AlOF。

未来我国无机类碳纤维行业将创造条件对现有的产业结构进行整合，形成良性的利于创新的产业布局，培育和支持3-5家企业做大做强，鼓励小型企业发展特色产品。技术上将依靠科技进步稳定和提高产品质量，在此基础上发展系列化产品和表面处理产品。研发上将加强纤维与树脂界面的纳米结构控制研究，以达到极限的力学性能；同时大力研发光纤和光栅复合材料及其产品的应用，为国民经济发展和军工发展作贡献。

（2）有机类高性能纤维发展趋势

未来我国有机类高性能纤维的发展重点将是提高产品的稳定化、系列化及低成本化，丰富产品服务的市场，扩大应用领域。为达到这一目标，我国有机类高性能碳纤维行业还需在产业链结构上下功夫，完善中间制品如复合材料用织物织造和编织系列产品的开发，发展有机纤维与各种无机纤维混杂织物的开发，逐步做到客户所要求的“量身定制”。

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《2018-2023年中国高性能纤维行业市场前瞻与投资规划分析报告》。