国外纤维增强热塑性塑料发展概况
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2.2.1 LFT 粒 料 （LFT-G 或 LFT-P）
运输、航空航天、能源（风能、海上油
用连续纤维无捻粗纱与热塑性塑
气）、基础设施、建筑、3C （电脑、通 料通过挤出、造粒或制片方法制成粒
讯、消费电子类)、防卫、船艇、工 料半成品，再经注射或模压成型为制
业、医疗、体 育 娱乐 等 多种 应 用 市 品。长 纤 维 粒 料 长 度 为 12mm 以 上
美国 RTP 公司所用纤维有玻璃 纤维和碳纤维，聚合物有聚丙烯、聚 酰 胺 、 PPA、 PBT、 聚 氨 酯 弹 性 体 、 PC/ABS 合金、聚苯硫醚、聚醚醚酮 等。粒料长度为 12mm～50mm。RTP 称其经验表明此长度完全能获得纤维 强度，同时能在标准的注塑设备中顺 利成型。粒料长度还可定制为 6mm ～12mm。
— ——Cetex 誖 TC1100： 用 半 晶 态 聚苯硫醚浸渍碳纤维或 S-2 玻璃纤维 形成的单向带；
— ——Cetex 誖 Thermo-Lite 誖 TC1200：用半晶态聚醚醚酮浸渍碳纤 维或玻璃纤维形成的单向带。
这两种带材的共性是：耐化学品 和溶剂，阻燃，耐高温，韧性极好， 孔隙率极低。最 大幅 宽 305mm，可 分切成各种宽度（最小 1/8 英寸）。
— ——Compel 誖 ： 所 用 纤 维 为 玻 璃纤维和碳纤维，所用聚合物一般为 聚丙烯和聚酰胺，所有品级均经过热
2012 年 30 卷 第 5 期
35
稳定。粒料中标准纤维长度为
据 AVK 报 告 ， 欧 洲 2011 年
25mm。
GMT 和 LFT 的 产 量 合 计 为 10.5 万
美国 PlastiComp 公司其 LFT 粒 吨，其中 GMT 约占 30%。因其潜力
收稿日期：2012- 04- 30
作者简介：叶鼎铨，南京玻璃纤维研究设计院，南京 210012
电子邮箱：ydq@163. com
34 World Plastics 2012 Vol．30 No．5
1 概述
在成型作业中经过螺杆、注嘴、模腔 内流动等作业后变得更短，最终制品
纤维增强热塑性塑料 （FRTP）因 其重量轻，抗冲击性和疲劳韧性好， 成型周期短，可循环利用等诸多优 点，近年在稳定发展。根据美国 Lucintel 公 司 的 市 场 调 研 报 告《2009 -2014 全球热塑性复合材料的机遇》所 述，热塑性复合材料正在成为替代 钢、铝、木材等传统材料的材料选 择。预计到 2014 年及以后，热塑性 复合材料市场都会非常强劲。在 2009～2014 这 5 年期间，全球热塑性 复合材料上市量的复合年均增长率估 计为 5.9%，2014 年的销售额预计达 到 62 亿美元，这 5 年期间它们在汽 车进气岐管、连接器和发动机罩下器 件中的用量将以超过 5%的复合年均 增长率增长。致力技术创新和成本优 化的厂商将获得很大发展。
它们的用途是：飞机主结构、次 级结构、接口板、加筋件、托架、地 板等。
烯 ， 也 可 使 用 PET、 PBT 或 聚 碳 酸 高温下重新成型，制成最终制品。
酯。GMT 采用高速压机或冲压机成
制造厂商及产品举例：
型为制品。
36 World Plastics 2012 Vol．30 No．5
美国 Polystrand 公司该公司经过
10 多年的研发，克服了聚丙烯之类 聚合物粘度高，不易渗入细直径纤 维空隙的技术壁垒，采用专有工艺 完全浸透和涂覆纤维束中的每一根 单丝，制成预浸带或片材。主要有 两类产品：
美国 PlastiComp 公司的 Pushtru- 段，预计到 2014 年 CFRT 的市场将
sion誖在线复合技术就是制造 D-LFT 达到 1.887 亿美元，2010～2014 这 5
的技术。其设备 可 使 用多 种 聚合 物 年 间 全 球 增 长 率 为 12% 。 历 史 上 ，
（如聚丙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯、 CFRT 多用于航空、防卫等一些特色
— ——ThermoBallistic誖防弹材料： 用聚丙烯或聚乙烯浸渍 E 玻璃、S 玻 璃或芳纶纤维制成，纤维含量为 60% 或 80% ， 纤 维 取 向 为 单 向 或 0o/90o 双向( X-Ply )，用途为防弹板和防爆 板。
美国滕卡特先进复合材料公司 Cetex誖Thermo-Lite 单向预浸带。典 型产品有两种：
PBT）和增强纤维（如 E 玻璃纤维、S 玻 璃纤维、碳纤维）。
用途，但近年来在汽车、体育器械、 运输、工业、医疗、船艇等市场的应
2.3 玻 纤 毡 热 塑 性 片 材 用也兴旺起来。
（GMT）
2.4.1 预浸带 / 片材
这是玻纤毡与热塑性塑料复合形
用热塑性树脂浸渍增强纤维形成
成的片状半成品。塑料主要使用聚丙 单向或多向带材或片材。这些材料在
长度超过 15mm。该公司用此粒料制 SFT、 LFT 和 GMT 的 延 伸 和 发 展 ，
■ 成的运货托盘在 2011 年复合材料应 可提供比它们更好的结构性能，在抗
用挑战赛中获奖。
冲击性、耐腐蚀性、成型周期时间、
2.2.2 直 接 成 型 LFT （D-LFT 或 成本和可持续性等方面都明显优于热
跨国 泰 科纳 公 司其 LFT 粒 料 有 三大品牌：
— ——Factor 誖 ： 用 玻 璃 、 碳 、 芳 纶等纤维增强聚丙烯、聚酰胺或其它 塑料。玻纤含量为 10%～60%；
— ——Celstran 誖 ： 用 玻 璃 、 碳 、 芳纶、不锈钢等纤维或混杂纤维增强 聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯等。粒料中 的典型纤维长度为 10mm；
LFT-D）
固性复合材料。
纤维和塑料在生产线上复合挤出
CFRT 的产品形式有纤维预浸料、
后直接注塑、压塑或挤塑，得到最终 织物预浸料、复合纱、拉挤产品等。
制品，省去了半成品的加工、储存、 据 Lucintel 公 司 的 一 份 报 告 称 ，
运输等操作，具有很大的发展潜力。 CFRT 尚处于生命周期曲线的发展阶
Abstract: In recent years, fiber reinforced thermoplastics (FRTP) have been growing steadily due to their advantages such as light weight, high impact resistance and fatigue toughness, short molding cycle and recyclability. In this article, the author gives an overview on FRTP materials outside China, covering the general situation, material types, well-known producers and their products, and various technologies for molding end-use products. Key words: fiber reinforced thermoplastics; reinforcing fiber; thermoplastic polymer; molding method
论 坛
TECHNOLOGY FORUM
国外纤维增强热塑性塑料发展概况
Developments of fiber reinforced thermoplastics outside China
■
■ 叶鼎铨
摘 要：纤维增强热塑性塑料（FRTP）因其重量轻，抗冲击性和疲 劳韧性好，成型周期短，可循环利用等诸多优点，近年在稳定发 展。本文概述了国外纤维增强热塑性塑料的发展形势、材料种类、 知名厂商及其产品和 FRTP最终制品的成型工艺。 关键词：纤维增强热塑性塑料；增强纤维；热塑性聚合物；成 型方法
场，近年尤在交通运输、航空、能源 （一般为 12mm～25mm），纤维长 度
等领域发展迅速。
与粒料相当。经过注射或模压之后，
最终制品内的纤维平均长度仍然不低
2 FRTP 材料种类
于 4mm（注塑制品中纤维长度约 4mm
2.1 短 纤 维 增 强 热 塑 性 塑 料 （SFT）
～6mm， 压 塑 制 品 中 纤 维 长 度 约 20mm）。长纤维在制品内构成了“骨 架结构”，因此比短纤维增强热塑性
强，纤维含量为 30%～50%；
烯、聚酰胺或热塑性聚氨酯制造，片材
— — —Complet 誖 PA66： 4 种 品 种 宽度 1.4m，厚度 2.5mm～5.4mm。
用玻璃纤维增强，（30%～60%），3 种
韩华 Azdel 公司原美国 Azdel 公
品种用碳纤维增强（30%～50%）；
司由韩国韩华公司收购后改为现名。
TECHNOLOGY FORUM
粒料品牌为 LOMOTEX誖，粒料长度 2.4 连 续 纤 维 增 强 热 塑 性 塑 料
为 10mm～25mm。该 公 司 称 其 技 术 （CFRT）
最大亮点是在最终制品中保持纤维长
连续纤维增强热塑性塑料有 25
度的能力，大型注塑制品中纤维平均 年 左 右 的 历 史 ， 此 材 料 是 纯 塑 料 、
论
— — —Complet誖热塑性聚氨酯：4 其 GMT 产品有两类：① 热成型用轻
种品种用玻璃纤维增强（30%～60%）， 质片材 （LWRT）；② 多层混杂片材
1 种品种用碳纤维增强（40%）。
（以 LWRT 为芯，外覆增强热塑性塑
坛
南 非 LOMOLD 公 司 其 LFT PP 料带，主要用真空袋法成型制品）。
这பைடு நூலகம்用短切纤维增强的热塑性复 合材料，一般做成粒料，粒料中纤维
塑料具有更好的力学性能。其高比强 度和低蠕变性使其制品能够在长时间
长度约 2mm～4mm。这是最早实现 内承受重荷载，即使在极限温度下也
工业化生产的 FRTP 粒料。这种粒料 是如此。
LFT 粒料可使用玻璃纤维、碳纤 维、芳纶纤维或不锈钢纤维等为增强 材料，多种聚合物为基体。制造方法 有拉挤法、改进的线材包皮法等。纤 维含量可为 20%～60%，最常用的为 40%和 50%。有些超浓度粒料中玻纤 含量甚至达到 75%或 80%。国际上知 名的 LFT 粒料厂商和品牌举例如下：
— ——ThermoPro 誖 工 业 材 料 ： 用 聚乙烯、聚丙烯或 PET 浸渍 E 玻璃 纤 维形 成 的 带 / 片 ， 宽 度 为 318mm 或 636mm，纤维含量为 50%～70%。 典型产品形式有纵向纤维单向带、 0o/90o 双向纤维带 （称为 X-Ply）。用 途为车辆板材、管道、内衬、建筑构 件等；
料的品牌为 Complet誖，经典产品有： 不如 LFT，故从前几年的 40%下降到
— — —Complet 誖 PP： 玻 璃 纤 维 增 30%。
强，纤维含量为 30%～60%；
国际知名的 GMT 制造厂商有：
— — —Complet誖PA6：玻璃纤维增
瑞 士 QPC 公 司 其 GMT 用 聚 丙
这是为克服短纤维增强热塑性塑 料中的纤维长度缺陷而研发的更新材 料。其发展主要由汽车工业所推动。 据全球工业分析师公司发布的一份报 告预测，到 2017 年全球 LFT 的用量 将达到 31.34 万吨，2017 年前亚太地 区的 LFT 将以约 11%的复合年均增 长率增长。按成型工艺过程来分， LFT 分为两类。
尽管如此，目前世界上对 SFT 的 需求仍在持续增长，特别是在汽车工 业的新用途中。据德国增强塑料协会 （AVK）去年 9 月发表的报告估计，按 平均玻纤含量为 30%计算，2011 年 欧洲（欧盟加上一些东欧国家）SFT 的 产量超过 100 万吨，与 2010 年相比， 以双位数增长。
2.2 长纤维增强热塑性塑料 （LFT 或 LFRT）
另有人估计热塑性复合材料市场 的年增率约为 15%。
还有资料报称，到 2015 年全球 50% 的 复 合 材 料 将 以 热 塑 性 塑 料 为 基体。
FRTP 已 进 入 汽 车 、 轨 道 交 通 、
中 的 纤 维 平 均 长 度 不 到 1mm （约 0.4mm），因此对制品的力 学 性能 帮 助有限。
运输、航空航天、能源（风能、海上油
用连续纤维无捻粗纱与热塑性塑
气）、基础设施、建筑、3C （电脑、通 料通过挤出、造粒或制片方法制成粒
讯、消费电子类)、防卫、船艇、工 料半成品，再经注射或模压成型为制
业、医疗、体 育 娱乐 等 多种 应 用 市 品。长 纤 维 粒 料 长 度 为 12mm 以 上
美国 RTP 公司所用纤维有玻璃 纤维和碳纤维，聚合物有聚丙烯、聚 酰 胺 、 PPA、 PBT、 聚 氨 酯 弹 性 体 、 PC/ABS 合金、聚苯硫醚、聚醚醚酮 等。粒料长度为 12mm～50mm。RTP 称其经验表明此长度完全能获得纤维 强度，同时能在标准的注塑设备中顺 利成型。粒料长度还可定制为 6mm ～12mm。
— ——Cetex 誖 TC1100： 用 半 晶 态 聚苯硫醚浸渍碳纤维或 S-2 玻璃纤维 形成的单向带；
— ——Cetex 誖 Thermo-Lite 誖 TC1200：用半晶态聚醚醚酮浸渍碳纤 维或玻璃纤维形成的单向带。
这两种带材的共性是：耐化学品 和溶剂，阻燃，耐高温，韧性极好， 孔隙率极低。最 大幅 宽 305mm，可 分切成各种宽度（最小 1/8 英寸）。
— ——Compel 誖 ： 所 用 纤 维 为 玻 璃纤维和碳纤维，所用聚合物一般为 聚丙烯和聚酰胺，所有品级均经过热
2012 年 30 卷 第 5 期
35
稳定。粒料中标准纤维长度为
据 AVK 报 告 ， 欧 洲 2011 年
25mm。
GMT 和 LFT 的 产 量 合 计 为 10.5 万
美国 PlastiComp 公司其 LFT 粒 吨，其中 GMT 约占 30%。因其潜力
收稿日期：2012- 04- 30
作者简介：叶鼎铨，南京玻璃纤维研究设计院，南京 210012
电子邮箱：ydq@163. com
34 World Plastics 2012 Vol．30 No．5
1 概述
在成型作业中经过螺杆、注嘴、模腔 内流动等作业后变得更短，最终制品
纤维增强热塑性塑料 （FRTP）因 其重量轻，抗冲击性和疲劳韧性好， 成型周期短，可循环利用等诸多优 点，近年在稳定发展。根据美国 Lucintel 公 司 的 市 场 调 研 报 告《2009 -2014 全球热塑性复合材料的机遇》所 述，热塑性复合材料正在成为替代 钢、铝、木材等传统材料的材料选 择。预计到 2014 年及以后，热塑性 复合材料市场都会非常强劲。在 2009～2014 这 5 年期间，全球热塑性 复合材料上市量的复合年均增长率估 计为 5.9%，2014 年的销售额预计达 到 62 亿美元，这 5 年期间它们在汽 车进气岐管、连接器和发动机罩下器 件中的用量将以超过 5%的复合年均 增长率增长。致力技术创新和成本优 化的厂商将获得很大发展。
它们的用途是：飞机主结构、次 级结构、接口板、加筋件、托架、地 板等。
烯 ， 也 可 使 用 PET、 PBT 或 聚 碳 酸 高温下重新成型，制成最终制品。
酯。GMT 采用高速压机或冲压机成
制造厂商及产品举例：
型为制品。
36 World Plastics 2012 Vol．30 No．5
美国 Polystrand 公司该公司经过
10 多年的研发，克服了聚丙烯之类 聚合物粘度高，不易渗入细直径纤 维空隙的技术壁垒，采用专有工艺 完全浸透和涂覆纤维束中的每一根 单丝，制成预浸带或片材。主要有 两类产品：
美国 PlastiComp 公司的 Pushtru- 段，预计到 2014 年 CFRT 的市场将
sion誖在线复合技术就是制造 D-LFT 达到 1.887 亿美元，2010～2014 这 5
的技术。其设备 可 使 用多 种 聚合 物 年 间 全 球 增 长 率 为 12% 。 历 史 上 ，
（如聚丙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯、 CFRT 多用于航空、防卫等一些特色
— ——ThermoBallistic誖防弹材料： 用聚丙烯或聚乙烯浸渍 E 玻璃、S 玻 璃或芳纶纤维制成，纤维含量为 60% 或 80% ， 纤 维 取 向 为 单 向 或 0o/90o 双向( X-Ply )，用途为防弹板和防爆 板。
美国滕卡特先进复合材料公司 Cetex誖Thermo-Lite 单向预浸带。典 型产品有两种：
PBT）和增强纤维（如 E 玻璃纤维、S 玻 璃纤维、碳纤维）。
用途，但近年来在汽车、体育器械、 运输、工业、医疗、船艇等市场的应
2.3 玻 纤 毡 热 塑 性 片 材 用也兴旺起来。
（GMT）
2.4.1 预浸带 / 片材
这是玻纤毡与热塑性塑料复合形
用热塑性树脂浸渍增强纤维形成
成的片状半成品。塑料主要使用聚丙 单向或多向带材或片材。这些材料在
长度超过 15mm。该公司用此粒料制 SFT、 LFT 和 GMT 的 延 伸 和 发 展 ，
■ 成的运货托盘在 2011 年复合材料应 可提供比它们更好的结构性能，在抗
用挑战赛中获奖。
冲击性、耐腐蚀性、成型周期时间、
2.2.2 直 接 成 型 LFT （D-LFT 或 成本和可持续性等方面都明显优于热
跨国 泰 科纳 公 司其 LFT 粒 料 有 三大品牌：
— ——Factor 誖 ： 用 玻 璃 、 碳 、 芳 纶等纤维增强聚丙烯、聚酰胺或其它 塑料。玻纤含量为 10%～60%；
— ——Celstran 誖 ： 用 玻 璃 、 碳 、 芳纶、不锈钢等纤维或混杂纤维增强 聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯等。粒料中 的典型纤维长度为 10mm；
LFT-D）
固性复合材料。
纤维和塑料在生产线上复合挤出
CFRT 的产品形式有纤维预浸料、
后直接注塑、压塑或挤塑，得到最终 织物预浸料、复合纱、拉挤产品等。
制品，省去了半成品的加工、储存、 据 Lucintel 公 司 的 一 份 报 告 称 ，
运输等操作，具有很大的发展潜力。 CFRT 尚处于生命周期曲线的发展阶
Abstract: In recent years, fiber reinforced thermoplastics (FRTP) have been growing steadily due to their advantages such as light weight, high impact resistance and fatigue toughness, short molding cycle and recyclability. In this article, the author gives an overview on FRTP materials outside China, covering the general situation, material types, well-known producers and their products, and various technologies for molding end-use products. Key words: fiber reinforced thermoplastics; reinforcing fiber; thermoplastic polymer; molding method
论 坛
TECHNOLOGY FORUM
国外纤维增强热塑性塑料发展概况
Developments of fiber reinforced thermoplastics outside China
■
■ 叶鼎铨
摘 要：纤维增强热塑性塑料（FRTP）因其重量轻，抗冲击性和疲 劳韧性好，成型周期短，可循环利用等诸多优点，近年在稳定发 展。本文概述了国外纤维增强热塑性塑料的发展形势、材料种类、 知名厂商及其产品和 FRTP最终制品的成型工艺。 关键词：纤维增强热塑性塑料；增强纤维；热塑性聚合物；成 型方法
场，近年尤在交通运输、航空、能源 （一般为 12mm～25mm），纤维长 度
等领域发展迅速。
与粒料相当。经过注射或模压之后，
最终制品内的纤维平均长度仍然不低
2 FRTP 材料种类
于 4mm（注塑制品中纤维长度约 4mm
2.1 短 纤 维 增 强 热 塑 性 塑 料 （SFT）
～6mm， 压 塑 制 品 中 纤 维 长 度 约 20mm）。长纤维在制品内构成了“骨 架结构”，因此比短纤维增强热塑性
强，纤维含量为 30%～50%；
烯、聚酰胺或热塑性聚氨酯制造，片材
— — —Complet 誖 PA66： 4 种 品 种 宽度 1.4m，厚度 2.5mm～5.4mm。
用玻璃纤维增强，（30%～60%），3 种
韩华 Azdel 公司原美国 Azdel 公
品种用碳纤维增强（30%～50%）；
司由韩国韩华公司收购后改为现名。
TECHNOLOGY FORUM
粒料品牌为 LOMOTEX誖，粒料长度 2.4 连 续 纤 维 增 强 热 塑 性 塑 料
为 10mm～25mm。该 公 司 称 其 技 术 （CFRT）
最大亮点是在最终制品中保持纤维长
连续纤维增强热塑性塑料有 25
度的能力，大型注塑制品中纤维平均 年 左 右 的 历 史 ， 此 材 料 是 纯 塑 料 、
论
— — —Complet誖热塑性聚氨酯：4 其 GMT 产品有两类：① 热成型用轻
种品种用玻璃纤维增强（30%～60%）， 质片材 （LWRT）；② 多层混杂片材
1 种品种用碳纤维增强（40%）。
（以 LWRT 为芯，外覆增强热塑性塑
坛
南 非 LOMOLD 公 司 其 LFT PP 料带，主要用真空袋法成型制品）。
这பைடு நூலகம்用短切纤维增强的热塑性复 合材料，一般做成粒料，粒料中纤维
塑料具有更好的力学性能。其高比强 度和低蠕变性使其制品能够在长时间
长度约 2mm～4mm。这是最早实现 内承受重荷载，即使在极限温度下也
工业化生产的 FRTP 粒料。这种粒料 是如此。
LFT 粒料可使用玻璃纤维、碳纤 维、芳纶纤维或不锈钢纤维等为增强 材料，多种聚合物为基体。制造方法 有拉挤法、改进的线材包皮法等。纤 维含量可为 20%～60%，最常用的为 40%和 50%。有些超浓度粒料中玻纤 含量甚至达到 75%或 80%。国际上知 名的 LFT 粒料厂商和品牌举例如下：
— ——ThermoPro 誖 工 业 材 料 ： 用 聚乙烯、聚丙烯或 PET 浸渍 E 玻璃 纤 维形 成 的 带 / 片 ， 宽 度 为 318mm 或 636mm，纤维含量为 50%～70%。 典型产品形式有纵向纤维单向带、 0o/90o 双向纤维带 （称为 X-Ply）。用 途为车辆板材、管道、内衬、建筑构 件等；
料的品牌为 Complet誖，经典产品有： 不如 LFT，故从前几年的 40%下降到
— — —Complet 誖 PP： 玻 璃 纤 维 增 30%。
强，纤维含量为 30%～60%；
国际知名的 GMT 制造厂商有：
— — —Complet誖PA6：玻璃纤维增
瑞 士 QPC 公 司 其 GMT 用 聚 丙
这是为克服短纤维增强热塑性塑 料中的纤维长度缺陷而研发的更新材 料。其发展主要由汽车工业所推动。 据全球工业分析师公司发布的一份报 告预测，到 2017 年全球 LFT 的用量 将达到 31.34 万吨，2017 年前亚太地 区的 LFT 将以约 11%的复合年均增 长率增长。按成型工艺过程来分， LFT 分为两类。
尽管如此，目前世界上对 SFT 的 需求仍在持续增长，特别是在汽车工 业的新用途中。据德国增强塑料协会 （AVK）去年 9 月发表的报告估计，按 平均玻纤含量为 30%计算，2011 年 欧洲（欧盟加上一些东欧国家）SFT 的 产量超过 100 万吨，与 2010 年相比， 以双位数增长。
2.2 长纤维增强热塑性塑料 （LFT 或 LFRT）
另有人估计热塑性复合材料市场 的年增率约为 15%。
还有资料报称，到 2015 年全球 50% 的 复 合 材 料 将 以 热 塑 性 塑 料 为 基体。
FRTP 已 进 入 汽 车 、 轨 道 交 通 、
中 的 纤 维 平 均 长 度 不 到 1mm （约 0.4mm），因此对制品的力 学 性能 帮 助有限。