突破技術(shù)壁壘！道生天合以高性能環(huán)氧樹脂登頂全球風(fēng)電市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)材料實(shí)現(xiàn)國(guó)際替代

2018年，當(dāng)《科技日?qǐng)?bào)》將環(huán)氧樹脂韌性不足列為制約國(guó)產(chǎn)碳纖維發(fā)展的“卡脖子”難題時(shí)，國(guó)內(nèi)風(fēng)電材料市場(chǎng)仍然以進(jìn)口的歐林、瀚森等國(guó)外品牌為主。然而到了2023年，位于上海臨港的道生天合材料科技（上海）股份有限公司卻憑借32%的全球風(fēng)電環(huán)氧樹脂市占率超越美國(guó)瀚森，其自主研發(fā)的聚氨酯材料打破德國(guó)漢高壟斷。從寂寂無(wú)名到實(shí)現(xiàn)全球突圍，道生天合的蛻變歷程，為中國(guó)新材料企業(yè)突破“卡脖子”困境提供了獨(dú)特范例。

一：突破“卡脖子”技術(shù)封鎖

——我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新與環(huán)氧樹脂性能提升之路

回溯往昔，我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)曾面臨著諸多“卡脖子”困境。2018年科技日?qǐng)?bào)文章指出，碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用環(huán)節(jié)是當(dāng)時(shí)的短板，高端碳纖維所使用的環(huán)氧樹脂全部依賴進(jìn)口。環(huán)氧樹脂作為碳纖維的關(guān)鍵復(fù)合輔材，其質(zhì)量直接影響碳纖維復(fù)合材料的性能。但我國(guó)在高端環(huán)氧樹脂領(lǐng)域，不僅受限于化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，還面臨著環(huán)氧樹脂自身復(fù)雜特性帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

在航空航天等高端領(lǐng)域，對(duì)環(huán)氧樹脂的官能度、環(huán)氧值、黏度等指標(biāo)要求極為苛刻。同時(shí)，其耐候性要求玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不能低于180℃，而當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)難以達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。此外，我國(guó)碳纖維生產(chǎn)缺乏低成本的成套自動(dòng)化設(shè)備，生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品穩(wěn)定性不足，且材料生產(chǎn)與應(yīng)用脫節(jié)，應(yīng)用端對(duì)技術(shù)進(jìn)步的牽引作用微弱，這些因素共同制約了我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在此背景下，道生天合通過(guò)不斷的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，逐步破解環(huán)氧樹脂的“韌性密碼”。公司專注于提升環(huán)氧樹脂的各項(xiàng)性能指標(biāo)，十年間實(shí)現(xiàn)了從代理銷售到自主創(chuàng)新的跨越，將環(huán)氧樹脂韌性指標(biāo)提升至國(guó)際領(lǐng)先水平，打破了國(guó)外技術(shù)封鎖。這標(biāo)志著我國(guó)在高性能環(huán)氧樹脂領(lǐng)域的自主研發(fā)能力得到了顯著提升，為碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、道生天合碳纖維復(fù)合材料技術(shù)突破

——從復(fù)合增韌到耐高溫水解，實(shí)現(xiàn)國(guó)際領(lǐng)先性能標(biāo)準(zhǔn)

道生天合在碳纖維研發(fā)方面取得了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)突破。道生天合擁有的復(fù)合增韌技術(shù)，是基于對(duì)各類增韌技術(shù)在環(huán)氧樹脂胺類體系以及環(huán)氧樹脂酸酐類體系中的系統(tǒng)性研究。通過(guò)不同類型增韌技術(shù)的復(fù)配，不僅滿足了不同的韌性、工藝、外觀、強(qiáng)度和模量需求，還獲得了協(xié)同增韌效果的組合。該技術(shù)下的產(chǎn)品1型斷裂韌性達(dá)到2-2.9kj/m2，遠(yuǎn)高于國(guó)際客戶1kj/m2的標(biāo)準(zhǔn)要求；環(huán)氧灌封系列產(chǎn)品的冷熱沖擊抗開裂性能優(yōu)異，尖端嵌件的抗開裂次數(shù)超過(guò)20次，高于行業(yè)10次的要求；環(huán)氧拉擠復(fù)合材料的產(chǎn)品抗疲勞性能良好，疲勞斜率11.84，高于行業(yè)8.5到10的平均水平。

道生天合的耐高溫水解環(huán)氧樹脂技術(shù)也具有重要意義。行業(yè)內(nèi)一般拉擠樹脂制品在高溫120℃、高壓25MPa水煮后會(huì)水解開裂，而道生天合利用該技術(shù)生產(chǎn)的系列拉擠成型的碳纖維抽油桿，在2000米泵深的油田井中，能在高溫高濕環(huán)境下保持長(zhǎng)期穩(wěn)定作業(yè)，力學(xué)性能超過(guò)客戶指標(biāo)，通過(guò)120度、25MPa的7天耐水解測(cè)試，且較傳統(tǒng)鋼桿更輕更耐腐蝕。

三、碳纖維材料的多元突破

——從風(fēng)電到新能源車，再到航空航天與軌道交通的全面滲透

在風(fēng)電葉片領(lǐng)域，道生天合的碳纖維材料得到了廣泛應(yīng)用。風(fēng)電葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心部件，其性能直接影響風(fēng)力發(fā)電的效率和穩(wěn)定性。道生天合的風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹脂和結(jié)構(gòu)膠等產(chǎn)品，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐候性和粘接性能，能夠滿足風(fēng)電葉片在復(fù)雜環(huán)境下的使用要求。道生天合的新型復(fù)合材料從2024年開始應(yīng)用于國(guó)內(nèi)風(fēng)電葉片的碳纖維大梁上，目前仍然是除了陶氏、歐林以外的國(guó)內(nèi)唯一主要量產(chǎn)廠商。

隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，道生天合積極布局該領(lǐng)域，其碳纖維相關(guān)材料在新能源汽車中發(fā)揮著重要作用。在新能源汽車電池包制造中，道生天合的高導(dǎo)熱高強(qiáng)度柔性環(huán)氧樹脂技術(shù)、高導(dǎo)熱高延伸率聚氨酯技術(shù)和高導(dǎo)熱高延伸率有機(jī)硅技術(shù)等產(chǎn)品得到應(yīng)用。這些技術(shù)能夠滿足電池包對(duì)材料的高導(dǎo)熱、高強(qiáng)度、高延伸率等要求，有效提升電池包的能量密度和安全性。碳纖維材料在新能源汽車的結(jié)構(gòu)件方面也有了越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，以實(shí)現(xiàn)輕量化的要求。

除了風(fēng)電和新能源汽車領(lǐng)域，道生天合的碳纖維材料還在航空航天、油氣開采、軌道交通等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。在航空航天領(lǐng)域，道生天合的航空級(jí)阻燃環(huán)氧樹脂技術(shù)產(chǎn)品，滿足航空級(jí)復(fù)合材料阻燃要求，工藝性良好，單組分體系，力學(xué)性能優(yōu)異，抗疲勞性能良好，可用于制造飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部件；在油氣開采領(lǐng)域，道生天合的碳纖維抽油桿等產(chǎn)品，憑借其高強(qiáng)度、耐腐蝕等特性，能夠有效提高開采效率，降低生產(chǎn)成本；在軌道交通領(lǐng)域，道生天合的軌道交通級(jí)阻燃環(huán)氧樹脂技術(shù)產(chǎn)品，滿足高鐵等軌道交通阻燃復(fù)合材料應(yīng)用需求，工藝性良好，雙組分體系，力學(xué)性能良好，可用于制造軌道交通車輛的內(nèi)飾件、結(jié)構(gòu)件等。

五、從“0”到“1”

——道生天合突破碳纖維核心材料壟斷，國(guó)產(chǎn)替代再下一城

道生天合在碳纖維材料研發(fā)和應(yīng)用上的一系列成果，對(duì)解決我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)“卡脖子”問(wèn)題起到了重要推動(dòng)作用。

市場(chǎng)層面上，道生天合憑借其優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)重要地位，部分產(chǎn)品還打入國(guó)際市場(chǎng)，與國(guó)際知名企業(yè)展開競(jìng)爭(zhēng)。這些成就降低了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)進(jìn)口材料的依賴，提高了產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的安全性和穩(wěn)定性。

從企業(yè)自身發(fā)展來(lái)看，道生天合實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)追隨者到行業(yè)引領(lǐng)者的蛻變。通過(guò)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展，構(gòu)建了完善的產(chǎn)業(yè)鏈布局。在研發(fā)上不斷加大投入，提升技術(shù)水平；在生產(chǎn)上建立了科學(xué)的生產(chǎn)管理流程和嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；在銷售上與眾多行業(yè)龍頭企業(yè)建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系，市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大。如今，道生天合已成為我國(guó)高性能熱固性樹脂材料領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，引領(lǐng)著行業(yè)的發(fā)展方向。

未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的持續(xù)拓展，道生天合有望在新材料領(lǐng)域取得更大的成就，為我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)，特別是在解決關(guān)鍵材料的“卡脖子”問(wèn)題上繼續(xù)發(fā)揮重要作用。