“新材料之王”大丝束碳纤维实现国产化！专利维度看国内碳纤维技术沉淀成色
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侃透天下专利事儿
爱炒碳纤维概念的投资人有风口了。
据说，上海石化的大丝束碳纤维生产线日前已实现中期交付，项目设备安装完了，就剩投产批量出货了。
什么是大丝束碳纤维？很牛吗？
很牛！通常将每束碳纤维根数大于4．8万根（简称48K）的称为大丝束碳纤维。
碳纤维，又黑又细又硬！
你懂得，比钢分量轻，但材料强度却是钢的N倍！国内一直无法规模生产这种材料！现在上海石化说准备就绪，好量产了！
跟风炒技术概念是一种信仰。
今天聊聊大丝束碳纤维的专利故事。
01上海石化做了啥？
碳纤维技术有很强的技术壁垒，目前仅有日本、美国等少数国家拥有并掌握。
上海石化联合众多高校、科研院所和企业，于2018年取得重大突破，成功试制出48K大丝束碳纤维，并贯通工艺全流程。
据了解，当项目建成投产后，原丝及碳纤维的单线产能将有所提高，生产成本降低，改善我国大丝束碳纤维全部依赖进口，长期供应不足的局面。
8月15日的官方新闻稿这样夸上海石化的功业！
请看：
上海石化是国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维生产技术的企业，此次中交的一阶段工程为上海石化碳纤维事业部原丝工厂的4条原丝生产线、2号碳纤维工厂的2条氧化碳化线，从原丝生产线到氧化碳化线，全部设备采用国产装备。且整个生产过程具有技术含量高、智能化程度高的特点。
02碳纤维
碳纤维（简称CF）是由聚丙烯腈、沥青或粘胶等有机母体纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量在90％以上的碳主链结构无机高分子纤维，外观呈黑色。
简单说，指的是含碳量在90％以上的高强度高模量纤维，其中含碳量高于99％的称石墨纤维。
这么细小的东西，到底是什么时候才被人们发明出来的呢？
此后碳纤维的发展也一直停滞不前，就这样过了几十年，到了20世纪中期，美国为了要解决武器中耐高温和耐烧灼的问题，碳纤维才真正的作为一种高端前沿的复合材料被人们研究，世界的科技大国也开始进入研发这种材料。
全球规模最大的碳纤维公司，是日本的东丽集团，可提供高超强度的高端碳纤维材料，美国的波音公司就给了日本东丽集团长达50年的订单。
碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。
2016年2月15日，中国突破日本管制封锁研制出高性能碳纤维。
碳纤维按丝束数量多少可分为大丝束和小丝束。
所谓大丝束是指每束碳纤维中有超过4万8千根丝（即48K，K表示碳纤维单丝的数量），目前，国内每束碳纤维基本处于1000根至1．2万根之间，称为小丝束。
大丝束成本低，较大程度的打破了碳纤维高昂价格带来的应用局限，适合大规模工业化应用，被称为“工业级材料”，但其生产控制难度大，全球76％的市场都被美日两国的公司垄断。
小丝束产量低、成本高，常用于国防军工、航空航天、体育休闲等领域，被称为“宇航级材料”。
根据赛奥碳纤维的统计，2021年全球大丝束需求量为5．14万吨，小丝束为5．11万吨。
03碳纤维的应用价值
高性能碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等装备必不可少的战略新兴材料。应用领域如下：
复合材料
碳纤维在传统使用中除用作绝热保温材料外，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。
土木建筑
碳纤维也应用在工业与民用建筑物、铁路公路桥梁、隧道、烟囱、塔结构等的加固补强，在铁路建筑中，大型的顶部系统和隔音墙在未来会有很好的应用。
用碳纤维管制作的桁梁构架屋顶，比钢材轻50％左右，使大型结构物达到了实用化的水平，而且施工效率和抗震性能得到了大幅度提高。
航空航天
碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略基础材料。将碳纤维复合材料应用在战略导弹的弹体和发动机壳体上，可大大减轻重量，提高导弹的射程和突击能力，如美国80年代研制的洲际导弹三级壳体全都采用碳纤维和环氧树脂复合材料。
碳纤维复合材料在新一代战斗机上也开始得到大量使用，如美国第四代战斗机F22采用了约为24％的碳纤维复合材料，从而使该战斗机具有超高音速巡航、超视距作战、高机动性和隐身等特性。美国波音推出新一代高速宽体客机的音速巡洋舰，约60％的结构部件都将采用强化碳纤维塑料复合材料制成，其中包括机翼。中国自行研制的碳纤维复合材料刹车预制件性能达到国际水平。
采用这一预制件技术所制备的的国产碳刹车盘已批量装备于国防重点型号的军用飞机，并在B757型民航飞机上使用，在其它机型上的使用也在实验考核中，并将向坦克、高速列车、高级轿车、赛车等推广使用。
新一代大型民用客机空客A380和波音787使用了约为50％的碳纤维复合材料。波音787的机身采用碳纤维，这使飞机飞得更快，油耗更低，同时能增加客舱湿度，让乘客更舒适。
汽车材料
碳纤维材料也成为汽车制造商青睐的材料，在汽车内外装饰中开始大量采用。碳纤维作为汽车材料，最大的优点是质量轻、强度大，重量仅相当于钢材的20％到30％，硬度却是钢材的10倍以上。所以汽车制造采用碳纤维材料可以使汽车的轻量化取得突破性进展，并带来节省能源的社会效益。
风力发电机叶片
世界上风力发电机组的发电机额定功率越来越大，与其相适应的风机叶片尺寸也越来越大。为了减少叶片的变形，在主乘力件如轴承和叶片的某些部位采用碳纤维来补充其刚度。碳纤维在风能、核能和太阳能等新能源领域也具有广阔的应用前景。
体育用品
碳纤维运用在运动休闲领域中，像球杆、钓鱼竿、网球拍、羽毛球拍、自行车、滑雪杖、滑雪板、帆板桅杆、航海船体等运动用品都是碳纤维的主要用户之一。
球棒和球拍框架是体育应用中的重要体现。据估计，每年的球棒的产量为3400万副。全世界40％的球棒都是由碳纤维制成的。
04国内哪些上市公司有碳纤维产品？
比如，之前全球风电整机巨头维斯塔斯碳纤维叶片核心专利拉挤工艺到期。
维斯塔斯专利到期后，拉挤法工艺有望快速实现普用，大量公司入局，带动风电叶片用碳纤维成本下降。
吉林碳谷（836077．BJ），该公司主要从事聚丙烯腈基（PAN）碳纤维原丝的研发、生产和销售产品覆盖1K、3K、6K、l2K、24K、25K、35K、48K、50K等聚丙烯腈基（PAN）碳纤维原丝，且是国内唯一市场化外销、产量最大的原丝制造龙头企业。
吉林化纤（000420．SZ）于2021年向碳纤维领域进军，目前的产品涉及碳纤维大小丝束，下游客户包括三一重能、上海电气、明阳电气等国内知名的风电叶片制造企业。
中复神鹰（688295．SH），于2013年在国内率先突破了千吨级碳纤维原丝干喷湿纺工业化制造技术，建成国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。目前专注于T700及以上高性能碳纤维的研发、生产和销售，是民品碳纤维龙头。
精功科技（002006．SZ）于2015年开始引进消化吸收海外碳纤维设备，2020年实现核心设备的国产替代，目前国内第一，是碳纤维设备领域龙头。
以上只是碳纤维上市公司中的一部分，包括恒神股份、光威复材、中简科技在内的其他公司也都在碳纤维领域进行了布局，具有不俗的行业地位。目前A股市场的碳纤维概念股合计有28家。
05从专利维度看大丝束碳纤维
上海石化那么高调，自然对大丝束碳纤维的生产是有底气的。
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原文标题:“新材料之王”大丝束碳纤维实现国产化！专利维度看国内碳纤维技术沉淀成色