2023光伏边框行业进展和各自成本等优势分析
光伏边框部分企业进展介绍
产业链进展：绝缘复合材料及建筑材料生产企业率先入局。
目前国内生产复合边框的企业主要以玻璃纤维、聚氨酯为原材料，生产厂商主要有德毅隆、沃莱新材、博菲电气等绝缘复合材料生产企业，及中材科技等建筑材料生产企业，产品均处于第三方认证及客户导入阶段。复材生态圈
德毅隆（复合边框）
浙江德毅隆科技股份有限公司是由国内外复合材料研发、光伏领域等资深专家联合创办的原创技术研发企业，拥有 30 年以上的复合材料型材拉挤生产经验，复合材料光伏边框研发已有 10 年历史。
图1：德毅隆 GRPU 产品耐腐蚀性实验结果
公司推出的玻纤增强聚氨酯边框产品（GRPU）耐腐蚀性强，解决了铝边框打孔边缘无法做耐腐蚀处理，导致边框的切口部分易腐蚀的问题，提高了海上光伏等具有强腐蚀性的应用场景下光伏组件的使用寿命。
除此之外，公司复合边框拉具有更高的屈服强度，拉伸强度在 990MPa 以内能实现100%回弹，降低了边框的残余变形及由此带来的玻璃边缘应力集中问题，减少了电池片隐裂风险。
图2：德毅隆 GRPU 产品力学性能实验结果
2023年2月24日，VDE检测认证研究所为亿晶光电颁发了使用复合材料光伏边框的组件产品认证证书，该边框选用德毅隆生产的玻璃纤维增强聚氨酯复合材料。
图3：德毅隆彩色复合材料边框产品
图4：2023上海SNEC光伏展 德毅隆展品
目前公司已具备年产5GW光伏组件边框型材的拉挤能力、25GW涂装能力；预计2023年年底将具备年产 25GW 光伏组件边框型材的综合产能；2025 年年底将具备年产75GW 光伏组件边框型材的综合产能。
图5：德毅隆单玻组件复合材料边框产品沃莱新材（复合边框）
江苏沃莱新材料有限公司是由深耕光伏领域近 20 年的研发团队创立的一家高科技企业，董事长赵世界先生为光伏胶膜企业斯威克前实控人。
公司专注于光伏组件复合材料边框的研发和生产，并以复合边框为应用基础，积极探索开发光伏行业其他新材料产品。
图6：沃莱新材复合材料边框产品结构
2023 年 2 月 6 日，公司获得 TÜV 南德意志集团颁发的光伏组件用复合材料边框证书，目前公司已经实现复合材料边框全系列产品矩阵销售，推出了适用于海上、屋顶分布式、地面集中式光伏专用产品。
图7：沃莱新材复合材料边框产品矩阵
图8：2023上海SNEC光伏展 沃莱新材展品2022 年公司实现项目开发稳定及部分大客户的导入，复合边框产量 1GW。公司预计 2023 年将完成2GW 的中批量生产并实现大客户部分订单的交付，2025 年实现40GW 的批量生产。博菲电气（复合边框）
浙江博菲电气股份有限公司主营电气绝缘材料等高分子复合材料的研发、生产与销售，具有较为完整的绝缘材料产品体系，能够根据客户差异化需求提供定制化产品，为风力发电、轨道交通、工业电机、家用电器、新能源汽车、水力发电等领域的绝缘材料应用提供系统化的解决方案。
2022 年公司实现营业收入 3.54亿元，同比-7%；实现归母净利润 0.69 亿元，同比-9%。
图9：博菲电气营业收入及增速（亿元、%）
图10：博菲电气归母净利润及增速（亿元、%）
2022年公司绝缘树脂业务实现收入1.85亿元，同比-14%；毛利率30%，同比-1pcts；槽楔及层压制品业务实现收入 0.64 亿元，同比-7%；毛利率53%，同比+5pcts。
图11：博菲电气营业收入构成（亿元）
图12：博菲电气各业务毛利率（%）2023 年 4 月，公司与海宁经济开发区管理委员会签订《年产 70000 吨新能源复合材料制品建设项目（一期）及总部项目投资协议书》，总投资不低于10 亿元。项目由公司新设立全资子公司博菲光伏投资建设，主要生产新能源复合材料制品。中材科技（复合边框）中材科技股份有限公司是我国特种纤维复合材料的技术发源地，拥有完整的非金属矿物材料、玻璃纤维、纤维复合材料技术产业链，是我国特种纤维复合材料领域集研发、设计、产品制造与销售、技术装备集成于一体的国家级高新技术企业。业务产品紧扣新能源、航空航天、节能减排、国防军工等应用领域，承继了原南京玻璃纤维研究设计院、北京玻璃钢研究设计院和苏州非金属矿工业设计研究院三个国家级科研院所多年的核心技术资源和人才优势。2022 年公司实现营业收入221.1 亿元，同比+9%；实现归母净利润 35.1 亿元，同比+4%。
图13：中材科技营业收入及增速（亿元、%）
图14：中材科技归母净利润及增速（亿元、%）
2022 年公司玻纤及制品业务实现收入91.4 亿元，同比+4%；毛利率 32%，同比-11pcts；风电叶片业务实现收入 65.0 亿元，同比-7%；毛利率 10%，同比-6pcts；锂电池隔膜业务实现收入 18.7 亿元，同比+66%；毛利率40%，同比+14pcts。2022 年公司玻璃纤维及制品实现销售 116 万吨，同比+5%。
图15：中材科技营业收入构成（亿元）
图16：中材科技各业务毛利率（%）永臻股份（铝边框）
永臻股份主要从事绿色能源结构材料的研发、生产、销售及应用，公司秉承“成为绿色能源结构材料应用解决方案领导者”的企业愿景，经过多年的精耕细作，目前已成为国内领先的铝合金光伏结构件制造商之一。
公司主营产品包括光伏边框产品、光伏建筑一体化产品（BIPV）、光伏支架结构件。
目前，公司拥有江苏常州、辽宁营口、安徽滁州三大生产基地，总占地规模近 500 亩，可年产 22 万吨光伏边框，拥有近 8,000 万套光伏边框的产能。
2022 年公司实现营业收入 51.8亿元，同比+75%；实现归母净利润 2.5 亿元，同比+160%。
图17：永臻股份营业收入及增速（亿元、%）
图18：永臻股份归母净利润及增速（亿元、%）2022 年公司光伏边框业务实现收入44.6 亿元，同比+70%；毛利率 11.2%，同比-0.7pcts。
2022 年公司实现铝边框销售18.64 万吨，同比+66%；销售均价 2.39 万元/吨，同比+0.05 万元/吨；单位毛利 0.27 万元/吨，同比-0.01 万元/吨。
图19：永臻股份光伏边框销量（万吨）
图20：永臻股份铝边框售价及毛利（万元/吨）鑫铂股份（铝边框）
鑫铂股份专业从事工业铝型材、工业铝部件和建筑铝型材的研发、生产与销售，公司的主要产品分为工业铝型材、工业铝部件及建筑铝型材三大类。
公司建立了从原材料研发、模具设计与制造、生产加工、表面处理至精加工工艺的完整的工业生产体系，具备全流程生产制造能力。
目前公司生产的铝型材及铝部件具备高强韧、质量轻、易加工、耐腐蚀等优良物理及化学性能，作为工业及建筑领域终端产品制造的材料或零部件，广泛应用于新能源光伏组件边框、支架及轨道交通等领域。
2022 年公司实现营业收入 42.2亿元，同比+63%；实现归母净利润 1.9 亿元，同比+55%。
图21：鑫铂股份营业收入及增速（亿元、%）
图22：鑫铂股份归母净利润及增速（亿元、%）2022 年公司实现铝边框销售17.62 万吨，同比+56%；销售均价 2.40 万元/吨，同比+0.1 万元/吨；单位毛利 0.28 万元/吨，同比-0.02 万元/吨。
图23：鑫铂股份铝制品销量（万吨）
图24：鑫铂股份铝制品售价及毛利（万元/吨）
光伏组件用聚氨酯复合材料边框研发与进展1、光伏边框市场规模预测2021年全球太阳能市场规模约185GW，对应边框市场约230亿，其中中国占80%，约200亿；2022年因俄乌战争及拉动内需，组件爆增，预计光伏组件产能增长约30%，边框市场约300亿；2023年产能增长约20%，预计边框可达360亿；按照每年20%的增长幅度，预计2028年边框市场可达到千亿。如果全部使用玻纤增强聚氨酯边框，需用玻纤400万吨/年，需用聚氨酯100万吨/年。2、玻纤增强聚氨酯复合材料边框的优异性能浙江德毅隆科技股份有限公司董事长、武汉理工大学兼职教授冯毅先生在光伏产业用玻璃纤维制品应用研发与市场推广座谈会的报告指出，玻璃纤维增强聚氨酯作为复合材料边框材料的主流类型 ，具有优异的耐候、绝缘性能和碳排放等多项优势。
耐腐蚀、耐盐雾玻纤增强聚氨酯复合材料边框具有高耐腐蚀、高耐盐雾的优越性能，是海洋及污水处理厂等耐腐蚀应用场景中光伏组件边框的不二选择。
承载更高背压沿海组件设计需要承载更高背压（约4000Pa）。传统边框需要增加厚度，增加成本。玻纤增强聚氨酯复合材料边框能充分发挥力学性能，较易满足4000Pa的背压要求。高屈服强度玻纤增强聚氨酯复合材料边框的屈服强度990MPa，是铝合金的5倍,保证在应力释放后组件100%回弹，没有残余变形，在25年的生命周期内可大幅降低硅片的隐裂。
防背玻爆裂玻纤增强聚氨酯材料弹性模量略低于玻璃，在风载动态下边框具有动载阻尼作用，可有效缓解背面玻璃爆裂的问题。
优良的绝缘性能传统边框材料是导体，每一块组件都需接地，增加了BIPV施工的难度及成本。玻纤增强聚氨酯复合材料边框具有优良的绝缘性能，不需接地。
多色彩选择传统边框颜色单一，要做其它颜色需增加费用。玻纤增强聚氨酯复合材料边框有多种颜色供用户选择，无需增加费用。
防组件弯曲变形玻纤增强聚氨酯材料边框与玻璃近乎一样的膨胀系数，有效保证组件从工厂端到寒冷地区时不会发生弯曲变形的现象发生。
低碳排放
2025年后出口到欧洲的组件有碳排放指标的要求。GRPU边框是低能耗产品，经初步计算，从最初级原料（石油及矿石）到制成组件边框再到第一次回收利用作为一个生命周期，GRPU边框的碳排放指标只有传统边框用材的12%，降低组件出口碳排放。
34项具体税目产品中，进口量最大的是无捻粗纱，达到0.77万吨，占进口总量的24.4%。
3、玻纤增强聚氨酯复合材料边框的应用场景
一种非金属材料解决方案，玻璃纤维增强聚氨酯复合材料边框拥有金属边框所不具备的优势，既可以为光伏组件制造商带来明显的降本增效，又适合多场景、多色彩需求的分布式项目使用环境。
GRPU复合材料边框的运用场景包括：组件出口、BIPV发电、分布式发电、渔光互补、腐蚀性区域发电、沿海及水面发电等。
随着能源需求不断增长，光伏发电市场发展空间广阔。从目前的市场趋势来看，新型复合材料拉挤边框技术将主导光伏行业的未来发展，成为推动光伏行业发展的重要力量，属于光伏行业的新时代已经到来。
为加快光伏用玻纤制品研发及推广工作开展，发掘和培育玻纤应用新市场，助力相关技术进步和产业化发展，中国玻璃纤维工业协会已发起成立光伏用玻纤制品研发推广工作组，各项具体工作正在稳步推进中。
光伏边框：铝合金、钢材、复合材料性能对比和成本分析
光伏边框是组件的重要组成部分，是主要用于固定、密封光伏组件的框架结构材料，对组件寿命影响较大，耐候性要求高。
按材料划分，光伏边框可分为铝合金边框、钢边框、复合材料边框，其中铝合金边框使用广泛，目前渗透率达到95%以上，价格在光伏组件成本中占比约为10%，目前仅次于电池片。
2023上海SNEC光伏展 江阴聚鑫能源复合材料边框：材料成本低、耐候性能出色、绝缘、轻质美观。光伏复合边框相较铝合金边框有四大优势：材料成本低、耐候性能出色、绝缘、轻质美观。
当前复合材料边框价格较铝边框低20%-25%，后续有望进一步降低售价；复合材料边框耐湿热、耐酸碱、耐盐雾，广泛应用于严酷的环境；复合材料边框系统无需接地，有助于降低系统端PID风险，提高系统运维安全性；复合材料边框轻量化且美观，便于运输安装。
2023上海SNEC光伏展 德毅隆
复合材料边框有望在海上光伏等环境严苛或对美观度有要求的BIPV/BAPV等应用场景率先应用，并在未来凭借成本及耐候性优势实现对铝边框的全场景替代。
2023上海SNEC光伏展 科思创
我们假设2023-2025年全球组件需求约为419/548/684GW，其中集中式项目组件需求197/252/308GW，分布式项目组件需求222/296/376GW。
保守情形下，2025年复合材料边框需求可达到132GW，渗透率达到19%，市场规模可达到72亿元，对应玻璃纤维/聚氨酯需求约45/12万吨；积极情形下，2025年复合材料边框需求可达到264GW，渗透率达到39%，市场规模可达到145亿元，对应玻璃纤维/聚氨酯需求约90/23万吨。
光伏组件边框：目前铝边框为主，成本占比大
光伏边框是组件的重要组成部分，是主要用于固定、密封光伏组件的框架结构材料，对组件寿命影响较大，耐候性要求高。
图1：光伏单玻组件结构示意图
随着N型电池渗透率逐步提高，组件功率不断提升，但同时组件平均尺寸也在增加，未来光伏组件边框单W用量将呈现缓慢下行的趋势。
图2：各种尺寸电池片占比（W）
图3：单套组件功率展望（W）表1：各类光伏边框对比
铝合金边框：光伏铝合金边框以铝为主要金属材料，主要生产环节分为熔铸、挤压、氧化、深加工四个主要阶段。
图4：光伏铝边框生产流程熔铸：将废铝加入合金化炉或熔化保温炉内熔化，按比例加入合金改性剂配料，调整合金成分和温度，将符合工艺要求的铝合金熔体导入直冷式成型机成型，供给挤压车间使用；挤压：通过挤压机设备，迫使铝棒产生塑性形变并从挤压模具的模孔中挤出；氧化：铝合金在硫酸溶液内经过电化学反应，阳极氧化形成氧化铝保护层；深加工：对氧化后的铝型材进行进一步的制成，形成便于组装的光伏边框。铝边框价格在光伏组件成本中占比约为10%，目前仅次于电池片。国内从事光伏边框生产的企业较多，主要为铝型材制造企业。以产能口径测算，2022年底CR2市占率约为32%，CR4市占率约为51%。
图5：光伏单玻组件各部分成本占比（%）
图6：2022年底光伏铝边框竞争格局（万吨、%，产能口径）
铝边框主要以原材料价格+加工费的形式定价，加工费保持相对稳定。以永臻股份为例，2022年铝边框销售均价2.39万元/吨，单位毛利0.27万元/吨。
图7：永臻股份铝边框售价及毛利（万元/吨）
图8：6063铝棒均价（元/吨）随着N型电池渗透率逐步提高，组件功率不断提升，但同时组件平均尺寸也在增加，未来光伏组件铝边框单W用量将呈现缓慢下行的趋势。
图9：光伏铝边框用量预测（万吨/GW）
预计组件铝边框单位价值量将由2021年的1.51亿元/GW逐步下降至2025年的1.03亿元/GW，市场规模将由2021年的320亿元逐步提升至2025年的708亿元。
图10：铝边框单位价值量（亿元/GW，含税）
图11：铝边框市场规模（亿元）
复合材料边框：光伏复合边框以玻璃纤维、聚氨酯或其他树脂为主要材料，主要生产环节分为玻璃纤维粗纱排布、注胶、挤压模塑及固化、牵引及切割、喷涂五个主要阶段。玻璃纤维粗纱排布：将玻璃纤维从张力多层纱架上通过导纱板引入密封浸胶盒中进行浸渍；注胶：密封注胶盒有全自动配供料装置，根据检测到的密封注胶盒内的压力、胶位自动注胶；挤压模塑及固化：浸渍后的玻纤进入固化模具进行加热固化定型得到玻纤板；牵引及切割：在固化模具的出口端加装对中校正机构，使固化后的玻璃纤维板保持设定的直线度从模具中牵引拉出；喷涂：对切割后的材料件进行涂层喷涂，主要为了增加边框的耐候性及耐腐蚀性，涂层通常为水性聚氨酯或氟碳涂料；
图12：典型光伏复合边框生产流程复合边框相较铝合金边框有四大优势：材料成本低、耐候性能出色、绝缘、轻质美观。复合边框有望在海上光伏等环境严苛或对美观度有要求的BIPV/BAPV等应用场景率先应用，并在未来凭借成本及耐候性优势实现对铝边框的全场景替代。材料成本低：当前复合材料边框价格较铝边框低20%～25%，后续有望进一步降低售价；耐候性能出色：耐湿热、耐酸碱、耐盐雾，广泛应用于严酷的环境；绝缘：系统无需接地，有助于降低系统端PID风险，提高系统运维安全性；轻质美观：轻量化且美观，便于运输安装；目前国内生产复合边框的企业主要以玻璃纤维、聚氨酯为原材料，生产厂商主要有德毅隆、沃莱新材、博菲电气等绝缘复合材料生产企业及中材科技等建筑材料生产企业，其复合边框产品均处于第三方认证及客户导入阶段。预计2023年末，复合材料边框产能有望超过50GW；2025年末，产能有望超过190GW。表3：各家企业复合材料边框产能梳理（GW）
各家企业生产的复合材料边框原材料用量略有差异，以常规玻纤聚氨酯复合边框为例，玻璃纤维用量占比在75%～80%不等，聚氨酯在20%～25%不等。振石集团则使用更高比例的非聚氨酯树脂，以提高拉挤生产效率。表4：复合材料边框原材料用量占比（%）
当前玻璃纤维及聚氨酯均处于价格下行通道，预计未来复合材料边框成本有望进一步降低，成本优势持续体现。
图13：玻璃纤维均价（元/吨）
图14：聚氨酯均价（元/吨）此外，部分复合边框会添加少量氟碳涂料或水性聚氨酯等树脂涂层以提高耐候性能，根据应用场景的不同，涂层的材料选择及用量也有不同。海上光伏项目对边框耐候性、耐酸碱、耐腐蚀能力要求较为严苛，适配的复合边框中用于增加耐候能力及机械强度的氟碳涂料用量有所上升，通常成本及价格会更高。
图15：PVDF均价（元/吨）以当前主流方案进行测算，各类原材料单GW价值量如下：表5：复合材料边框单位成本拆分
相较于铝合金边框，复合材料边框密度较低，但基于强度要求厚度有所提升，故单位用量与铝合金边框接近。
图16：光伏复合边框用量预测（万吨/GW）目前复合材料边框处于实验室模拟及海上光伏小规模项目实证阶段，团体标准编制也还处于起草阶段，后续伴随着行业标准落地及各大企业产品验证推进完成，复合材料边框有望迎来跨越式发展。
图17：复合材料边框团体标准编制进度计划复合边框对铝边框替代的敏感性分析我们假设2023-2025年，全球光伏新增装机分别为335/438/547GW，同比增速45.7%/30.7%/24.9%，对应全球组件需求约为419/548/684GW，其中集中式项目组件需求197/252/308GW，分布式项目组件需求222/296/376GW。表6：光伏行业装机容量假设预计2025年组件边框需求可达到10.8亿套，铝边框价值量可达到1.03亿元/GW。
表7：铝边框价值量测算（不考虑复合边框替代）
随着原材料价格下降，复合边框定价折扣增大，2025年价值量达到0.55亿元/GW。表8：复合边框单位价值量预测
保守情形：假设部分集中式光伏项目基于降本需求对铝边框进行替代，集中式项目复合边框渗透率缓慢提升至2025年的20%；部分分布式光伏对组件安装便利性及美观度要求提高，分布式项目复合边框渗透率缓慢提升至2025年的19%，则2025年复合材料边框需求可达到132GW，渗透率达到19%，市场规模可达到72亿元。表9：保守情形复合边框市场规模测算
积极情形：假设部分集中式光伏项目基于降本需求对铝边框进行替代，集中式项目复合边框渗透率逐步提升至2025年的40%；部分分布式光伏对组件安装便利性及美观度要求提高，分布式项目复合边框渗透率逐步提升至2025年的38%，则2025年复合材料边框需求可达到264GW，渗透率达到39%，市场规模可达到145亿元。表10：积极情形复合边框市场规模测算
聚氨酯拉挤工艺介绍1、聚氨酯/玻纤复合材料简介近年来，聚氨酯树脂以其韧性好、固化快、无苯乙烯烟雾等优点使其复合材料脱颖而出。随着人们对聚氨酯成型技术的掌握和在控制其反应性以延长其适用期方面的进步，聚氨酯已进入长期由不饱和聚酯和乙烯基酯树脂主宰的复合材料领域。在过去，聚氨酯复合材料主要是用结构反应注射法（SRIM）成型的汽车内饰件和外部件，如皮卡车箱、车底板、行李架、内门板等（聚氨酯经过发泡）。然而在近几年中，聚氨酯复合材料发展了拉挤、缠绕、真空灌注和长纤维喷射等技术，主要用不发泡的聚氨酯复合材料来制造窗框、浴缸、电灯杆和卡车、越野车的大型部件等。聚氨酯拉挤：聚氨酯拉挤一般具有低粘度、中度至高度反应性、良好的冲击强度和韧性以及短梁剪切性能。与其他材料相比，用聚氨酯拉挤可产生多种效益。它可以提高制品中玻璃纤维含量而使制品强度大大提高。例如，用玻璃纤维与聚氨酯树脂拉挤窗框，所得窗框的强度比PVC窗框高8倍，其导电性比铝低40倍，因而绝缘性能好得多。同时，因为聚氨酯拉挤窗框的脆性更小，它们不会开裂而经久耐用。高性能聚氨酯/玻璃纤维复合材料是一种以高硬度聚氨酯弹性体为基体材料,玻璃纤维为增强材料,采用连续拉挤工艺生产的一种具有高强度、高模量、轻质高分子复合材料。聚氨酯拉挤技术的产品不仅比传统材料具有更高的强度、更好的隔热保温效果，而且更轻质环保。其应用领域十分宽广，从最初的华丽浴缸，到冲浪和滑雪板，再到今天的窗框、集装箱地板等创新应用，聚氨酯复合材料已融入了我们日常生活的方方面面。据报道，在过去的几年中，中国对于复合材料的需求已呈现逐步增长的态势。复合材料是一种高科技材料，是将几种材料的特性整合成为一种具有卓越新性能的全方位解决方案。正是因为材料的独特性能，比如轻质、高强度和刚性、以及能够帮助实现更高的成本效率和生态责任，所以聚氨酯复合材料已备受各行业的关注。尤其是在建筑和运输行业，创新的技术与应用，更是备受瞩目。2、聚氨酯/玻纤复合材料性能特点经过数年开发，国外聚氨酯拉挤成型已实现商业化。在聚氨酯拉挤过程中，可以使用更多的增强纤维，使制品强度大大增高。同时，由于聚氨酯本身优异的冲击强度、拉伸强度和层间剪切强度，制品可制得更薄更轻。例如，可用更少的连续原丝毡而更多的无捻粗纱来制得更薄的工字梁，使工字梁的厚度从3.3mm减少到2.6mm，同时保持其纵向刚度不变。这样制品就减少了13%重量和7%成本。另外，由于拉挤聚氨酯制品脆性更小，从而可用常规方式装配而不开裂和破碎。具体看，采用聚氨酯拉挤技术，有以下几方面的明显优点。(1)、用传统树脂拉挤某些型材时，可能要求使用多达4或5种不同的玻璃纤维毡。这些毡必须裁切造形。采用聚氨酯拉挤，常常可以用玻纤无捻粗纱来代替玻纤毡。取消玻纤毡后就减少了原料成本以及操作毡所耗的劳力成本。毡还容易破碎，碎片可能堵塞机器，影响生产。取消毡后，在很多情况下都能提高生产线速度，从而提高成本效益。另一方面，用无捻粗纱代替毡后，纤维体积含量可以增至80%左右，而大多数非聚氨酯拉挤制品的纤维含量为60%。这样，更高的玻纤含量与性能更好的树脂相结合，打造了强度和刚度更好的聚氨酯拉挤型材。主要热固性树脂/玻纤复合材料性能对比
(2)、聚氨酯拉挤制品更高的强度性能开拓了一些新的应用。这些制品可以用于聚酯树脂不能胜任的用途，在建筑、基础设施和交通运输市场代替钢和铝材。(3)、将原有的拉挤系统转换成聚氨酯拉挤系统比较简单、方便和经济，无需大的投资。原有的模头、加热器和机组仍可使用。(4)、除了上述物理性能和成型优点之外，聚氨酯拉挤制件还具有装配优点，特别是紧固方便。由于聚氨酯的强度，在聚氨酯拉挤制品上装入螺钉时，不需预先钻孔，这样就可节省时间和劳力。反过来，在聚氨酯拉挤制品中拔出螺钉所需的力量是在聚酯拉挤制品中拔出螺钉所需力量的两倍多。(5)、同样纤维结构下，聚氨酯/玻纤拉挤产品的所有性能均好于普通热固性树脂，弯曲模量接近，冲击强度大大提高，螺钉拉拔强度高，开口抗裂口扩展性好，耐磨性优，很好的二次加工能力，耐热240度以上。 (6)纯聚氨脂/玻纤是目前性能最好的拉挤复合材料，材料截面复杂，表面光滑，拉挤速度快，耐水、酸、碱、盐是最好的，耐燃好，可涂装，脂肪族聚氨脂体系，无溶剂，无苯乙烯，环境友好。3、聚氨酯/玻纤复合材料主要用途1）、用于建筑材料近年来，建筑节能已然成为了中国可持续发展的重要组成部分，而在建筑中，门窗、外墙、屋面和地面为建筑主要能耗的四大部位,而门窗的绝热性最差。据估计，就我国的典型围护部件而言，门窗的能耗约为墙体的4倍、屋面的5倍、地面的20多倍,约占围护部件总能耗的40%～50%。因此增强门窗的保温隔热性能,减少门窗能耗,是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。复合材料在应用中的兴起，带给了我们新的思路，使其应用于建筑节能门窗的改造成为可能。聚氨酯拉挤窗框，相较于传统材料，它具有更强的尺寸稳定性、更高的横向力学性能，更高的比强度和刚性，同时具备更好的隔热保温效果。再加上聚氨酯材料科技的独特拉挤工艺，该材料不含有机挥发物(VOC)，因此也十分环保。玻璃纤维增强聚氨酯拉挤门窗型材，是以玻璃纤维为增强材料，以聚氨酯为基体，通过先进的注射浸胶拉挤工艺生产出的门窗型材。GRPU门窗型材的开发，是为了向高层建筑提供总传热系数K ≤ 2.0 W/(m•K)的节能窗解决方案。聚氨酯（PU）拥有先天的隔热能力，在节能门窗行业内早已被用来制造泡沫填缝剂、密封胶条、隔热条，将聚氨酯用于制造节能窗整个窗框，这在国内尚属首创。
GRPU窗框的优势是由GRPU材料本身的性能特性决定的，GRPU 作为一种新型的复合材料，窗框是新的增长点，使用这种树脂，可以制得更大、更薄而强度足够的型材，用于大窗框甚至幕墙。据称这种窗框比铝、木和塑料窗框好得多。具有优良的胀缩性能，可耐受各种气候条件，从北极严寒到到沙漠酷热以及海边潮湿。可经涂漆或后加工而形成木质外观。聚氨酯复合窗框有如下基本特性：高隔热性GRPU型材和实木、PVC一样，拥有很低的导热系数，室温下为0.22W/m•K，只有铝合金的约1/700，是优良的绝热材料。低热膨胀GRPU的线性热膨胀系数约为7×10-6/K，远低于铝合金，与墙体的线性热膨胀系数相近；因此，在温度变化时，GRPU 材质的框体不会与墙体产生缝隙，密封性良好，同时保证了整窗在温差较大的环境下的隔热性。耐腐蚀GRPU型材对大部分酸、碱、盐、有机物，以及海水、潮湿空气都有很强的抗蚀力；而且不锈不朽，耐腐蚀性能优于其他材质门窗型材。尤其适用于沿海、有腐蚀性的以及一般潮湿场所。电性能佳GRPU型材是良好的绝缘材料，不受电磁波作用，不反射无线电波；对通讯系统的建筑有特殊的用途。2）、聚氨酯/玻纤复合材料用于集装箱地板更“轻盈”、更耐用的集装箱拜耳公司与Conforce公司开发的EKO-FLOR复合地板系统。由于材料的高拉挤效率、高强度和刚性以及出色的抗冲性和耐磨性，为集装箱运输行业增色不少。Conforce是德国化工企业拜耳的合作伙伴，这种复合增强材料经过研发者多年的研制，至少被认为有五大优点：一是低重量，可降低运输中的能源量；二是具备一个可完整抵抗所有类型产品（水、油、异味、微生物）；三是生产所需能源整体很低；四是增加货柜容器的使用寿命；五是具有可重复使用和回收的地板。新的货柜用料特别讲究，一个40尺大柜可减少重量550公斤，从而减少运输所需的能源。与传统的以木质为基础的材料相比，使用聚氨酯挤拉工艺的材料，重量会减轻22%，整船整车集装箱的油耗和运输成本也就大大降低了。在轻质的同时，又保持了足够的坚韧性能，这一特性也降低了维护成本，增加了集装箱的使用寿命。传统集装箱木地板使用寿命只有5～10年，而EKO-FLOR聚氨酯拉挤地板的使用寿命可超过20年。法国达飞轮船最近与加拿大Conforce国际公司合作，开发一种非实木的复合集装箱地板，名称：Eko-flor，期望用此新科技研制的辅件来替代实木地板，以减少对环境的污染和雨林木材的砍伐。3）、铁路枕木在欧洲，铁路建造者越来越多地关注用日本积水化学公司拉挤的FFU（纤维增强泡沫聚氨酯）枕木来代替木质或混凝土枕木。经过几次成功应用之后，最近在德国勒弗库森化工园又安装了一支线路系统，共使用了136根FFU枕木。这些枕木由积水化学公司提供，所用聚氨酯来自拜耳材料科学公司设在日本的供应商。据称这种枕木看似木材，结合了天然产品和现代设计的所有优点。它可用普通木工工具进行锯、刨、钉、上螺丝和胶粘等加工。其热膨胀系数和导热率都很低。由于有纤维增强，其抗压、抗拉、抗弯强度都很高，使用寿命比传统枕木长3倍多。由于其闭孔结构，它即使在暴雨中也吸水极少，因而不影响其优良的电绝缘性能。该材料还耐水解、油脂、海水、霜冻和除冰盐，在长期气候条件下也保持稳定。其重量和现场加工性能大大优于混凝土，可制成任意长度，不需为每种长度另制模具。其生态性能也是一大优点，制造时不使用溶剂，使用后可以循环利用。由于这些优点，FFU枕木特别适于在隧道、桥梁使用。在日本，每年要铺设9万多根聚氨酯枕木，现在已有130多万根投入使用。日本著名的高速列车“新干线”的铁轨就使用了这种枕木。4）、其它用途聚氨酯的拉挤制品包括型材、杆件和板材，如梯子杆、工具柄、电线杆横担、电杆、曲棍球杆、码头片桩、货柜板材等。4、聚氨酯复合材料生产原料及设备1）、主要材料聚氨酯材料（包括多元醇、异氰酸酯、催化剂、消泡剂、润滑剂、脱模剂等）及玻璃纤维，其中玻纤占80%-85%。2）、主要设备玻纤导纱架、聚氨酯浇注机、成型牵引机、切割机等，拉挤设备造价大约20万元（20吨牵引力），聚氨酯设备10～15万元。
5、聚氨酯复合材料生产流程工艺流程：
生产效率：根据不同规格，拉挤速度1.2～3m/min不等，宽度大于50cm。
拉挤工艺中所用的原料及其功能拉挤成型工艺是将浸透胶液的连续无捻粗纱、毡、带或布等增强材料，在牵引力的作用下，通过模具加热挤拉成型、固化，连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。拉挤工艺用原材料1、树脂基体在拉挤工艺中，应用最多的是不饱和聚酯树脂，还有环氧树脂、乙烯基树脂、热固性甲基丙烯酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂、聚氨酯树脂等。(1)、不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂用作拉挤的基本上是邻苯和间苯型。间苯型树脂有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。目前国内使用的较多的是邻苯型，因其价格较间苯型有优势，但质量因生产厂家不同差距较大，使用时要根据不同的产品慎重选择。(2)、乙烯基酯树脂乙烯基酯树脂具有较好的综合性能，可提高耐化学性能和耐水解稳定性。(3)、环氧树脂环氧树脂和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，具有优良的力学性能、高介电性能、耐表面漏电、耐电弧，是优良绝缘材料。(4)、酚醛树脂酚醛树脂它是最早的一类热固性树脂。具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能，目前酚醛树脂已成功应用在拉挤成型工艺中。(5)、聚氨酯树脂聚氨酯（PU），是多苯二异氰酸酯、聚醚多元醇，在催化剂三乙烯二胺存在的情况下交联固化，形成高聚物。2、增强材料拉挤工艺用的增强材料主要是玻璃纤维及其制品，如无捻粗纱、玻璃纤维毡等。为了满足制品的特殊性能要求，可用芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维及玄武岩纤维等。玻璃纤维用于拉挤工艺的玻璃纤维主要有无碱、中碱和高强玻璃纤维。玻璃纤维制品的品种有：①无捻粗纱无捻粗纱有并股纱和直接纱，线密度为1100（1200）号到4400（4800）号。要求：成带性好；退解性好；张力均匀；线密度均匀；浸透性好。②玻璃纤维毡片短切毡要求：面积质量均匀；短切原丝、粘结剂分布均匀；适中的干毡强度；优良浸透性。用于强度要求不太高的制品。连续毡增强效果较短切毡好。要求同上。表面毡起到表面修饰作用和耐酸性。缝合毡不含粘结剂，浸透性能好，价格较低。③玻璃纤维缝编织物玻璃纤维缝编织物可以增加制品的抗张强度及抗弯强度；减轻制品的重量；制品表面平整光滑。组合玻璃纤维增强材料，可调整制品的横向和纵向强度。3、辅助材料（1）、引发剂引发剂的特性通常用活性氧含量、临界温度、半衰期来表示。目前常用的引发剂有：MEKP(过氧化甲乙酮）、TBPB（过氧化苯甲酸叔丁酯）、TRIGONOX C BPO（过氧化苯甲酰）、PERKADOX CH-50、PERKADOX CH-50X、PERKADOX CH-50L、TBPO（过氧化异辛酸叔丁酯）、TRIGONOX 21S BPPD(过氧化二碳酸二苯氧乙基酯）、PERKADOX 16[过氧化二碳酸双（4—叔丁基环已酯]等。实际应用中很少有用单组分的，通常都是双组分或三组分按不同的临界温度搭配使用。（2）、环氧树脂固化剂环氧树脂固化剂常用的有酸酐类、叔胺、咪唑类固化剂。（3）、着色剂拉挤中的着色剂一般以颜料糊的形式出现。4、填料填料可以降低制品的收缩率，提高制品的尺寸稳定性、表面光洁度、平滑性以及平光性或无光性等；有效的调节树脂粘度；可满足不同性能要求，提高耐磨性、改善导电性及导热性等；大多数填料能提高材料冲击强度及压缩强度，但不能提高拉伸强度；可提高颜料的着色效果；某些填料具有极好的光稳定性和耐化学腐蚀性；可降低成本。选择填料的粒度最好要有个梯度，以达到最佳，的使用效果。现在也有对填料进行表面处理来加大用量。5、脱模剂脱模剂具有极低的表面自由能，能均匀浸湿模具表面，达到脱模效果。优良的脱模效果是保证拉挤成型工艺顺利进行的主要条件。早期的拉挤成型工艺是用外脱模剂，常用的有硅油等。但用量很大且制品表面质量不理想，现已采用内脱模剂。内脱模剂是将其直接加入到树脂中，在一定加工温度条件下，从树脂基体渗出扩散到固化制品表面，在模具和制品之间形成一层隔离膜，起到脱模作用。内脱模剂一般有磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸盐类、三乙醇胺油等。其中以硬脂酸锌的脱模效果较好。在拉挤生产中，人们通常更愿意使用在常温下为液体状的内脱模剂。目前市售的内脱模剂多为伯胺、仲胺和有机磷酸酯与酯肪酸的共聚体的混合物。6、其它在拉挤生产中还须根据制品的特殊要求和工艺需要添加一些其它辅助材料大致有：偶联剂——可以增加增强材料与树脂之间粘合强度，提高玻璃钢的性能，改善界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。常用的有硅烷偶联剂。阻聚剂——在夏天的生产中胶料常会发生自聚，可以适当添加，以延长适用期。常用的阻聚剂有：a-甲基苯乙烯、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚。增韧剂——具有降低玻璃钢脆性和提高玻璃钢抗冲击性能。常用的增韧剂有苯乙烯类、聚烯烃类和苯二甲酸酯类。一般用于环氧树脂的拉挤生产中。稀释剂——可以降低树脂粘度，改善树脂对增强材料、填料等的浸润性；控制固化时的反应热；延长树脂固化体系的适用期；填料用量增加，降低成本。不饱和聚酯用的稀释剂主要是苯乙烯、a-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸单体等。酚醛树脂用稀释剂主要是酒精、丙酮等溶剂。环氧树脂用稀释剂有邻苯二甲酸二丁酯、含有环氧基团的低分子化合物等。抗氧剂——能抑制或减缓高分子材料自动氧化反应速度。主要有二芳基仲胺、对苯二胺、酮胺、醛胺、单酚、烷基化多酚及硫代双酚等。光稳定剂——能够抑制或减弱光降解作用，提高聚合物和复合材料耐光性能的物质，由于大多数光稳定剂都吸收紫外光，所以习惯上把这类物质称为紫外线吸收剂。主要有水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类及有机镍络合物等。热稳定剂——能防止和减少聚合物在加工和使用过程中受热而发生降解或交联，延长玻璃钢使用寿命。常用的有盐基类、脂肪酸皂类、有机锡化合物、复合型热稳定剂。阻燃剂——能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传插。最常用的和最重要的是阻燃剂是磷、溴、氯、锑和铝的化合物。
普通环氧树脂和聚氨酯的比较聚氨酯和普通环氧树脂优缺点：聚氨酯、环氧树脂，都是双组份的，使用设备、操作方法基本相同。但是，聚氨酯与环氧树脂之间仍然存在一定的区别。聚氨酯（PU），是多苯二异氰酸酯、聚醚多元醇，在催化剂三乙烯二胺存在的情况下交联固化，形成高聚物。聚氨酯具有较好的粘结性、绝缘性、耐候性等特点，硬度可以调整二异氰酸酯和聚醚多元醇的含量而改变，能够运用到各种电子电器设备的封装上。与环氧树脂相比，毒性大。而环氧树脂一般由双酚A环氧树脂、固化剂（胺类或酸酐）、助剂、填料等组成，室温固化时间较长，可以加热固化，固化后粘接强度大，而且硬度一般也比较大，可以做成透明的，用于封装电器模块和二极管等。但聚氨酯具有更好的耐候性能，高低温下不开裂，价格稍贵。环氧树脂涂料一种高强度、耐磨损、美观的地板，具有无接缝、质地坚实、耐药品性佳、防腐、防尘、保养方便、维护费用低廉等优点。可根据客户的要求设计多种方案，如薄层涂装、1～5mm厚的自流平地面、防滑耐磨地板、砂浆型地板、防静电。防腐蚀地板等。产品适用于各种场地，如厂房、机房、仓库、实验室、病房、手术室、车间等。简要说明：聚氨酯和普通环氧树脂产品用途：两者产品用途要求加强抗压拉力的水泥地面或防强酸、强碱化学溶剂腐蚀的地面及排水沟.如化工、冶金厂、电镀厂、发电厂、制药厂、PCB线路板厂、造纸厂、五金厂、印染厂等产品特性：1、两者都具有抗拉伸性好，不龟裂、不脱落等性能；2、两者都具有耐强酸、碱、盐及各种油类物质腐蚀等性能；3、两者都具有防尘、防水、表面耐磨损、耐重压、抗冲击等性能；4、前者面漆适用于室外，后者适用于室内；而后者最大的弱点或缺点是怕强紫外线照射，在强的紫外线照射下会发生黄变，即褪色，但不会分解也影响使用；不过前者较后者在耐候性方面改良了很多，尤其黄变的时间前者比后者长了许多，因此前者常常被用于室外的施工要求。
来源：CPIA、复材殿堂、德毅隆、富金、艾邦等网络，由复材先生汇总。
版权声明：复材云集尊重版权并感谢每一位作者的辛苦付出与创作；除无法溯源的文章，我们均在文末备注了来源；如文章视频、图片、文字涉及版权问题，请第一时间联系我们，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容！
