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高铁尼龙的市场“蛋糕”究竟有多大?你根本想象不到!

来自中国国家铁路集团有限公司2019年统计公报的数据显示,截至2019年末全国铁路营业里程13.9万公里以上,其中高铁3.5万公里


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全国动车组运行图(中国铁路上海局集团有限公司 宋文斌制作


目前我国铁路规划建设配套用尼龙工程塑料量为7t/km以上,仅紧固件一项就要用到5000 套/ km。高速铁路的快速发展带动了我国尼龙专用料需求量的快速增长。(数据来源《尼龙工程塑料在高铁中应用》-郑宁来)




尼龙用于高速铁路上可以有效解决机车抖动、噪音大的问题,并能确保轴距稳定,减少维修次数,特别是具有优良的抗振性,对保障高速铁路机车的平稳运行至关重要。


与金属部件比,尼龙部件具有质轻、防锈、抗振、抗冲击,长期热稳定性和绝缘性好等特点,而且流动性高、加工性能优异,设计灵活性大,易于实现部件一体化,减少了部件数和组装工序,提高了安装效率,易维修。



1940年5月,杜邦制作了以尼龙为材料的丝袜


国外先进国家在20 世纪70 年代就开始将改性尼龙工程塑料应用在铁路轨道用的紧固件中。历经30 多年使用和验证,改性尼龙工程塑料已经广泛应用到了轨距块、挡板座和套筒等紧固件中。


国内和国外在PA上的应用有很大不同

国外比较倾向于原料化,即在生产的时候就考虑好使用用途,然后按照这个配方大批量生产,当遇到其他方面用途的时候再研发其他型号再次大批量生产,他们这种方法的好处就在于不需要进行工序复杂的改性,而是选择相应牌号的原料即可,方便快捷但价格相对较高。


国内往往是生产好一大批通用型PA,各种性能都比较均衡,没有什么特别突出的亮点,是作为基料使用的。往往需要改性厂家根据制品厂家的物性要求进一步深加工,通过添加增强材料、增韧剂、阻燃剂、抗氧剂、相容剂等来提升相应的性能。





尼龙在铁路轨道中的应用





01
尼龙在弹条Ⅰ、Ⅱ型扣件系统中的应用


弹条Ⅰ、Ⅱ型扣件系统的尼龙挡板座的作用是保护轨枕挡肩、保持绝缘并保证轨距,这就要求所用材料具备高韧性、高强度和好的绝缘性能。



弹条Ⅰ型扣件系统实物图



弹条Ⅰ型扣件系统示意图


以PA66作为基材树脂,利用复合增韧体系对其进行增韧,使复合材料具有高韧性的同时具备较高强度。使用这种材料制得的挡板座具备较高的低温冲击强度和较小的压缩变形,目前已广泛应用在全国铁路干线上。



尼龙挡板座(图片来自江苏海迅实业集团)


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TB/T 1495.5-2003


02
尼龙在弹条Ⅲ型扣件系统中的应用


弹条Ⅲ型扣件系统没有螺栓也没有挡肩。


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弹条Ⅲ型扣件系统实物图


弹条Ⅲ型扣件系统的绝缘轨距块使用玻纤增强PA66,具备很高的强度,它保持轨距的能力远大于弹条Ⅰ型、Ⅱ型扣件挡板座。以PA66为基体树脂,用无碱长玻璃纤维增强,同时用复合增韧剂增韧,利用玻纤增强PA66复合材料制成的绝缘轨距块大幅提高了抗冲能力,保证了铁道运输的安全性。


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尼龙轨距块(图片来自江苏海迅实业集团


03
尼龙在铁道岔枕套管上的应用


现在几乎许多的高铁都设计了新型铁路道岔,都是采用的混凝土岔枕,岔枕当中配制的塑料绝缘套管,可以缓解由于列车提速对轨道造成的影响,它是铁路岔枕的关键部件之一,对材料的性能要求苛刻,关系着道岔的使用时间和高铁的安全的行驶,要求高强度、强韧性和绝缘等性能。



铁道岔枕套管


塑料绝缘套管也是玻纤增强尼龙材料制造的。已经实现在京广和陇海线上的全天候工作,其优越性是金属材料不可比拟的。可以减少维修次数,良好的抗振性,对保障高铁的平稳十分重要。


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Q/CR485-2015混凝土岔枕用预埋塑料套管(Ⅲ型)


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市场情况





目前,南京聚隆科技股份有限公司、河南神马华威塑胶股份有限公司、株洲时代新材料科技股份有限公司等公司均已经布局轨道交通扣件系统PA66市场。


01
南京聚隆


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来自南京聚隆2019年度报告:2019年公司实现轨道交通扣件系统销售额1.4亿元,占报告期内营业收入的14.78%,同比增长42.6%。


年报中还涉及到南京聚隆的研发投入项目:


轨道交通用耐候性尼龙材料的研发


解决尼龙材料在强紫外线环境下的使用缺陷,采用特定比例的受阻胺和紫外线吸收剂复配,然后与尼龙树脂、玻璃纤维、无机矿物及其他加工助剂,经熔融共混挤出制得高耐候性增强增韧尼龙复合材料。利用抗紫外线助剂之间的协同效应,大幅提高材料的抗紫 外线性能,降低材料在长期光照情况下使用的性能劣化率,从而延长轨道扣件的使用寿命,更重要的是提 高轨道交通的安全性,经过改进的耐候性尼龙材料可以使轨道扣件的使用寿命延长10%以上。(来自南京聚隆2019年报)





该公司生产的高速铁路尼龙专用料成功应用在京沪、秦沈、武广、福厦、甬台温等高速铁路,并有部分专用料先后出口到印度、伊朗和埃及等国。


02
神马华威




神马华威也是高铁尼龙领域的较早布局者之一,早在2007年12月,该公司的尼龙66高速铁路系统工程塑料扣件专用材料产品就已经被研发出来,并被中国铁路科学研究院鉴定为:完全符合技术要求,部分性能指标超越了国外跨国公司同类产品,被中国铁路科学研究院指定为专用产品。


据慧聪网报道,2018年建设的温州至福州高速铁路系统采用该公司产品高达70%。


来自神马华威2019年报显示,公司约20%的营收来自于河北铁科翼辰新材科技有限公司,而后者司的主营业务为铁路扣件系统。


03
时代新材


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株洲时代新材料科技股份有限公司以高分子材料的研究及工程化推广应用为核心,致力于从事轨道交通、 风力发电、汽车、高性能高分子材料等产业领域系列产品的研制、生产与销售。


2016年10月,时代新材成功获得沪昆铁路云南段、云桂铁路扣件精调项目订单,需求总量达130万件。


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近年来,时代新材针对高铁尼龙扣件产品,已建成从材料合成、改性到制品工业化制备的完整生产线,其生产的包括预埋套管、轨距挡板、绝缘轨距块、调高垫板、精调件等在内的多种高铁尼龙扣件产品,已大批量用于国内的高铁线路建设。


年报数据显示,2019年时代新材在轨道交通市场销售收入25.54亿元,较上年同期25.93亿元基本持平


随着铁路运输的提速,高分子材料零部件在新型铁路轨道中发挥着越来越大的作用。随着塑料工业的飞速发展,材料改性与加工技术水平的不断提高,PA66在铁路轨道中的应用范围将进一步扩大。


如果“蛋糕”还不够大,还有铁路机车内饰件呢?


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