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TUhjnbcbe - 2025/1/13 23:11:00
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(报告出品方/作者:东北证券,陈俊杰、伍豪)

1.特种工程塑料:塑料金字塔顶端产品,性能优异附加值高

1.1.特种工程塑料具备优异理化性能

特种工程塑料性能优异,是塑料金字塔顶端的产品。塑料按照生产规模、产品性能与附加值可大致分为通用塑料、工程塑料与特种工程塑料三大类,其中通用塑料包括常见塑料聚乙烯PE、聚丙烯PP等,其特点是生产规模大,但性能相对较低,价格便宜。特种工程塑料的生产规模较通用塑料更小,但因其耐温、耐光与力学等各项性能更为优异,是塑料金字塔顶端的产品。

特种工程塑料主要分为聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、耐高温尼龙和聚芳醚酮6大类,可应用在电子、交通、航天航空等领域。特种工程塑料早期也被称为耐高温高分子材料,具有优异的耐高温性能,长期工作温度可在℃或以上。除此之外,特种工程塑料综合性能优异。聚酰亚胺稳定、耐腐蚀能力强、发烟率低,在液态氦中存在一段时间都不会发生断裂,应用于航空航天、电子电器、机械、电子显示等领域。聚苯硫醚具有一定的流动性,结晶速度快、耐热性能佳、抗腐蚀性能优异,主要应用于汽车、电子电器等领域。聚砜具有耐热和耐湿热性等优点,在力学性能、加工性能方面优异等特性,应用于机械工业、电子电器、交通运输、医疗器械等领域。液晶聚合物具有优异的机械性能、低吸湿性、低介电常数和介电损耗、尺寸稳定性好等优异性能,应用于电子电器、国防军工、航空航天、汽车、医疗等领域。耐高温尼龙耐高温、机械性能好,主要应用于电子电器、汽车工业等领域。聚芳醚酮具有优异的耐高温性能、耐磨性、力学性能、尺寸稳定性、绝缘性和生物相容性,广泛应用于汽车、电子电器、航空航天、医疗卫生等领域。在国内,目前除了聚酰亚胺进口依赖度已经降低到25%,聚苯硫醚打破完全进口依赖,其余的进口依赖性比较高。

1.2.特种工程塑料的附加值更高,国产化进程加快

产品附加值方面,特种工程塑料通用工程塑料传统通用塑料。特种工程塑料具有难以替代性,因此价格较高。若以特种工程塑料液晶高分子LCP、通用工程塑料聚碳酸酯PC与传统通用塑料聚乙烯PE为例,LCP、PC与PE价格约在5.5万元/吨、2.5万元/吨、0.9万元/吨,特种工程塑料价格显著高于另两类塑料,并具有更高的毛利水平。国内特种工程塑料发展起步晚,但近几年国产化进程已加快。特种工程塑料发展于20世纪60年代,以聚酰亚胺的问世为起点,此后20年里发展出多种特种工程塑料。年杜邦公司通过芳香族二胺和芳香族二酐的缩合反应制备了聚均苯四甲酰亚胺薄膜(Kapton);年,耐高温尼龙PA6T纤维专利问世,随后PA6T及其共聚物被作为工程塑料使用;年联合碳化物公司研制出聚砜,同年建成年产吨规模的产线(Udel);年杜邦公司首次使用相列态聚合物溶液制备出高强度、高模量的纤维,年又成功开发出溶致液晶Kevlar纤维;年菲利普斯公司取得以对二氯苯和硫化钠为原料在N-甲基吡咯烷酮溶剂中合成聚苯硫醚的专利,年实现工业化生产,并于年建成吨产线;年,制得了高分子量的PEK,年又研发出PEEK,年投产。我国特种工程塑料的研究也起始于20世纪60年代,但是到了80年代才发展起来,整体和国际仍有一定差距,但国内企业近年来突破了塞拉尼斯、宝理、住友、索尔维等海外企业垄断,特种工程塑料的扩产主要集中于金发科技、沃特股份、普利特等国内头部企业。

国内企业扩产速度超市场预期,国产化进程加快。金发科技自有专利高温尼龙PA10T,耗时10年从零开始发展到吨,年半年报披露新增年产1.5万吨;同时已启动年产1.5万吨LCP与0.6万吨PPSU/PES合成树脂项目,目前已完成工艺与土建设计。沃特股份于年启动年产2万吨LCP与年产1万吨高性能新材料项目,其中LCP项目已完成主体设备安装。行业内主体企业不断扩产,印证了产业爆发趋势。

新型应用场景不断涌现,特种工程塑料销量有望爆发。通常新产品的推出,往往需要相关头部改性企业联合引导推广,凭借性能优势占据先机。而目前新兴产业包括电动车、光伏、储能、换电行业的高速发展,新型应用场景的不断迭代,诸如电动车新车型的更高频推出,给了特种工程塑料不断测试并强化应用价值的机会。目前特种工程塑料已经体现出一定的性价比优势,我们判断,随着国内产能的规模化上量,价格中枢下移,性价比进一步凸显,销量爆发是必然趋势。

2.下游高新产业快速发展,拉动特种工程塑料需求

2.1.液晶高分子:5G领域用途广泛,国产替代不断加速

2.1.1.LCP具有优异的耐高温性和介电性质,主要以酸解法合成

液晶聚合物(LCP)因优异的耐高温性和介电性质,被广泛应用在电子领域。液晶聚合物(LCP,LiquidCrystalPolyester)是由刚性分子链构成,具有一定(一维或二维)的有序性,在一定条件下既能表现出液体的流动性又能表现出晶体的各向异性的,主链上含有大量刚性苯环结构的芳香族聚酯类材料。LCP可以分为溶致性液晶(LLCP)、热致性液晶(TLCP)和压致性液晶三类。LLCP在溶剂中呈液晶态,只能在溶液中加工,不能熔融,用作纤维和涂料;TLCP则因温度变化而呈液晶态,综合性能优异,而且能够进行注塑、挤出成型加工。根据热变形温度(HDT),TLCP还可以被细分为高耐热型(HDT≥℃)、中耐热型(℃≥HDT≥℃)和低耐热型(HDT≤℃)。LCP具有优异的机械性能,还具有低吸湿性、耐候性、耐热性、阻燃性以及低介电常数和介电损耗因数等特点,在电子领域被广泛应用。

酸解法是主流的LCP工业生产方法。目前有4种主要的LCP的合成方法,分别是氧化酯化法、硅酯法、苯酯法和酸解反应法,其中,酸解反应法是现在最主要的工业生产LCP的方法。酸解法是通过芳香族二元酸与乙酰化的酚类单体进行熔融缩聚,脱去副产物醋酸后得到LCP,再通过注塑、挤出、溶液浇注、吹塑和拉膜等加工方法得到各种形态的LCP产品。

2.1.2.全球LCP产能集中于美日,国内LCP产能迅速发展

全球LCP产能主要集中在日本和美国,国内LCP产能快速增长中。当前全球LCP材料产能约8.2万吨,主要集中于日本和美国,行业集中度较高。美国塞拉尼斯拥有2.2万吨产能位居全球第一,其次为日本宝理、住友,产能分别为1.5万吨与1万吨。国内LCP的发展起步较晚,总产能约1.6万吨。近年随着金发科技、普利特、沃特股份等企业迅速发展,国内产能快速增长。其中沃特股份预计在-年分别投产1.5万吨、0.5万吨LCP。有望成为全球最大的LCP材料供应商。

2.1.3.5G迅速发展,拉动液晶聚合物的需求

未来我国LCP需求量有望持续增长。年全球LCP需求量为7.8万吨,国内LCP的需求量为3.2万吨。电子电器是LCP最主要的消费领域。随着电子电气产业发展迅速,未来我国LCP的需求有望持续增长。据中国化工信息中心预计,到年国内LCP总消费量将从现在3.2万吨增至4.3万吨。

LCP轻便、耐高温、介电损耗因子低,可作为5G基站天线的塑料振子材料。基站中天线振子是天线的主要组成部分,可以放大信号和控制信号辐射方向。5G基站对于振子材料有严格的要求:(1)表面组装技术(SMT)的制造工艺要求振子材料可以承受℃;(2)轻量化;(3)电磁波具有频率越高,波长越短,越容易在传播介质中衰减的特点,所以频率越高,就要求振子材料的损耗更小。与传统金属振子相比,塑料振子除了轻便,还可以通过注塑成型的方法实现高精度,是5G天线振子的方向。相比于目前主流的聚苯硫醚(PPS)塑料振子,LCP塑料振子具有更好的注塑性、耐热性和更低的介电损耗,竞争优势更大。预计到年5G基站振子对应LCP新增需求量为1.07万吨。截止到年6月,我国已建成的5G基站数量达到.4万个,占全球60%以上。根据工信部发布的《“十四五”信息通信行业发展规划》,规划到年实现每万人拥有5G基站26个,据此预计到年,我国5G基站总数达万个。通常5G基站有3面天线。假设单面天线主流方案采用个振子,对应需要一个基站需要个振子。LCP和PPS密度接近,96个振子约需PPS共1kg。预估到年LCP振子材料的新增需求量为1.07万吨。

LCP材料介电性能和柔韧性优异,可替代传统聚酰亚胺材料应用在5G柔性印刷电路板中。LCP材料可以作为基材用在5G高频高速电路板,尤其是柔性印刷电路板(FPC)中。传统电路板基材聚酰亚胺(PI)基材因介电常数和损耗因子较大且吸潮性较大,在高频传输时损耗严重,无法适应当前的高频高速趋势。与PI相比,LCP材料在传输损耗优势显著,基材损耗值仅为0.2%-0.4%,仅有传统基材的1/10。并且,LCP的高机械强度可以支撑多层连线的架构;可弯折性也迎合了小型化趋势。LCP基材的电路板多用在5G手机的天线(即以LCP为基材的FPC,承担部分天线功能)以及笔记本电脑中。

LCP可以作为高稳定性、小型精密化的5G连接器。连接器在电路或其他部件之间架起桥梁,承担着电流或信号连接的作用。5G连接器多应用于基站天线、BBU设备以及5G手机(FPC连接器)中。5G传输速度得到大幅提升,需要连接器有更低的低介电低损耗;连接器使用频率极高,需要材料有良好的尺寸稳定性;在连接器使用过程中,电流会在接触点产生热量,导致温升,需要材料有较好的耐高温性能。LCP材料低介电损耗,良好的尺寸稳定性和耐高温性能,适合作为5G高速连接器。5G基站建设和5G手机出货量的增加带动了高性能5G连接器的需求。根据现在5G通信基站的主流架构,每个基站将会用到64个射频连接器,每座宏基站需要用到套(采用介质滤波器的结构)或套(采用金属滤波器的结构)的板对板连接器。5G手机的轻薄化和多功能化也要求手机内部集成度高,对手机连接器的要求也更高。

LCP在机器人的连接器和伺服电机中也有应用。随着小米CyberOne的推出和特斯拉Optimus的即将发布,人型机器人发展逐渐提升。未来机器人对重量、体型要求越来越高,集成化非常关键,对连接器的应用会更多,有望带来需求爆发式增长。机器人中的连接器要求材料具有可弯折性,低介电损耗,耐高温且尺寸稳定性和化学稳定性好。LCP是机器人连接器的重要组成材料。人型机器人的核心组件伺服电机中也包含LCP。伺服电机一般安装在机器人的关节位置,预计单台人形机器人使用伺服电机超40个,要求里面的骨架材料具有轻量,易加工,绝缘性好以及可以承受电机发热,LCP可较好满足材料需求。由于人形机器人未来产量很大,预计到年有望达到百万台级产量,若以单台机器人LCP用量1kg计,则每百万台机器人对应LCP为1千吨。

2.1.4.未来有望实现LCP国产替代,受供求影响LCP价格上涨

目前我国LCP对外依存度较高,国产替代有望加速。年国内LCP的需求量为3.2万吨,而国内年产能仅1.6万吨。并且由于技术和产品质量的影响,根据《中国化工信息周刊》,我国LCP实际进口依存度为80%。预计年国内LCP的需求量为4.3万吨。随着LCP生产装置实现投产和技术的进步,国内沃特股份、金发科技等厂商相继加大布局力度,其中沃特股份预计在-年分别投产1.5万吨、0.5万吨LCP;金发科技已启动年产1.5万吨LCP项目,目前已完成工艺与土建设计。LCP国产替代进程加速。

2.2.聚苯硫醚:应用端多点开花,中国产能全球第二

2.2.1.PPS耐热耐腐蚀性能好,中国产能全球第二

聚苯硫醚(PolyphenyleneSulfide,PPS)是指主链由亚苯基与硫原子交替连接所形成的聚合物,分子内化学键结构高度稳定,形成具备热稳定性的晶体点阵结构,因而对热降解与化学反应不敏感。分子链内苯环刚性与硫醚键柔性兼备,易于结晶,结晶度可达75%,熔点℃。PPS具备优异的耐热性、耐化学腐蚀性、阻燃性、突出的电性能、高刚性、尺寸稳定性、熔融流动性等独特性能。根据分子量的高低,PPS树脂可以分为高分子量、中分子量、低分子量树脂;按照结构组成可分为线型、支链型以及改性树脂(共聚、嵌段、交联、接支等);根据用途的不同,PPS树脂又可分为涂料型、注塑型、纤维型、薄膜型等。PPS的合成方法较多,最主要的工业化生产方法硫化钠法(Phillips法)。PPS合成方法有硫化钠法、硫磺溶液法、氧化聚合法、对卤代苯硫酚盐熔盐或溶液自缩聚合法、硫化氢法、二苯基二硫醚合成法等,主流合成工艺为硫化钠法。硫化钠法反应原料主要为无水硫化钠Na2S和对二氯苯p-DCB,反应物在碱金属做催化剂作用下,在强极性有机溶剂中在一定的温度、压力下通过缩聚反应得到高分子量的PPS。

全球PPS产能主要集中于日本,中国产能居全球第二。年,全球PPS产能为22.73万吨,主要分布于日本与中国。海外企业包括日本DIC、吴羽化学、东丽、东曹、比利时索尔维、美国FORTON、韩国INITZ(SK和帝人合资),其中日本产能为11.43万吨,占比在一半以上。中国产能为8.1万吨居全球第二,其中新和成拥有1.5万吨产能,并有吨新增产能正在试车。

2.2.2.PPS应用领域广泛,新能源车等新兴应用场景推动需求提升

分产品看,PPS主要用于注塑制品,消费量占比约50%;由于我国煤电装机、化工制造与汽车产业规模巨大,尾气处理带来PPS纤维布需求,纤维制品占比也达约35%。分领域看,PPS主要用于环保、汽车、电子电工领域。PPS材料良好的耐温性、耐腐蚀性等性能为其带来了广泛的应用领域。PPS材料可用于汽车引擎盖与电子电器零部件,如冷却液系统、燃油喷射系统、恒温器支架等。工业领域中则可用于精密机械制造的各类部件,如阀门管道等。在供暖、通风和空调(HVAC)设备领域,聚苯硫醚用于压缩机、消声器/储液器等。PPS在成本相对不敏感的军工与航天领域应用广泛,可用于火箭引线底座、飞机与导弹结构零件。

受益于新能源汽车等新兴领域的发展,PPS需求持续增长。在汽车轻量化大势下,PPS可作为金属材料替代品,广泛应用于新能源汽车HVAC系统、控制系统、传感器、发电机和驱动电机组件以及电池组件等。传统汽车上的PPS用量为g,而在新能源汽车上PPS用量达到g(g用在HVAC+g其他应用)。我国PPS需求量持续增长,从年的2.05万吨增长至年的6.35万吨,CAGR为25.37%。

2.3.高温尼龙:耐温性能优异,契合汽车轻量化趋势的以塑代钢材料

2.3.1.高温尼龙机械性能和耐高温性能优异

耐高温尼龙因为优异的机械性能和耐高温性能被广泛用在电子和汽车领域。尼龙(聚酰胺,PA)是主链中重复单元含有酰胺基团(-CONH-)的高聚物的总称。耐高温尼龙是长期使用温度在℃以上的PA,主要分为半芳香尼龙和全芳香尼龙。全芳香尼龙的熔点很高,不利于加工;半芳香尼龙可以兼顾良好的耐热性和加工性能。常见的耐高温尼龙有PPA、PA4T、PA6T、PA9T和PA10T。耐高温尼龙因为不仅具有良好的机械、抗蠕变、阻燃以及耐高温性能,且与金属相比也更加轻便,因此被应用在汽车领域,作为发动机区域的零部件、管子等。耐高温尼龙优异的可塑性以及高强度和低翘曲度也使其可以被应用在电子领域,作为连接器等。电子和汽车是高温尼龙最主要消费市场,二者合计占总消费量的85%以上。年电子和交通运输分别占高温尼龙消费量的58%和30%。

高温高压溶液缩聚法是耐高温尼龙主流的工业生产方法。目前高温尼龙的合成方法主要有5种,分别是高温高压溶液缩聚法、低温溶液缩聚法、聚酯缩聚法、界面聚合法和直接熔融缩聚法。高温高压溶液缩聚工艺是在N2气氛保护下,将等物质的量的二元酸和二元胺与适量水和少量反应剂在高压聚合反应釜中,先低温合成尼龙盐,再升温预聚合物得到低分子量的预聚物。预聚物真空干燥后通过固相缩聚或者熔融聚合得到高熔点、高分子量的最终产物。该反应为水相反应体系,生产成本低,经过多年发展,该工艺已经相当成熟,并且成功应用在工业生产中。

2.3.2.国内高温尼龙进口依赖度高,国产高温尼龙加速布局

高温尼龙生产企业主要在海外,国内高温尼龙企业与海外仍有差距。年全球高温尼龙产能为26.4万吨,主要生产企业有杜邦、帝斯曼、艾曼斯、索尔维、巴斯夫以及日本的三井化学、可乐丽。国内产能约为1.65万吨/年。国内高温尼龙企业起步时间晚,数量仍然较少,生产规模较小,品类相对单一,产品性能稳定性不足,目前主要厂商有金发科技、新和成、沃特股份等。

2.3.3.耐高温尼龙主要应用在电子和汽车领域

电子和汽车是高温尼龙最主要消费市场。目前,高温尼龙产品的消费主要集中在电子、汽车、消费品以及航空航天和军工等领域,其中,电子和汽车占高温尼龙总消费量的85%以上。年电子和交通运输分别占高温尼龙消费量的58%和30%。耐高温尼龙可承受LDS和SMT加工中的高温,用在小型化电子器件中。耐高温尼龙具有优异的耐高温性能、机械性能、尺寸稳定性和介电性能,也被应用在电子领域内。与LCP相比,耐高温尼龙结合线强度高且耐漏电性更好,更加安全,机械强度也更高。耐高温尼龙可以使用激光直接成型技术(LDS)和表面组装技术(SMT),具有良好的加工性。

汽车轻量化趋势下,高温尼龙可替代金属材料用在传统燃油车多个系统中。汽车领域中,传统燃油汽车可以通过提高汽车发动机的燃烧温度来有效提升燃油利用效率、降低碳排放与油耗,因此对发动机零部件的耐热性要求不断提升,高温尼龙可满足相关发动机应用需求。并且,在汽车轻量化趋势下,高温尼龙可替代金属材料,应用在发动机(装饰罩盖、固定支架)、吸气系统(吸气导管、缓冲罐、节流阀体、进气歧管)、冷却系统(水室、支架、水管、风扇)、油路阀门系统(油底壳、同步皮带轮罩、链导槽)和燃油系统(燃油管道)中。

高温尼龙被用在新能源汽车的电池系统和管路方面。新能源汽车也采用了轻量化的设计思路,使用高分子材料取代了原来的金属部件,要求材料能够有良好的介电性能、热学性能、机械性能以及阻燃性,高温尼龙材料可应用于交流电机外壳、充电器模块、电池箱和电子控制器、电动车的电池系统中。高温尼龙在新能源汽车管路方面市场前景广阔。混合动力车平均冷却管路13.5米,纯电动车16米,均高于传统燃油车的5.5米。耐高温尼龙采用碳纤维增强后还可用于制造车身、底盘等。金发科技和普利特在近五年也有2项专利提到可以将耐高温尼龙用在汽车结构上。据沃特股份,北汽极狐等车型已开始使用公司的尼龙材料。

全球以及国内汽车产量回春,汽车轻量化设计有望为高温尼龙带来万吨级应用市场。中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车发展技术路线图》指出,年、年、年单车重量需分别较达到年减重10%、20%、35%。以塑代钢趋势中,尼龙是重要的代钢材料。年我国平均每辆汽车使用尼龙量约为8kg,全球汽车平均单车尼龙用量为28-32kg。汽车产量方面,自年来随着全球经济逐步复苏,汽车行业情况开始回暖。国内汽车市场趋势与全球汽车市场一致。根据汽车工业协会预计,年国内汽车产量为万辆。到年,若以汽车单车平均尼龙用量15kg计,国内汽车领域需要尼龙材料45万吨。高温尼龙较传统尼龙66具备性能优势,随着高温尼龙在汽车生产中逐步替代传统尼龙应用,汽车轻量化有望为高温尼龙带来万吨级应用市场。

2.4.聚砜:耐温性优异,原料产能建设助力国产替代

2.4.1.聚砜树脂化学稳定性和耐热性优良,生物安全性良好

聚砜可耐高温且化学稳定性好。聚砜对一般酸、碱、盐、醇、脂肪烃等稳定。刚性和韧性好,耐温、耐热氧化,抗蠕变性能优良,耐无机酸、碱、盐溶液的腐蚀,耐离子辐射,无毒,绝缘性和自熄性好,容易成型加工。并且可以在蒸汽或其他消毒环境下保留原有的机械性能。生物安全性良好,被广泛应用在奶瓶上。按照聚合单体的不同,聚砜可分为双酚A型聚砜(PSU)、聚芳砜(PAS)、聚醚砜(PES)、聚亚苯基砜(PPSU)等,其中PSU、PES、PPSU是三种成熟的商品化聚砜,广泛用于电子电气、医疗卫生、食品等领域。

PSU一般通过成盐、缩聚等步骤进行合成得到。双酚A型聚砜可由双酚A和4,4-二氯二苯砜通过成盐、缩聚进行合成,碱的选用和工序的不同使合成方法分为一步法和两步法。两步法先以水为溶剂,双酚A与氢氧化钠先反应生成钠盐,与共沸剂共沸脱水后再加入溶剂和4,4-二氯二苯砜,使其缩聚;一步法所用的碱为碳酸钾,可将全部原料同时加入,无需单独的脱水步骤,有利于简化工序,减少反应时间。工业上常用的是两步法。

2.4.2.聚砜产能集中于海外,国产原料与产品建设齐头并进

聚砜主要产能集中于海外,我国聚砜产能有限,国产化仍在进程中。年全球聚砜产能8万吨左右,主要集中在美国、西欧等地区,主要生产企业有巴斯夫、索尔维等。我国目前聚砜生产企业数量较少,全国产能大约1.7万吨/年,且国产聚砜产品性能仍处于中低端位置,高端产品依赖进口。4,4-联苯二酚是聚砜主要生产原料,我国4,4-联苯二酚产能少,且在质量方面与国外存在较大差距,现阶段主要依赖进口,原材料及技术限制了我国聚砜行业发展。随着国内四川圣效年产1万吨4,4-联苯二酚产能投放,以及金发科技(现有聚砜产能吨,新增产能吨)、沃特股份(现有聚砜产能吨,在建产能0吨)等国内厂商加快产线的建设投放,我国聚砜产业迎来从原料到产品的加速国产化进程。

聚砜可用作制备各类先进膜材料。聚砜优秀的热稳定性、抗氧化性及生物相容性为其带来的广阔的用途,通过向其分子主链上结合不同官能团可使其制备为各种分离膜等,从而应用于水处理、燃料电池、医疗器械以及食品包装等行业。在生物医药方面,通过向聚砜膜表面掺杂抗菌粒子与改性材料,可有效杀菌并保持膜的高效分离性能;在燃料电池方面,将聚砜薄膜做改性处理后,可有效满足燃料电池对膜材料的溶胀度、尺寸稳定性、质子电导率等指标的需求,从而制成质子交换膜。年全球聚砜消费量为8.76万吨。

2.5.聚芳醚酮:应用广泛的高性能塑料,国产材料具备价格优势

2.5.1.聚芳醚酮电性能、耐磨性以及耐热性优异,聚醚醚酮为其主要品种

聚芳醚酮种类很多,都具有优良的电性能、耐磨性、耐热性以及加工性,其中聚醚醚酮用量最大。聚芳醚酮(PAEK)是一种由亚苯基环通过氧桥和羰基(酮)连接而生成的结晶型聚合物。由于结构不同,聚芳醚酮种类多样,主要有聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)、聚醚醚酮(PEEK)等。PAEK是一种新型的具有超高性能的特种工程塑料,属于聚芳醚酮类化合物,具有优良的电性能、耐燃性、耐辐照性、耐溶剂性等。PEEK则是PAEK中用量最大品种,占PAEK的80%以上。

PEEK主流合成方式是亲核取代,原料成本较高,国内供应缺口较大。PEEK的合成有亲核取代和亲电取代两种方式,主流方式为亲核取代。亲核取代是以4,4-二氟二苯甲酮、对苯二酚和碳酸钠为原料,以二苯砜为溶剂,在氮气的保护下,在逐渐升温至接近聚合物熔点的温度(℃-℃)时发生缩聚反应得到高分子PEEK树脂。亲核反应的原料需要高纯度的4,4-二氟二苯甲酮,成本较高,也导致了PEEK价格昂贵。工业生产上,主要通过付氏烷基化法和重氮化法获得高纯度的4,4-二氟二苯甲酮。国内生产4,4-二氟二苯甲酮的企业较少,产能不足,市场存在较大供需缺口。除了原料成本因素,PEEK的制备工序繁多,反应条件苛刻,技术要求高,也导致了PEEK价格较高。

2.5.2.PEEK产能主要集中于海外,国内产能有待提升

威格斯、索尔维和赢创合计占据全球88%的PEEK产能,我国产能占比为12%。目前,威格斯是全球最大的PEEK生产商,产能约为7吨/年,其次是索尔维(产能0吨/年)与赢创(产能约吨/年)。国内PEEK产能主要集中在吉林中研股份、浙江鹏孚隆、长春吉大特塑、山东浩然特塑四家企业中,其中中研股份产能最高达到吨/年。

2.5.3.聚醚醚酮主要应用在汽车领域、半导体制备领域以及电子领域

PEEK在汽车工业、机械化工领域、航天航空领域、半导体制备以及医疗器械领域中都有应用。因为PEEK高温性、耐磨性、力学性能好,最早被用在航天航空领域,用作替代铝等金属材料制造各种飞机零部件。后来PEEK也被作为发动机内置、汽车轴承等用在传统汽车工业以及被作为阀门、泵体、活塞环等用在机械化工领域;良好的化学稳定性和阻燃性也让PEEK可以被作为叶轮片和火箭发动机零部件等用在航空航天领域;优良的电气性能也让PEEK可以被应用在晶圆承载器、印刷电路板中;并且,PEEK优秀的化学稳定性和耐腐蚀性可以使其被应用在医疗器械领域。国内PEEK消费量将稳步上升,国内企业产能布局加速。根据《化工新材料》统计,全球PEEK消费量已从年的吨提升至年的吨,国内年PEEK消费量为吨。根据中国化工信息中心资料,预计未来5年中国对PEEK的需求仍将保持15%~20%的增速,到年国内PEEK的消费量将达到吨。目前有中欣氟材开始布局生产PEEK的原料4,4-二氟二苯甲酮吨;沃特股份吨PAEK(含PEEK和PEKK)亦正在建设中,国产PEEK布局加速。

PEEK可作为轴承等零部件应用在传统燃油车中。交通运输工具是PEEK的重要应用领域。传统燃油车领域里,可以利用PEEK良好的耐摩擦性能和机械性能,可替代金属制造汽车密封件、垫片、轴承等零部件,在汽车的传动系统、刹车系统、转向系统、座椅系统等方面都有应用,可实现轻量化。但是与高温尼龙相比,PEEK成本很高,限制了其在交通运输领域的广泛应用。

PEEK在新能源汽车中,尤其是电动车的V高压充电线中应用前景较大。在新能源汽车领域,PEEK还可以作为电池的保护盖、密封件、固定夹板以及电芯的集流体、阻燃片、极片等。此外,PEEK还可以作为V快充高压线的材料。V的核心优势是可以快速充满电,有效缓解里程和补能问题,是新能源汽车未来的发展方向。但是V充电的电晕腐蚀出现概率增加,对电磁线的要求更高,目前有厚漆膜和薄漆膜+PEEK膜包两种技术路线。PEEK是良好的绝缘体,在高温、高压、高湿度等恶劣环境下仍能保持很好的电绝缘性。与厚漆膜工艺相比,薄漆膜+PEEK膜包工艺的综合性能以及一致性更好,且因为PEEK耐磨性好,可实现更大的空间利用效率。根据Victrex年报显示,截止至年,新能源汽车中PEEK使用量约20g。预计随着V充电技术的普及以及汽车轻量化的发展,到年每辆新能源汽车中PEEK的使用量可达g。根据彭博数据,预计年全球新能源汽车产量预计将达0万辆,对PEEK的需求量可达0吨。

半导体制造领域里,PEEK可用于制作多类工具。化学机械研磨(CMP)是晶圆生产过程中一项关键性制程技术,CMP固定环是用来在研磨过程中固定硅片、晶圆,选择的材料应具有良好的耐磨性、尺寸稳定、耐化学腐蚀、易加工。PEEK是非常适合的材料。晶圆载具一般采用耐温、机械性能优异、尺寸稳定性以及坚固耐用、防静电、低释气、低析出、可回收再利用的材料,PEEK可用于制作一般传输制程用载具。PEEK还可以用来制备夹取晶圆或硅片的工具,如晶片夹、真空吸笔等。夹取晶片时,要求所采用的的材料不会对晶圆的表面产生划痕,无残留物,保证晶圆的表面洁净度。PEEK具有耐高温、耐磨性、尺寸稳定好、低释气性以及低吸湿性等特性,不会对晶圆、硅片的表面产生划痕或污染。

PEEK在电子领域可用在连接器、印刷电路板、高温接插件中。PEEK具有优异的绝缘性能、透波性,尺寸稳定性、耐高温性和自润滑性,且能在各种频率下都能保证很低的介电常数和损耗因子,可以用激光成型技术加工,迎合消费电子小型化、轻量化和智能化的趋势,也可以作为硬刷电路板基材应用在5G领域。其他PAEK也被应用在多个领域,但受价格偏高以及制备复杂影响,应用规模较小。PAEK中除了用量最大的PEEK,PEKK、PEK、PEEKK和PEKEKK等也在汽车工业、航空航天、电子电器、医疗卫生以及工业领域有着广泛的应用。

3.投资分析

特种工程塑料是塑料金字塔顶端的产品。通常新产品的推出,往往需要相关改性企业联合引导推广,凭借性能优势占据先机。而目前新兴产业的高速发展,新型应用场景的不断迭代诸如电动车新车型的推出,给了特种工程塑料不断测试并强化价值的机会。未来随着国内产能的规模化上量,价格中枢下移,性价比进一步凸显,销量爆发是必然趋势。特种工程塑料特点是介电性能、机械性能、耐高温、耐高压性能非常优异,是通用工程塑料难以媲美、普通塑料无法替代的阶层。十四五以来,电动车、储能、光伏、充电桩系统等新能源趋势确定,以液晶高分子(LCP)、聚苯硫醚(PPS)、高温尼龙(PPA)、聚砜(PSF)、聚芳醚酮(PAEK)等为主的特种工程塑料,一方面正在逐步替代通用工程塑料PA等弥补其性能缺陷,一方面国产化进程加快。以LCP为例,LCP在三电连接器、5G基站、小型电机等应用场景是最佳选择,因其具有耐高温、耐击穿、介电损耗低、尺寸稳定等多种优势,电动车销量爆发带来电子连接器需求爆发,未来对集成化要求更高的机器人的潜在需求更大。

国内企业扩产速度超出市场预期。如金发科技自有专利高温尼龙PA10T,从0到吨花了10年,继年扩能1.5万吨,此次年半年报披露拟再增年产1.5万吨。沃特股份继年启动年产2万吨LCP项目与年产1万吨高性能新材料项目后,又于今年拟建年产4.5万吨特种高分子材料项目。同时公司股权激励定的目标-25年营收复合增速不低于50%,归母净利复合增速不低于60%。均印证了产业爆发趋势。高均价、高附加值,业绩容易超预期。特种工程塑料价格远高于通用工程塑料与传统塑料,具有难以替代性,因此毛利率通常较高,十四五超预期的放量,很容易使公司业绩超预期,企业材料平台化,也存在重估的机会。国内企业近年来突破了塞拉尼斯、宝理、住友、索尔维等海外企业垄断,特种工程塑料的扩产主要集中于金发科技、沃特股份等两家企业。

3.1.沃特股份

沃特股份:改性塑料起家,有望成为全球最大LCP材料供应商。公司主营产品有工程塑料合金和改性通用塑料两类,主要用于电子电器、家电等领域。公司年收购韩国三星LCP项目,开始在特种工程塑料领域布局。目前在上游方面已实现液晶高分子(LCP)、半芳香族聚酰胺(PPA)、聚砜、聚芳醚酮(PAEK)等特种工程树脂的产业化合成布局。在中游方面掌握多样化的材料加工技术。在下游方面能为客户提供个性化LCP薄膜产品以及机械加工类PEEK终端制品。产品应用开拓方面,公司取得了国内首个LCP材料的EIS认证,PPA应用于北汽极狐车型;国内某头部VR/AR设备企业开始使用公司的PPA材料;聚苯硫醚PPS材料改性产线投入使用。

多个特种工程塑料项目在建,持续快速扩产。公司已开展“新建年产2万吨LCP树脂材料项目”和“年产0吨高性能新材料及半导体、5G通讯装备项目”,其中“年产2万吨LCP树脂材料项目”已进入项目建设期,预计年完成新增1.5万吨产能投产,年完成剩余0.5万吨投产,届时公司有望成为全球产能最大的LCP材料供应商。除了LCP产线,公司的高性能聚酰胺、聚砜、聚芳醚酮项目相继搭建完成,已开始小批量试料,聚苯硫醚改性产线投入使用。自年来,特种高分子的营收占比上涨明显,其中沃特特种作为公司主要负责LCP生产的子公司,-年营收从万元增长至万元,CAGR为.05%。公司正逐步搭建起以LCP、高温尼龙、聚砜、聚芳醚酮等材料为代表的特种工程塑料平台。

3.2.金发科技

金发科技:全球最早实现吨/年PA10T产业化,LCP成为新利润增长点。金发是高端塑料从合成端到改性一体化的公司。公司自有专利产品无卤阻燃半芳香聚酰胺材料PA10T,从零开始花十年做到吨项目,继年扩产1.5万吨后,年半年报拟再增年产1.5万吨,公司的无卤阻燃增强PA10T在国际知名的新能源汽车三电系统和充电桩上取得突破性进展。除PA10T外,公司开发的LCP材料已应用在5G通信高速连接器上,在高Pin数CPUSocket应用上获得国际知名芯片生产商的独家认可并实现批量应用,是公司里继PA10T之后又一特种工程塑料品种,销量逐年增加。目前公司LCP产能已经达到0.6万吨/年,千吨级PPSU/PES中试产业化装置已经基本达产。公司新增年产1.5万吨PA10T/PA6T合成树脂项目,第一阶段0.4万吨已提前投产,第二阶段1.1万吨计划于年12月投产;启动1.5万吨/年LCP树脂、0.6万吨PPSU/PES合成树脂项目,于年上半年完成土建与工艺设计。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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