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最新消息| 特種工程塑料行業研究:尖端塑料產品,需求爆發在即 | 2022-10-24 |
| 文章来源：由「百度新聞」平台非商業用途取用"https://new.qq.com/rain/a/20221010A02G0D00" 1.特種工程塑料：塑料金字塔頂端產品，性能優異附加值高1.1.特種工程塑料具備優異理化性能特種工程塑料性能優異，是塑料金字塔頂端的產品。塑料按照生產規模、產品性能與附加值可大致分為通用塑料、工程塑料與特種工程塑料三大類，其中通用塑料包括常見塑料聚乙烯PE、聚丙烯PP等，其特點是生產規模大，但性能相對較低，價格便宜。特種工程塑料的生產規模較通用塑料更小，但因其耐溫、耐光與力學等各項性能更為優異，是塑料金字塔頂端的產品。特種工程塑料主要分為聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、耐高溫尼龍和聚芳醚酮6大類，可應用在電子、交通、航天航空等領域。特種工程塑料早期也被稱為耐高溫高分子材料，具有優異的耐高溫性能，長期工作溫度可在150℃或以上。除此之外，特種工程塑料綜合性能優異。聚酰亞胺穩定、耐腐蝕能力強、發煙率低，在液態氦中存在一段時間都不會發生斷裂，應用于航空航天、電子電器、機械、電子顯示等領域。聚苯硫醚具有一定的流動性，結晶速度快、耐熱性能佳、抗腐蝕性能優異，主要應用于汽車、電子電器等領域。聚砜具有耐熱和耐濕熱性等優點，在力學性能、加工性能方面優異等特性，應用于機械工業、電子電器、交通運輸、醫療器械等領域。液晶聚合物具有優異的機械性能、低吸濕性、低介電常數和介電損耗、尺寸穩定性好等優異性能，應用于電子電器、國防軍工、航空航天、汽車、醫療等領域。耐高溫尼龍耐高溫、機械性能好，主要應用于電子電器、汽車工業等領域。聚芳醚酮具有優異的耐高溫性能、耐磨性、力學性能、尺寸穩定性、絕緣性和生物相容性，廣泛應用于汽車、電子電器、航空航天、醫療衛生等領域。在國內，目前除了聚酰亞胺進口依賴度已經降低到25%，聚苯硫醚打破完全進口依賴，其余的進口依賴性比較高。1.2.特種工程塑料的附加值更高，國產化進程加快產品附加值方面，特種工程塑料>通用工程塑料>傳統通用塑料。特種工程塑料具有難以替代性，因此價格較高。若以特種工程塑料液晶高分子LCP、通用工程塑料聚碳酸酯PC與傳統通用塑料聚乙烯PE為例，LCP、PC與PE價格約在5.5萬元噸、2.5萬元噸、0.9萬元噸，特種工程塑料價格顯著高于另兩類塑料，并具有更高的毛利水平。國內特種工程塑料發展起步晚，但近幾年國產化進程已加快。特種工程塑料發展于20世紀60年代，以聚酰亞胺的問世為起點，此后20年里發展出多種特種工程塑料。1961年杜邦公司通過芳香族二胺和芳香族二酐的縮合反應制備了聚均苯四甲酰亞胺薄膜（Kapton）;1965年，耐高溫尼龍PA6T纖維專利問世，隨后PA6T及其共聚物被作為工程塑料使用；1965年聯合碳化物公司研制出聚砜，同年建成年產4500噸規模的產線（Udel）；1966年杜邦公司首次使用相列態聚合物溶液制備出高強度、高模量的纖維，1972年又成功開發出溶致液晶Kevlar纖維；1967年菲利普斯公司取得以對二氯苯和硫化鈉為原料在N-甲基吡咯烷酮溶劑中合成聚苯硫醚的專利，1971年實現工業化生產，并于1973年建成2600噸產線；1979年，制得了高分子量的PEK，1977年又研發出PEEK，1980年投產。我國特種工程塑料的研究也起始于20世紀60年代，但是到了80年代才發展起來，整體和國際仍有一定差距，但國內企業近年來突破了塞拉尼斯、寶理、住友、索爾維等海外企業壟斷，特種工程塑料的擴產主要集中于金發科技、沃特股份、普利特等國內頭部企業。國內企業擴產速度超市場預期，國產化進程加快。金發科技自有專利高溫尼龍PA10T，耗時10年從零開始發展到3000噸，2022年半年報披露新增年產1.5萬噸；同時已啟動年產1.5萬噸LCP與0.6萬噸PPSUPES合成樹脂項目，目前已完成工藝與土建設計。沃特股份于2021年啟動年產2萬噸LCP與年產1萬噸高性能新材料項目，其中LCP項目已完成主體設備安裝。行業內主體企業不斷擴產，印證了產業爆發趨勢。新型應用場景不斷涌現，特種工程塑料銷量有望爆發。通常新產品的推出，往往需要相關頭部改性企業聯合引導推廣，憑借性能優勢占據先機。而目前新興產業包括電動車、光伏、儲能、換電行業的高速發展，新型應用場景的不斷迭代，諸如電動車新車型的更高頻推出，給了特種工程塑料不斷測試并強化應用價值的機會。目前特種工程塑料已經體現出一定的性價比優勢，我們判斷，隨著國內產能的規模化上量，價格中樞下移，性價比進一步凸顯，銷量爆發是必然趨勢。2.下游高新產業快速發展，拉動特種工程塑料需求2.1.液晶高分子：5G領域用途廣泛，國產替代不斷加速2.1.1.LCP具有優異的耐高溫性和介電性質，主要以酸解法合成液晶聚合物（LCP）因優異的耐高溫性和介電性質，被廣泛應用在電子領域。液晶聚合物（LCP，LiquidCrystalPolyester）是由剛性分子鏈構成，具有一定（一維或二維）的有序性，在一定條件下既能表現出液體的流動性又能表現出晶體的各向異性的，主鏈上含有大量剛性苯環結構的芳香族聚酯類材料。LCP可以分為溶致性液晶（LLCP）、熱致性液晶（TLCP）和壓致性液晶三類。LLCP在溶劑中呈液晶態，只能在溶液中加工，不能熔融，用作纖維和涂料；TLCP則因溫度變化而呈液晶態，綜合性能優異，而且能夠進行注塑、擠出成型加工。根據熱變形溫度（HDT），TLCP還可以被細分為高耐熱型（HDT≥300℃）、中耐熱型（280℃≥HDT≥240℃）和低耐熱型（HDT≤210℃）。LCP具有優異的機械性能，還具有低吸濕性、耐候性、耐熱性、阻燃性以及低介電常數和介電損耗因數等特點，在電子領域被廣泛應用。酸解法是主流的LCP工業生產方法。目前有4種主要的LCP的合成方法，分別是氧化酯化法、硅酯法、苯酯法和酸解反應法，其中，酸解反應法是現在最主要的工業生產LCP的方法。酸解法是通過芳香族二元酸與乙酰化的酚類單體進行熔融縮聚,脫去副產物醋酸后得到LCP，再通過注塑、擠出、溶液澆注、吹塑和拉膜等加工方法得到各種形態的LCP產品。2.1.2.全球LCP產能集中于美日，國內LCP產能迅速發展全球LCP產能主要集中在日本和美國，國內LCP產能快速增長中。當前全球LCP材料產能約8.2萬噸，主要集中于日本和美國，行業集中度較高。美國塞拉尼斯擁有2.2萬噸產能位居全球第一，其次為日本寶理、住友，產能分別為1.5萬噸與1萬噸。國內LCP的發展起步較晚，總產能約1.6萬噸。近年隨著金發科技、普利特、沃特股份等企業迅速發展，國內產能快速增長。其中沃特股份預計在2022-2023年分別投產1.5萬噸、0.5萬噸LCP。有望成為全球最大的LCP材料供應商。2.1.3.5G迅速發展，拉動液晶聚合物的需求未來我國LCP需求量有望持續增長。2020年全球LCP需求量為7.8萬噸，國內LCP的需求量為3.2萬噸。電子電器是LCP最主要的消費領域。隨著電子電氣產業發展迅速，未來我國LCP的需求有望持續增長。據中國化工信息中心預計，到2026年國內LCP總消費量將從現在3.2萬噸增至4.3萬噸。LCP輕便、耐高溫、介電損耗因子低，可作為5G基站天線的塑料振子材料。基站中天線振子是天線的主要組成部分，可以放大信號和控制信號輻射方向。5G基站對于振子材料有嚴格的要求：（1）表面組裝技術（SMT）的制造工藝要求振子材料可以承受260℃；（2）輕量化；（3）電磁波具有頻率越高，波長越短，越容易在傳播介質中衰減的特點，所以頻率越高，就要求振子材料的損耗更小。與傳統金屬振子相比，塑料振子除了輕便，還可以通過注塑成型的方法實現高精度，是5G天線振子的方向。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、耐熱性和更低的介電損耗，競爭優勢更大。預計到2025年5G基站振子對應LCP新增需求量為1.07萬噸。截止到2022年6月，我國已建成的5G基站數量達到185.4萬個，占全球60%以上。根據工信部發布的《“十四五”信息通信行業發展規劃》，規劃到2025年實現每萬人擁有5G基站26個，據此預計到2025年，我國5G基站總數達364萬個。通常5G基站有3面天線。假設單面天線主流方案采用192個振子，對應需要一個基站需要576個振子。LCP和PPS密度接近，96個振子約需PPS共1kg。預估到2025年LCP振子材料的新增需求量為1.07萬噸。LCP材料介電性能和柔韌性優異，可替代傳統聚酰亞胺材料應用在5G柔性印刷電路板中。LCP材料可以作為基材用在5G高頻高速電路板，尤其是柔性印刷電路板（FPC）中。傳統電路板基材聚酰亞胺（PI）基材因介電常數和損耗因子較大且吸潮性較大，在高頻傳輸時損耗嚴重，無法適應當前的高頻高速趨勢。與PI相比，LCP材料在傳輸損耗優勢顯著，基材損耗值僅為0.2%-0.4%，僅有傳統基材的110。并且，LCP的高機械強度可以支撐多層連線的架構；可彎折性也迎合了小型化趨勢。LCP基材的電路板多用在5G手機的天線（即以LCP為基材的FPC，承擔部分天線功能）以及筆記本電腦中。LCP可以作為高穩定性、小型精密化的5G連接器。連接器在電路或其他部件之間架起橋梁，承擔著電流或信號連接的作用。5G連接器多應用于基站天線、BBU設備以及5G手機（FPC連接器）中。5G傳輸速度得到大幅提升，需要連接器有更低的低介電低損耗；連接器使用頻率極高，需要材料有良好的尺寸穩定性；在連接器使用過程中，電流會在接觸點產生熱量，導致溫升，需要材料有較好的耐高溫性能。LCP材料低介電損耗，良好的尺寸穩定性和耐高溫性能，適合作為5G高速連接器。5G基站建設和5G手機出貨量的增加帶動了高性能5G連接器的需求。根據現在5G通信基站的主流架構，每個基站將會用到64個射頻連接器，每座宏基站需要用到192套(采用介質濾波器的結構)或384套(采用金屬濾波器的結構)的板對板連接器。5G手機的輕薄化和多功能化也要求手機內部集成度高，對手機連接器的要求也更高。LCP在機器人的連接器和伺服電機中也有應用。隨著小米CyberOne的推出和特斯拉Optimus的即將發布，人型機器人發展逐漸提升。未來機器人對重量、體型要求越來越高，集成化非常關鍵，對連接器的應用會更多，有望帶來需求爆發式增長。機器人中的連接器要求材料具有可彎折性，低介電損耗，耐高溫且尺寸穩定性和化學穩定性好。LCP是機器人連接器的重要組成材料。人型機器人的核心組件伺服電機中也包含LCP。伺服電機一般安裝在機器人的關節位置，預計單臺人形機器人使用伺服電機超40個，要求里面的骨架材料具有輕量，易加工，絕緣性好以及可以承受電機發熱，LCP可較好滿足材料需求。由于人形機器人未來產量很大，預計到2025年有望達到百萬臺級產量，若以單臺機器人LCP用量1kg計，則每百萬臺機器人對應LCP為1千噸。2.1.4.未來有望實現LCP國產替代，受供求影響LCP價格上漲目前我國LCP對外依存度較高，國產替代有望加速。2020年國內LCP的需求量為3.2萬噸，而國內年產能僅1.6萬噸。并且由于技術和產品質量的影響，根據《中國化工信息周刊》,我國LCP實際進口依存度為80%。預計2026年國內LCP的需求量為4.3萬噸。隨著LCP生產裝置實現投產和技術的進步，國內沃特股份、金發科技等廠商相繼加大布局力度，其中沃特股份預計在2022-2023年分別投產1.5萬噸、0.5萬噸LCP；金發科技已啟動年產1.5萬噸LCP項目，目前已完成工藝與土建設計。LCP國產替代進程加速。2.2.聚苯硫醚：應用端多點開花，中國產能全球第二2.2.1.PPS耐熱耐腐蝕性能好，中國產能全球第二聚苯硫醚（PolyphenyleneSulfide,PPS）是指主鏈由亞苯基與硫原子交替連接所形成的聚合物，分子內化學鍵結構高度穩定，形成具備熱穩定性的晶體點陣結構，因而對熱降解與化學反應不敏感。分子鏈內苯環剛性與硫醚鍵柔性兼備，易于結晶，結晶度可達75%，熔點285℃。PPS具備優異的耐熱性、耐化學腐蝕性、阻燃性、突出的電性能、高剛性、尺寸穩定性、熔融流動性等獨特性能。根據分子量的高低，PPS樹脂可以分為高分子量、中分子量、低分子量樹脂；按照結構組成可分為線型、支鏈型以及改性樹脂（共聚、嵌段、交聯、接支等）；根據用途的不同，PPS樹脂又可分為涂料型、注塑型、纖維型、薄膜型等。PPS的合成方法較多，最主要的工業化生產方法硫化鈉法（Phillips法）。PPS合成方法有硫化鈉法、硫磺溶液法、氧化聚合法、對鹵代苯硫酚鹽熔鹽或溶液自縮聚合法、硫化氫法、二苯基二硫醚合成法等，主流合成工藝為硫化鈉法。硫化鈉法反應原料主要為無水硫化鈉Na2S和對二氯苯p-DCB,反應物在堿金屬做催化劑作用下，在強極性有機溶劑中在一定的溫度、壓力下通過縮聚反應得到高分子量的PPS。全球PPS產能主要集中于日本，中國產能居全球第二。2021年，全球PPS產能為22.73萬噸，主要分布于日本與中國。海外企業包括日本DIC、吳羽化學、東麗、東曹、比利時索爾維、美國FORTON、韓國INITZ（SK和帝人合資），其中日本產能為11.43萬噸，占比在一半以上。中國產能為8.1萬噸居全球第二，其中新和成擁有1.5萬噸產能，并有7000噸新增產能正在試車。2.2.2.PPS應用領域廣泛，新能源車等新興應用場景推動需求提升分產品看，PPS主要用于注塑制品，消費量占比約50%；由于我國煤電裝機、化工制造與汽車產業規模巨大，尾氣處理帶來PPS纖維布需求，纖維制品占比也達約35%。分領域看，PPS主要用于環保、汽車、電子電工領域。PPS材料良好的耐溫性、耐腐蝕性等性能為其帶來了廣泛的應用領域。PPS材料可用于汽車引擎蓋與電子電器零部件，如冷卻液系統、燃油噴射系統、恒溫器支架等。工業領域中則可用于精密機械制造的各類部件，如閥門管道等。在供暖、通風和空調（HVAC）設備領域，聚苯硫醚用于壓縮機、消聲器儲液器等。PPS在成本相對不敏感的軍工與航天領域應用廣泛，可用于火箭引線底座、飛機與導彈結構零件。受益于新能源汽車等新興領域的發展，PPS需求持續增長。在汽車輕量化大勢下，PPS可作為金屬材料替代品，廣泛應用于新能源汽車HVAC系統、控制系統、傳感器、發電機和驅動電機組件以及電池組件等。傳統汽車上的PPS用量為700g，而在新能源汽車上PPS用量達到2500g（1800g用在HVAC+700g其他應用）。我國PPS需求量持續增長，從2015年的2.05萬噸增長至2020年的6.35萬噸，CAGR為25.37%。2.3.高溫尼龍：耐溫性能優異，契合汽車輕量化趨勢的以塑代鋼材料2.3.1.高溫尼龍機械性能和耐高溫性能優異耐高溫尼龍因為優異的機械性能和耐高溫性能被廣泛用在電子和汽車領域。尼龍（聚酰胺，PA）是主鏈中重復單元含有酰胺基團（-CONH-）的高聚物的總稱。耐高溫尼龍是長期使用溫度在150℃以上的PA，主要分為半芳香尼龍和全芳香尼龍。全芳香尼龍的熔點很高，不利于加工；半芳香尼龍可以兼顧良好的耐熱性和加工性能。常見的耐高溫尼龍有PPA、PA4T、PA6T、PA9T和PA10T。耐高溫尼龍因為不僅具有良好的機械、抗蠕變、阻燃以及耐高溫性能，且與金屬相比也更加輕便，因此被應用在汽車領域，作為發動機區域的零部件、管子等。耐高溫尼龍優異的可塑性以及高強度和低翹曲度也使其可以被應用在電子領域，作為連接器等。電子和汽車是高溫尼龍最主要消費市場，二者合計占總消費量的85%以上。2020年電子和交通運輸分別占高溫尼龍消費量的58%和30%。高溫高壓溶液縮聚法是耐高溫尼龍主流的工業生產方法。目前高溫尼龍的合成方法主要有5種，分別是高溫高壓溶液縮聚法、低溫溶液縮聚法、聚酯縮聚法、界面聚合法和直接熔融縮聚法。高溫高壓溶液縮聚工藝是在N2氣氛保護下，將等物質的量的二元酸和二元胺與適量水和少量反應劑在高壓聚合反應釜中，先低溫合成尼龍鹽，再升溫預聚合物得到低分子量的預聚物。預聚物真空干燥后通過固相縮聚或者熔融聚合得到高熔點、高分子量的最終產物。該反應為水相反應體系，生產成本低，經過多年發展，該工藝已經相當成熟，并且成功應用在工業生產中。2.3.2.國內高溫尼龍進口依賴度高，國產高溫尼龍加速布局高溫尼龍生產企業主要在海外，國內高溫尼龍企業與海外仍有差距。2020年全球高溫尼龍產能為26.4萬噸，主要生產企業有杜邦、帝斯曼、艾曼斯、索爾維、巴斯夫以及日本的三井化學、可樂麗。國內產能約為1.65萬噸年。國內高溫尼龍企業起步時間晚，數量仍然較少，生產規模較小，品類相對單一，產品性能穩定性不足，目前主要廠商有金發科技、新和成、沃特股份等。2.3.3.耐高溫尼龍主要應用在電子和汽車領域電子和汽車是高溫尼龍最主要消費市場。目前，高溫尼龍產品的消費主要集中在電子、汽車、消費品以及航空航天和軍工等領域，其中，電子和汽車占高溫尼龍總消費量的85%以上。2020年電子和交通運輸分別占高溫尼龍消費量的58%和30%。耐高溫尼龍可承受LDS和SMT加工中的高溫，用在小型化電子器件中。耐高溫尼龍具有優異的耐高溫性能、機械性能、尺寸穩定性和介電性能，也被應用在電子領域內。與LCP相比，耐高溫尼龍結合線強度高且耐漏電性更好，更加安全，機械強度也更高。耐高溫尼龍可以使用激光直接成型技術（LDS）和表面組裝技術（SMT），具有良好的加工性。汽車輕量化趨勢下，高溫尼龍可替代金屬材料用在傳統燃油車多個系統中。汽車領域中，傳統燃油汽車可以通過提高汽車發動機的燃燒溫度來有效提升燃油利用效率、降低碳排放與油耗，因此對發動機零部件的耐熱性要求不斷提升，高溫尼龍可滿足相關發動機應用需求。并且，在汽車輕量化趨勢下，高溫尼龍可替代金屬材料，應用在發動機（裝飾罩蓋、固定支架）、吸氣系統（吸氣導管、緩沖罐、節流閥體、進氣歧管）、冷卻系統（水室、支架、水管、風扇）、油路閥門系統（油底殼、同步皮帶輪罩、鏈導槽）和燃油系統（燃油管道）中。高溫尼龍被用在新能源汽車的電池系統和管路方面。新能源汽車也采用了輕量化的設計思路，使用高分子材料取代了原來的金屬部件，要求材料能夠有良好的介電性能、熱學性能、機械性能以及阻燃性，高溫尼龍材料可應用于交流電機外殼、充電器模塊、電池箱和電子控制器、電動車的電池系統中。高溫尼龍在新能源汽車管路方面市場前景廣闊。混合動力車平均冷卻管路13.5米，純電動車16米，均高于傳統燃油車的5.5米。耐高溫尼龍采用碳纖維增強后還可用于制造車身、底盤等。金發科技和普利特在近五年也有2項專利提到可以將耐高溫尼龍用在汽車結構上。據沃特股份，北汽極狐等車型已開始使用公司的尼龍材料。全球以及國內汽車產量回春，汽車輕量化設計有望為高溫尼龍帶來萬噸級應用市場。中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車發展技術路線圖》指出，2020年、2025年、2030年單車重量需分別較2015達到年減重10%、20%、35%。以塑代鋼趨勢中，尼龍是重要的代鋼材料。2017年我國平均每輛汽車使用尼龍量約為8kg，全球汽車平均單車尼龍用量為28-32kg。汽車產量方面，自2021年來隨著全球經濟逐步復蘇，汽車行業情況開始回暖。國內汽車市場趨勢與全球汽車市場一致。根據汽車工業協會預計，2025年國內汽車產量為3000萬輛。到2025年，若以汽車單車平均尼龍用量15kg計，國內汽車領域需要尼龍材料45萬噸。高溫尼龍較傳統尼龍66具備性能優勢，隨著高溫尼龍在汽車生產中逐步替代傳統尼龍應用，汽車輕量化有望為高溫尼龍帶來萬噸級應用市場。2.4.聚砜：耐溫性優異，原料產能建設助力國產替代2.4.1.聚砜樹脂化學穩定性和耐熱性優良，生物安全性良好聚砜可耐高溫且化學穩定性好。聚砜對一般酸、堿、鹽、醇、脂肪烴等穩定。剛性和韌性好，耐溫、耐熱氧化，抗蠕變性能優良，耐無機酸、堿、鹽溶液的腐蝕，耐離子輻射，無毒，絕緣性和自熄性好，容易成型加工。并且可以在蒸汽或其他消毒環境下保留原有的機械性能。生物安全性良好，被廣泛應用在奶瓶上。按照聚合單體的不同，聚砜可分為雙酚A型聚砜（PSU）、聚芳砜（PAS）、聚醚砜（PES）、聚亞苯基砜（PPSU）等，其中PSU、PES、PPSU是三種成熟的商品化聚砜，廣泛用于電子電氣、醫療衛生、食品等領域。PSU一般通過成鹽、縮聚等步驟進行合成得到。雙酚A型聚砜可由雙酚A和4，4－二氯二苯砜通過成鹽、縮聚進行合成，堿的選用和工序的不同使合成方法分為一步法和兩步法。兩步法先以水為溶劑，雙酚A與氫氧化鈉先反應生成鈉鹽，與共沸劑共沸脫水后再加入溶劑和4，4－二氯二苯砜，使其縮聚;一步法所用的堿為碳酸鉀，可將全部原料同時加入，無需單獨的脫水步驟，有利于簡化工序，減少反應時間。工業上常用的是兩步法。2.4.2.聚砜產能集中于海外，國產原料與產品建設齊頭并進聚砜主要產能集中于海外，我國聚砜產能有限，國產化仍在進程中。2021年全球聚砜產能8萬噸左右，主要集中在美國、西歐等地區，主要生產企業有巴斯夫、索爾維等。我國目前聚砜生產企業數量較少，全國產能大約1.7萬噸年，且國產聚砜產品性能仍處于中低端位置，高端產品依賴進口。4,4-聯苯二酚是聚砜主要生產原料，我國4,4-聯苯二酚產能少，且在質量方面與國外存在較大差距，現階段主要依賴進口，原材料及技術限制了我國聚砜行業發展。隨著國內四川圣效年產1萬噸4,4-聯苯二酚產能投放，以及金發科技（現有聚砜產能1000噸，新增產能800噸）、沃特股份（現有聚砜產能6000噸，在建產能8000噸）等國內廠商加快產線的建設投放，我國聚砜產業迎來從原料到產品的加速國產化進程。聚砜可用作制備各類先進膜材料。聚砜優秀的熱穩定性、抗氧化性及生物相容性為其帶來的廣闊的用途，通過向其分子主鏈上結合不同官能團可使其制備為各種分離膜等，從而應用于水處理、燃料電池、醫療器械以及食品包裝等行業。在生物醫藥方面，通過向聚砜膜表面摻雜抗菌粒子與改性材料，可有效殺菌并保持膜的高效分離性能；在燃料電池方面，將聚砜薄膜做改性處理后，可有效滿足燃料電池對膜材料的溶脹度、尺寸穩定性、質子電導率等指標的需求，從而制成質子交換膜。2019年全球聚砜消費量為8.76萬噸。2.5.聚芳醚酮：應用廣泛的高性能塑料，國產材料具備價格優勢2.5.1.聚芳醚酮電性能、耐磨性以及耐熱性優異，聚醚醚酮為其主要品種聚芳醚酮種類很多，都具有優良的電性能、耐磨性、耐熱性以及加工性，其中聚醚醚酮用量最大。聚芳醚酮（PAEK）是一種由亞苯基環通過氧橋和羰基（酮）連接而生成的結晶型聚合物。由于結構不同，聚芳醚酮種類多樣，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是一種新型的具有超高性能的特種工程塑料，屬于聚芳醚酮類化合物，具有優良的電性能、耐燃性、耐輻照性、耐溶劑性等。PEEK則是PAEK中用量最大品種，占PAEK的80%以上。PEEK主流合成方式是親核取代，原料成本較高，國內供應缺口較大。PEEK的合成有親核取代和親電取代兩種方式，主流方式為親核取代。親核取代是以4,4-二氟二苯甲酮、對苯二酚和碳酸鈉為原料，以二苯砜為溶劑，在氮氣的保護下，在逐漸升溫至接近聚合物熔點的溫度（280℃-340℃）時發生縮聚反應得到高分子PEEK樹脂。親核反應的原料需要高純度的4,4-二氟二苯甲酮，成本較高，也導致了PEEK價格昂貴。工業生產上，主要通過付氏烷基化法和重氮化法獲得高純度的4,4-二氟二苯甲酮。國內生產4,4-二氟二苯甲酮的企業較少，產能不足，市場存在較大供需缺口。除了原料成本因素，PEEK的制備工序繁多，反應條件苛刻，技術要求高，也導致了PEEK價格較高。2.5.2.PEEK產能主要集中于海外，國內產能有待提升威格斯、索爾維和贏創合計占據全球88%的PEEK產能，我國產能占比為12%。目前，威格斯是全球最大的PEEK生產商，產能約為7150噸年，其次是索爾維（產能1500噸年）與贏創（產能約1250噸年）。國內PEEK產能主要集中在吉林中研股份、浙江鵬孚隆、長春吉大特塑、山東浩然特塑四家企業中，其中中研股份產能最高達到1000噸年。2.5.3.聚醚醚酮主要應用在汽車領域、半導體制備領域以及電子領域PEEK在汽車工業、機械化工領域、航天航空領域、半導體制備以及醫療器械領域中都有應用。因為PEEK高溫性、耐磨性、力學性能好，最早被用在航天航空領域，用作替代鋁等金屬材料制造各種飛機零部件。后來PEEK也被作為發動機內置、汽車軸承等用在傳統汽車工業以及被作為閥門、泵體、活塞環等用在機械化工領域；良好的化學穩定性和阻燃性也讓PEEK可以被作為葉輪片和火箭發動機零部件等用在航空航天領域；優良的電氣性能也讓PEEK可以被應用在晶圓承載器、印刷電路板中；并且，PEEK優秀的化學穩定性和耐腐蝕性可以使其被應用在醫療器械領域。國內PEEK消費量將穩步上升，國內企業產能布局加速。根據《化工新材料》統計，全球PEEK消費量已從2012年的3590噸提升至2019年的5835噸，國內2021年PEEK消費量為1980噸。根據中國化工信息中心資料，預計未來5年中國對PEEK的需求仍將保持15%~20%的增速，到2026年國內PEEK的消費量將達到3354噸。目前有中欣氟材開始布局生產PEEK的原料4,4-二氟二苯甲酮5000噸；沃特股份2000噸PAEK（含PEEK和PEKK）亦正在建設中，國產PEEK布局加速。PEEK可作為軸承等零部件應用在傳統燃油車中。交通運輸工具是PEEK的重要應用領域。傳統燃油車領域里，可以利用PEEK良好的耐摩擦性能和機械性能，可替代金屬制造汽車密封件、墊片、軸承等零部件，在汽車的傳動系統、剎車系統、轉向系統、座椅系統等方面都有應用，可實現輕量化。但是與高溫尼龍相比，PEEK成本很高，限制了其在交通運輸領域的廣泛應用。PEEK在新能源汽車中，尤其是電動車的800V高壓充電線中應用前景較大。在新能源汽車領域，PEEK還可以作為電池的保護蓋、密封件、固定夾板以及電芯的集流體、阻燃片、極片等。此外，PEEK還可以作為800V快充高壓線的材料。800V的核心優勢是可以快速充滿電，有效緩解里程和補能問題，是新能源汽車未來的發展方向。但是800V充電的電暈腐蝕出現概率增加，對電磁線的要求更高，目前有厚漆膜和薄漆膜+PEEK膜包兩種技術路線。PEEK是良好的絕緣體，在高溫、高壓、高濕度等惡劣環境下仍能保持很好的電絕緣性。與厚漆膜工藝相比，薄漆膜+PEEK膜包工藝的綜合性能以及一致性更好，且因為PEEK耐磨性好，可實現更大的空間利用效率。根據Victrex年報顯示，截止至2021年，新能源汽車中PEEK使用量約20g。預計隨著800V充電技術的普及以及汽車輕量化的發展，到2025年每輛新能源汽車中PEEK的使用量可達100g。根據彭博數據，預計2025年全球新能源汽車產量預計將達2100萬輛，對PEEK的需求量可達2100噸。半導體制造領域里，PEEK可用于制作多類工具。化學機械研磨（CMP）是晶圓生產過程中一項關鍵性制程技術，CMP固定環是用來在研磨過程中固定硅片、晶圓，選擇的材料應具有良好的耐磨性、尺寸穩定、耐化學腐蝕、易加工。PEEK是非常適合的材料。晶圓載具一般采用耐溫、機械性能優異、尺寸穩定性以及堅固耐用、防靜電、低釋氣、低析出、可回收再利用的材料，PEEK可用于制作一般傳輸制程用載具。PEEK還可以用來制備夾取晶圓或硅片的工具，如晶片夾、真空吸筆等。夾取晶片時，要求所采用的的材料不會對晶圓的表面產生劃痕，無殘留物，保證晶圓的表面潔凈度。PEEK具有耐高溫、耐磨性、尺寸穩定好、低釋氣性以及低吸濕性等特性，不會對晶圓、硅片的表面產生劃痕或污染。PEEK在電子領域可用在連接器、印刷電路板、高溫接插件中。PEEK具有優異的絕緣性能、透波性，尺寸穩定性、耐高溫性和自潤滑性，且能在各種頻率下都能保證很低的介電常數和損耗因子，可以用激光成型技術加工，迎合消費電子小型化、輕量化和智能化的趨勢，也可以作為硬刷電路板基材應用在5G領域。其他PAEK也被應用在多個領域，但受價格偏高以及制備復雜影響，應用規模較小。PAEK中除了用量最大的PEEK，PEKK、PEK、PEEKK和PEKEKK等也在汽車工業、航空航天、電子電器、醫療衛生以及工業領域有著廣泛的應用。3.投資分析特種工程塑料是塑料金字塔頂端的產品。通常新產品的推出，往往需要相關改性企業聯合引導推廣，憑借性能優勢占據先機。而目前新興產業的高速發展，新型應用場景的不斷迭代諸如電動車新車型的推出，給了特種工程塑料不斷測試并強化價值的機會。未來隨著國內產能的規模化上量，價格中樞下移，性價比進一步凸顯，銷量爆發是必然趨勢。特種工程塑料特點是介電性能、機械性能、耐高溫、耐高壓性能非常優異，是通用工程塑料難以媲美、普通塑料無法替代的階層。十四五以來，電動車、儲能、光伏、充電樁系統等新能源趨勢確定，以液晶高分子（LCP）、聚苯硫醚（PPS）、高溫尼龍（PPA）、聚砜（PSF）、聚芳醚酮（PAEK）等為主的特種工程塑料，一方面正在逐步替代通用工程塑料PA等彌補其性能缺陷，一方面國產化進程加快。以LCP為例，LCP在三電連接器、5G基站、小型電機等應用場景是最佳選擇，因其具有耐高溫、耐擊穿、介電損耗低、尺寸穩定等多種優勢，電動車銷量爆發帶來電子連接器需求爆發，未來對集成化要求更高的機器人的潛在需求更大。國內企業擴產速度超出市場預期。如金發科技自有專利高溫尼龍PA10T，從0到3000噸花了10年，繼2019年擴能1.5萬噸，此次2022年半年報披露擬再增年產1.5萬噸。沃特股份繼2021年啟動年產2萬噸LCP項目與年產1萬噸高性能新材料項目后，又于今年擬建年產4.5萬噸特種高分子材料項目。同時公司股權激勵定的目標2022-25年營收復合增速不低于50%，歸母凈利復合增速不低于60%。均印證了產業爆發趨勢。高均價、高附加值，業績容易超預期。特種工程塑料價格遠高于通用工程塑料與傳統塑料，具有難以替代性，因此毛利率通常較高，十四五超預期的放量，很容易使公司業績超預期，企業材料平臺化，也存在重估的機會。國內企業近年來突破了塞拉尼斯、寶理、住友、索爾維等海外企業壟斷，特種工程塑料的擴產主要集中于金發科技、沃特股份等兩家企業。3.1.沃特股份沃特股份：改性塑料起家，有望成為全球最大LCP材料供應商。公司主營產品有工程塑料合金和改性通用塑料兩類，主要用于電子電器、家電等領域。公司2014年收購韓國三星LCP項目，開始在特種工程塑料領域布局。目前在上游方面已實現液晶高分子（LCP）、半芳香族聚酰胺（PPA）、聚砜、聚芳醚酮（PAEK）等特種工程樹脂的產業化合成布局。在中游方面掌握多樣化的材料加工技術。在下游方面能為客戶提供個性化LCP薄膜產品以及機械加工類PEEK終端制品。產品應用開拓方面，公司取得了國內首個LCP材料的EIS認證，PPA應用于北汽極狐車型；國內某頭部VRAR設備企業開始使用公司的PPA材料；聚苯硫醚PPS材料改性產線投入使用。多個特種工程塑料項目在建，持續快速擴產。公司已開展“新建年產2萬噸LCP樹脂材料項目”和“年產10000噸高性能新材料及半導體、5G通訊裝備項目”，其中“年產2萬噸LCP樹脂材料項目”已進入項目建設期，預計2022年完成新增1.5萬噸產能投產，2023年完成剩余0.5萬噸投產，屆時公司有望成為全球產能最大的LCP材料供應商。除了LCP產線，公司的高性能聚酰胺、聚砜、聚芳醚酮項目相繼搭建完成，已開始小批量試料，聚苯硫醚改性產線投入使用。自2017年來，特種高分子的營收占比上漲明顯，其中沃特特種作為公司主要負責LCP生產的子公司，2017-2021年營收從1044萬元增長至9815萬元，CAGR為111.05%。公司正逐步搭建起以LCP、高溫尼龍、聚砜、聚芳醚酮等材料為代表的特種工程塑料平臺。3.2.金發科技金發科技：全球最早實現5000噸年PA10T產業化，LCP成為新利潤增長點。金發是高端塑料從合成端到改性一體化的公司。公司自有專利產品無鹵阻燃半芳香聚酰胺材料PA10T，從零開始花十年做到3000噸項目，繼2019年擴產1.5萬噸后，2022年半年報擬再增年產1.5萬噸，公司的無鹵阻燃增強PA10T在國際知名的新能源汽車三電系統和充電樁上取得突破性進展。除PA10T外，公司開發的LCP材料已應用在5G通信高速連接器上，在高Pin數CPUSocket應用上獲得國際知名芯片生產商的獨家認可并實現批量應用，是公司里繼PA10T之后又一特種工程塑料品種，銷量逐年增加。目前公司LCP產能已經達到0.6萬噸年，千噸級PPSUPES中試產業化裝置已經基本達產。公司新增年產1.5萬噸PA10TPA6T合成樹脂項目，第一階段0.4萬噸已提前投產，第二階段1.1萬噸計劃于2022年12月投產；啟動1.5萬噸年LCP樹脂、0.6萬噸PPSUPES合成樹脂項目，于2022年上半年完成土建與工藝設計。 關鍵字標籤：塑膠加工方式 |
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