
聚砜行业投资价值分析及发展前景预测.docx
16页聚砜行业投资价值分析及发展前景预测一、 工程塑料行业发展历程2010年以来,工信部、发改委等陆续出台工程塑料行业相关政策,主要政策内容围绕积极发展包括工程塑料在内的先进结构材料、发展包括特种工程塑料制备技术在内的高性能高分子结构材料的制备技术、加强应用研究、鼓励外商投资工程塑料领域等方面二、 特种工程塑料行业发展态势(一)特种工程塑料国家政策支持特种工程塑料作为较重要的一类化工新材料,被广泛应用于航空航天、医疗器械、食品接触、汽车、电子电气、水处理、家居用品等行业,其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用,同时也推动传统产业改造和产品结构的调整对此,政府提出多项政策,鼓励聚芳醚砜等特种工程塑料的发展二)特种工程塑料进口替代市场空间巨大根据行业研究报告显示,2019年全球聚芳醚砜消费量达6.78万吨,到2024年可达9.35万吨,2019年至2024年复合增速为6.64%,国内80%市场份额被索尔维、巴斯夫两大海外巨头占据目前,国内部分企业经过持续的研发已经能够实现聚芳醚砜的量产,产量突破了千吨,国内进口替代市场空间巨大三)特种工程塑料高端产品未来有望替代进口我国生产的聚芳醚砜多应用在食品接触、电子电气和水处理膜等领域,在汽车、航空航天、医疗器械等高端领域应用仍然较少,市场占有率较低,高端聚芳醚砜产品主要依赖进口。
随着国内企业的不断研发投入,未来高端聚芳醚砜产品关键技术的突破指日可待,并将逐步实现高端产品进口替代的目标三、 聚砜:耐温性优异,原料产能建设助力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。
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2021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1000吨,新增产能800吨)、沃特股份(现有聚砜产能6000吨,在建产能8000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。
2019年全球聚砜消费量为8.76万吨四、 聚芳醚酮:应用广泛的高性能塑料,国产材料具备价格优势聚芳醚酮种类很多,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(280℃-340℃)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7150吨/年,其次是索尔维(产能1500吨/年)与赢创(产能约1250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1000吨/年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2012年的3590吨提升至2019年的5835吨,国内2021年PEEK消费量为1980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2026年国内PEEK的消费量将达到3354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5000吨;沃特股份2000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800V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800V快充高压线的材料。
800V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800V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2021年,新能源汽车中PEEK使用量约20g预计随着800V充电技术的普及以及汽车轻量化的发展,到2025年每辆新能源汽车中PEEK的使用量可达100g根据彭博数据,预计2025年全球新能源汽车产量预计将达2100万辆,对PEEK的需求量可达2100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五、 聚芳醚砜行业(一)聚芳醚砜的发展历程聚芳醚砜,英文简称PSF,是分子主链上含有砜基和芳环结构的非结晶性琥珀色透明高分子化合物;具有耐高温性能、高抗蠕变性能、高机械性能等特点的一类特种工程塑料国内对PSF的开发工作由天津材料研究所于1966年率先开始,紧接着上海市合成树脂研究所和天山塑料厂共同合作,研究砜类树脂的应用,在1969年建成了100吨/年的生产装置,并进行生产。
进入70年代,大连第一塑料厂利用上海市合成树脂研究所的技术经验,建成了可以工业化规模生产的装置80年代初,上海曙光化工厂开始进行PSF的生产和销售,设计生产能力为200吨/年,2004年该厂停止生产和销售聚砜上海曙鹏特种工程塑料2002年建成了PSF生产线,设计生产能力为200吨/年,该企业经营至2007年二)聚芳醚砜行业特点及发展趋势我国PSF产业起步晚、底子薄、总体发展慢,仍处于发展阶段,核心技术与专用装备水平相对落后,创新能力薄弱在国家政策对PSF材料发展的积极扶持下,产业链的补短板将是未来一段期间的发展重点在行业标准方面,我国尚未出台统一的PSF材料国家标准,导致市场竞争无序,产品良莠不齐2016年工信部发布《石化和化学工业发展规划(2016-2020年)》,指出要强化行业标准,加强工程塑料、特种化学品等化工新材料标准化工作,正是为了要解决行业标准缺失的问题随着PSF材料在我国应用范围的扩大、应用水平的提升和应用场景的丰富,预计将在重点应用领域逐步建立和完善相应的行业标准,规范和指导PSF产业的健康发展产业配套能力提升方面,以原材料为例,国内可以采购的PSF生产原材料与国外原料相比产量、品质方面还存在一定差距,导致国产PSF高端产品在纯度和色泽方面与国际水平相比还存在差距,并最终体现在产品性能方面的缺陷。
随着我国PSF产业的逐步发展壮大,经济效益将逐步得到体现,吸引资金、技术、人才的加入,产业配套能力预计将获得不断提升。












