特種工程塑料:尖端產(chǎn)品需求爆發(fā)在即
特種工程塑料:尖端產(chǎn)品需求爆發(fā)在即
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精細(xì)化工、工藝技術(shù)、三廢、農(nóng)藥、涂料 、等行業(yè)學(xué)習(xí)!
潛江 丨 第三屆中國(guó)高端電子化學(xué)品先進(jìn)技術(shù)與新材料發(fā)展研討會(huì)(4月26-28日)
1.1. 特種工程塑料具備優(yōu)異理化性能
特種工程塑料性能優(yōu)異,是塑料金字塔頂端的產(chǎn)品。塑料按照生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)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(lèi),其中通用塑料包 括常見(jiàn)塑料聚乙烯 PE、 聚丙烯 PP 等,其特點(diǎn)是生產(chǎn)規(guī)模大,但性能相對(duì)較低,價(jià) 格便宜。特種工程塑料的生產(chǎn)規(guī)模較通用塑料更小,但因其耐溫、耐光與力學(xué)等各 項(xiàng)性能更為優(yōu)異,是塑料金字塔頂端的產(chǎn)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(lèi),可應(yīng)用在電子、交通、航天航空等領(lǐng)域。特種工程塑料早期也被稱(chēng) 為耐高溫高分子材料,具有優(yōu)異的耐高溫性能,長(zhǎng)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(yōu)異。聚酰亞胺穩(wěn)定、耐腐蝕能力強(qiáng)、發(fā)煙率低, 在 液態(tài)氦 中存在一段時(shí)間都不會(huì)發(fā)生斷裂,應(yīng)用于航空航天、電子電器、機(jī)械 , 【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行業(yè)知識(shí),海量材料超級(jí)物性表、超多選材案例、降本增效方案,歡迎進(jìn)入《塑庫(kù)網(wǎng)》即可解決!】 、電 子顯示等領(lǐng)域。聚苯硫醚具有一定的流動(dòng)性,結(jié)晶速度快、耐熱性能佳、抗腐蝕性 能優(yōu)異,主要應(yīng)用于汽車(chē)、電子電器等領(lǐng)域。聚砜具有耐熱和耐濕熱性等優(yōu)點(diǎn),在 力學(xué)性能、加工性能方面優(yōu)異等特性,應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)、電子電器、交通運(yùn)輸、醫(yī) 療器械等領(lǐng)域。液晶聚合物具有優(yōu)異的機(jī)械性能、低吸濕性、低介電常數(shù)和介電損 耗、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能,應(yīng)用于電子電器、國(guó)防軍工、航空航天、汽車(chē)、醫(yī) 療等領(lǐng)域。耐高溫尼龍耐高溫、機(jī)械性能好,主要應(yīng)用于電子電器、汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng) 域。聚芳醚酮具有優(yōu)異的耐高溫性能、耐磨性、力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、絕緣性和生物相容性,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電子電器、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。在國(guó)內(nèi), 目前除了聚酰亞胺進(jìn)口依賴(lài)度已經(jīng)降低到 25%,聚苯硫醚打破完全進(jìn)口依賴(lài),其余 的進(jìn)口依賴(lài)性比較高。
1.2. 特種工程塑料的附加值更高,國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快
產(chǎn)品附加值方面,特種工程塑料 > 通用工程塑料 > 傳統(tǒng)通用塑料。特種工程塑料 具有難以替代性,因此價(jià)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(tǒng)通用塑料聚乙烯 PE 為例,LCP、PC 與 PE 價(jià)格約在 5.5 萬(wàn)元 /噸、2.5 萬(wàn)元/噸、0.9 萬(wàn)元/噸,特種工程塑料價(jià)格顯著高于另兩類(lèi)塑料,并具有更 高的毛利水平。國(guó)內(nèi)特種工程塑料發(fā)展起步晚,但近幾年國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程已加快。特種工程塑料發(fā)展于 20 世紀(jì) 60 年代,以聚酰亞胺的問(wèn)世為起點(diǎn),此后 20 年里發(fā)展出多種特種工程塑 料。1961 年杜邦公司通過(guò)芳香族二胺和芳香族二酐的縮合反應(yīng)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(zhuān)利問(wèn)世,隨后 PA6T 及其共 聚物被作為工程塑料使用;1965 年聯(lián)合碳化物公司研制出聚砜,同年建成年產(chǎn) 4500 噸規(guī)模的產(chǎn)線(xiàn)(Udel);1966 年杜邦公司首次使用相列態(tài)聚合物溶液制備出高強(qiáng)度、 高模量的纖維,1972 年又成功開(kāi)發(fā)出溶致液晶 Kevlar 纖維;1967 年菲利普斯公司 取得以對(duì)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(zhuān)利, 1971 年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),并于 1973 年建成 2600 噸產(chǎn)線(xiàn);1979 年,制得了高分子量的 PEK, 1977 年又研發(fā)出 PEEK,1980 年投產(chǎn)。我國(guó)特種工程塑料的研究也起始于 20 世紀(jì) 60 年 代,但是到了 80 年代才發(fā)展起來(lái),整體和國(guó)際仍有一定差距,但國(guó)內(nèi)企業(yè)近年來(lái)突 破了塞拉尼斯、寶理、住友、索爾維等海外企業(yè)壟斷,特種工程塑料的擴(kuò)產(chǎn)主要集 中于 金發(fā)科技 、沃特股份、普利特等國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)。
國(guó)內(nèi)企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)速度超市場(chǎng)預(yù)期,國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快。金發(fā)科技自有專(zhuān)利高溫尼龍 PA 10T,耗時(shí) 10 年從零開(kāi)始發(fā)展到 3000 噸,2022 年半年報(bào)披露新增年產(chǎn) 1.5 萬(wàn)噸;同時(shí)已啟動(dòng)年產(chǎn) 1.5 萬(wàn)噸 LCP 與 0.6 萬(wàn)噸 PPSU/PES 合成樹(shù)脂項(xiàng)目,目前已完成工 藝與土建設(shè)計(jì)。沃特股份于 2021 年啟動(dòng)年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸 LCP 與年產(chǎn) 1 萬(wàn)噸高性能新材 料項(xiàng)目,其中 LCP 項(xiàng)目已完成主體設(shè)備安裝。行業(yè)內(nèi)主體企業(yè)不斷擴(kuò)產(chǎn),印證了產(chǎn) 業(yè)爆發(fā)趨勢(shì)。
新型應(yīng)用場(chǎng)景不斷涌現(xiàn),特種工程塑料銷(xiāo)量有望爆發(fā)。通常新產(chǎn)品的推出,往往需 要相關(guān)頭部改性企業(yè)聯(lián)合引導(dǎo)推廣,憑借性能優(yōu)勢(shì)占據(jù)先機(jī)。而目前新興產(chǎn)業(yè)包括 電動(dòng)車(chē)、光伏、儲(chǔ)能、換電行業(yè)的高速發(fā)展,新型應(yīng)用場(chǎng)景的不斷迭代,諸如電動(dòng) 車(chē)新車(chē)型的更高頻推出,給了特種工程塑料不斷測(cè)試并強(qiáng)化應(yīng)用價(jià)值的機(jī)會(huì)。目前 特種工程塑料已經(jīng)體現(xiàn)出一定的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì),我們判斷,隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)能的規(guī)?;?量,價(jià)格中樞下移,性?xún)r(jià)比進(jìn)一步凸顯,銷(xiāo)量爆發(fā)是必然趨勢(shì)。
2. 下游高新產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,拉動(dòng)特種工程塑料需求
2.1. 液晶高分子:5G 領(lǐng)域用途廣泛,國(guó)產(chǎn)替代不斷加速
2.1.1. LCP 具有優(yōu)異的耐高溫性和介電性質(zhì),主要以酸解法合成
液晶聚合物(LCP)因優(yōu)異的耐高溫性和介電性質(zhì),被廣泛應(yīng)用在電子領(lǐng)域。液晶 聚合物(LCP,Liquid Crystal Polyester)是由剛性分子鏈構(gòu)成,具有一定(一維或二 維)的有序性,在一定條件下既能表現(xiàn)出液體的流動(dòng)性又能表現(xiàn)出晶體的各向異性 的,主鏈上含有大量剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)的芳香族聚酯類(lèi)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(lèi)。LLCP 在溶劑中呈液晶態(tài),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(tài) , 【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行業(yè)知識(shí),海量材料超級(jí)物性表、超多選材案例、降本增效方案,歡迎進(jìn)入《塑庫(kù)網(wǎng)》即可解決!】 ,綜 合性能優(yōu)異,而且能夠進(jìn)行注塑、擠出成型加工。根據(jù)熱變形溫度(HDT),TLCP 還可以被細(xì)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(yōu)異的機(jī)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(shù)和介電損耗因數(shù)等特點(diǎn),在電子領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
酸解法是主流的 LCP 工業(yè)生產(chǎn)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(yīng)法,其中,酸解反應(yīng)法是現(xiàn)在最主要的工 業(yè)生產(chǎn) LCP 的方法。酸解法是通過(guò)芳香族二元酸與乙?;姆宇?lèi)單體進(jìn)行熔融縮 聚,脫去副產(chǎn)物醋酸后得到 LCP,再通過(guò)注塑、擠出、溶液澆注、吹塑和拉膜等加工 方法得到各種形態(tài)的 LCP 產(chǎn)品。
2.1.2. 全球 LCP 產(chǎn)能集中于美日,國(guó)內(nèi) LCP 產(chǎn)能迅速發(fā)展
全球 LCP 產(chǎn)能主要集中在日本和美國(guó),國(guó)內(nèi) LCP 產(chǎn)能快速增長(zhǎng)中。當(dāng)前全球 LCP 材料產(chǎn)能約 8.2 萬(wàn)噸,主要集中于日本和美國(guó),行業(yè)集中度較高。美國(guó)塞拉尼斯擁 有 2.2 萬(wàn)噸產(chǎn)能位居全球第一,其次為日本寶理、住友,產(chǎn)能分別為 1.5 萬(wàn)噸與 1 萬(wàn) 噸。國(guó)內(nèi) LCP 的發(fā)展起步較晚,總產(chǎn)能約 1.6 萬(wàn)噸。近年隨著金發(fā)科技、普利特、 沃特股份等企業(yè)迅速發(fā)展,國(guó)內(nèi)產(chǎn)能快速增長(zhǎng)。其中沃特股份預(yù)計(jì)在 2022-2023 年 分別投產(chǎn) 1.5 萬(wàn)噸、0.5 萬(wàn)噸 LCP。有望成為全球最大的 LCP 材料供應(yīng)商。
2.1.3. 5G 迅速發(fā)展,拉動(dòng)液晶聚合物的需求
未來(lái)我國(guó) LCP 需求量有望持續(xù)增長(zhǎng)。2020 年全球 LCP 需求量為 7.8 萬(wàn)噸,國(guó)內(nèi) LCP 的需求量為 3.2 萬(wàn)噸。電子電器是 LCP 最主要的消費(fèi)領(lǐng)域。隨著電子電氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展 迅速,未來(lái)我國(guó) LCP 的需求有望持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)化工信息中心預(yù)計(jì),到 2026 年國(guó)內(nèi) LCP 總消費(fèi)量將從現(xiàn)在 3.2 萬(wàn)噸增至 4.3 萬(wàn)噸。
LCP 輕便、耐高溫、介電損耗因子低,可作為 5G 基站天線(xiàn)的塑料振子材料。基站 中天線(xiàn)振子是天線(xiàn)的主要組成部分,可以放大信號(hào)和控制信號(hào)輻射方向。5G 基站 對(duì)于振子材料有嚴(yán)格的要求:(1)表面組裝技術(shù)(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(zhǎng)越短,越容易在傳 播介質(zhì)中衰減的特點(diǎn),所以頻率越高,就要求振子材料的損耗更小。與傳統(tǒng)金屬振 子相比,塑料振子除了輕便,還可以通過(guò)注塑成型的方法實(shí)現(xiàn)高精度,是 5G 天線(xiàn) 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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)更大。預(yù)計(jì)到 2025 年 5G 基站振子對(duì)應(yīng) LCP 新增需求量為 1.07 萬(wàn)噸。截止到 2022 年 6 月,我國(guó)已建成的 5G 基站數(shù)量達(dá)到 185.4 萬(wàn)個(gè),占全球 60%以上。根據(jù)工信部發(fā) 布的《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,規(guī)劃到 2025 年實(shí)現(xiàn)每萬(wàn)人擁有 5G 基站 26 個(gè),據(jù)此預(yù)計(jì)到 2025 年,我國(guó) 5G 基站總數(shù)達(dá) 364 萬(wàn)個(gè)。通常 5G 基站有 3 面天 線(xiàn)。假設(shè)單面天線(xiàn)主流方案采用 192 個(gè)振子,對(duì)應(yīng)需要一個(gè)基站需要 576 個(gè)振子。LCP 和 PPS 密度接近,96 個(gè)振子約需 PPS 共 1kg。預(yù)估到 2025 年 LCP 振子材料的 新增需求量為 1.07 萬(wàn)噸。
LCP 材料介電性能和柔韌性?xún)?yōu)異,可替代傳統(tǒng)聚酰亞胺材料應(yīng)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(tǒng)電路板基材聚酰亞胺(PI)基材因介電常數(shù)和損耗因子較大且吸潮 性較大,在高頻傳輸時(shí)損耗嚴(yán)重,無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前的高頻高速趨勢(shì)。與 PI 相比,LCP 材料在傳輸損耗優(yōu)勢(shì)顯著,基材損耗值僅為 0.2%-0.4%,僅有傳統(tǒng)基材的 1/10。并 且,LCP 的高機(jī)械強(qiáng)度可以支撐多層連線(xiàn)的架構(gòu);可彎折性也迎合了小型化趨勢(shì)。LCP 基材的電路板多用在 5G 手機(jī)的天線(xiàn)(即以 LCP 為基材的 FPC,承擔(dān)部分天線(xiàn) 功能)以及筆記本電腦中。
LCP 可以作為高穩(wěn)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(dān)著電流或信號(hào)連接的作用。5G 連接器多應(yīng)用于基站天線(xiàn)、BBU 設(shè) 備以及 5G 手機(jī)(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(wěn)定性;在連接器 使用過(guò)程中,電流會(huì)在接觸點(diǎn)產(chǎn)生熱量,導(dǎo)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(wěn)定性和耐高溫性能,適合作為 5G 高速連接器。5G 基站建設(shè)和 5G 手機(jī)出貨量的增加帶動(dòng)了高性能 5G 連接器的需求。根據(jù)現(xiàn)在 5G 通信基站的主流架構(gòu),每個(gè)基站將會(huì)用到 64 個(gè)射頻連接器,每座宏基站需要用到 192套(采用介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu))或 384 套(采用金屬濾波器的結(jié)構(gòu))的板對(duì)板連接器。5G 手機(jī)的輕薄化和多功能化也要求手機(jī)內(nèi)部集成度高,對(duì)手機(jī)連接器的要求也更 高。
LCP 在機(jī)器人的連接器和伺服電機(jī)中也有應(yīng)用。隨著小米 CyberOne 的推出和特斯拉 Optimus 的即將發(fā)布,人型機(jī)器人發(fā)展逐漸提升。未來(lái)機(jī)器人對(duì)重量、體型要求 越來(lái)越高,集成化非常關(guān)鍵,對(duì)連接器的應(yīng)用會(huì)更多,有望帶來(lái)需求爆發(fā)式增長(zhǎng)。機(jī)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(wěn)定性和化 學(xué)穩(wěn)定性好 , 【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行業(yè)知識(shí),海量材料超級(jí)物性表、超多選材案例、降本增效方案,歡迎進(jìn)入《塑庫(kù)網(wǎng)》即可解決!】 。LCP 是機(jī)器人連接器的重要組成材料。人型機(jī)器人的核心組件伺服電機(jī)中也包含 LCP。伺服電機(jī)一般安裝在機(jī)器人的關(guān)節(jié) 位置,預(yù)計(jì)單臺(tái)人形機(jī)器人使用伺服電機(jī)超 40 個(gè),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(jī)發(fā)熱,LCP 可較好滿(mǎn)足材料需求。由于人形機(jī) 器人未來(lái)產(chǎn)量很大,預(yù)計(jì)到 2025 年有望達(dá)到百萬(wàn)臺(tái)級(jí)產(chǎn)量,若以單臺(tái)機(jī)器人 LCP 用量 1kg 計(jì),則每百萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人對(duì)應(yīng) LCP 為 1 千噸。
2.1.4. 未來(lái)有望實(shí)現(xiàn) LCP 國(guó)產(chǎn)替代,受供求影響 LCP 價(jià)格上漲
目前我國(guó) LCP 對(duì)外依存度較高,國(guó)產(chǎn)替代有望加速。2020 年國(guó)內(nèi) LCP 的需求量為 3.2 萬(wàn)噸,而國(guó)內(nèi)年產(chǎn)能僅 1.6 萬(wàn)噸。并且由于技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的影響,根據(jù)《中國(guó) 化工信息周刊》,我國(guó) LCP 實(shí)際進(jìn)口依存度為 80%。預(yù)計(jì) 2026 年國(guó)內(nèi) LCP 的需求 量為 4.3 萬(wàn)噸。隨著 LCP 生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)和技術(shù)的進(jìn)步,國(guó)內(nèi)沃特股份、金發(fā)科 技等廠商相繼加大布局力度,其中沃特股份預(yù)計(jì)在 2022-2023 年分別投產(chǎn) 1.5 萬(wàn)噸、 0.5 萬(wàn)噸 LCP;金發(fā)科技已啟動(dòng)年產(chǎn) 1.5 萬(wàn)噸 LCP 項(xiàng)目,目前已完成工藝與土建設(shè) 計(jì)。LCP 國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程加速。
2.2. 聚苯硫醚:應(yīng)用端多點(diǎn)開(kāi)花,中國(guó)產(chǎn)能全球第二
2.2.1. PPS 耐熱耐腐蝕性能好,中國(guó)產(chǎn)能全球第二
聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, 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(nèi)化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)高度穩(wěn)定,形成具備熱穩(wěn)定性的晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),因而 對(duì)熱降解與化學(xué)反應(yīng)不敏感。分子鏈內(nèi)苯環(huán)剛性與硫醚鍵柔性兼?zhèn)洌子诮Y(jié)晶,結(jié) 晶度可達(dá) 75%,熔點(diǎn) 285℃。PPS 具備優(yōu)異的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、阻燃性、突 出的電性能、高剛性、尺寸穩(wěn)定性、熔融流動(dòng)性等獨(dú)特性能。根據(jù)分子量的高低, PPS 樹(shù)脂可以分為高分子量、中分子量、低分子量樹(shù)脂;按照結(jié)構(gòu)組成可分為線(xiàn)型、 支鏈型以及改性樹(shù)脂(共聚、嵌段、交聯(lián)、接支等);根據(jù)用途的不同,PPS 樹(shù)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(yè)化生產(chǎn)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(duì)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(yīng) 原料主要為無(wú)水硫化鈉 Na2S 和對(duì)二氯苯 p-DCB, 反應(yīng)物在堿金屬做催化劑作用下, 在強(qiáng)極性有機(jī)溶劑中在一定的溫度、壓力下通過(guò)縮聚反應(yīng)得到高分子量的 PPS。
全球 PPS 產(chǎn)能主要集中于日本,中國(guó)產(chǎn)能居全球第二。2021 年,全球 PPS 產(chǎn)能為 22.73 萬(wàn)噸,主要分布于日本與中國(guó)。海外企業(yè)包括日本 DIC、吳羽化學(xué)、東麗、東 曹、比利時(shí)索爾維、美國(guó) FORTON、韓國(guó) INITZ(SK 和帝人合資),其中日本產(chǎn)能 為 11.43 萬(wàn)噸,占比在一半以上。中國(guó)產(chǎn)能為 8.1 萬(wàn)噸居全球第二,其中新和成擁有 1.5 萬(wàn)噸產(chǎn)能,并有 7000 噸新增產(chǎn)能正在試車(chē)。
2.2.2. PPS 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,新能源車(chē)等新興應(yīng)用場(chǎng)景推動(dòng)需求提升
分產(chǎn)品看,PPS 主要用于注塑制品,消費(fèi)量占比約 50%;由于我國(guó)煤電裝機(jī)、化工 制造與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大,尾氣處理帶來(lái) PPS 纖維布需求,纖維制品占比也達(dá)約 35%。分領(lǐng)域看,PPS 主要用于環(huán)保、汽車(chē)、電子電工領(lǐng)域。PPS 材料良好的耐溫性、耐腐蝕性等性能為其帶來(lái)了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。PPS 材料可 用于汽車(chē)引擎蓋與電子電器零部件,如冷卻液系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)、恒溫器支架等。工業(yè)領(lǐng)域中則可用于精密機(jī)械制造的各類(lèi)部件,如閥門(mén)管道等。在供暖、通風(fēng)和空 調(diào) (HVAC) 設(shè)備領(lǐng)域,聚苯硫醚用于壓縮機(jī)、消聲器/儲(chǔ)液器等。PPS 在成本相 對(duì)不敏感的軍工與航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,可用于火箭引線(xiàn)底座、飛機(jī)與導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)零件。
受益于新能源汽車(chē)等新興領(lǐng)域的發(fā)展,PPS 需求持續(xù)增長(zhǎng)。在汽車(chē)輕量化大勢(shì)下, PPS 可作為金屬材料替代品,廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē) HVAC 系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳感 器、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組件以及電池組件等。傳統(tǒng)汽車(chē)上的 PPS 用量為 700g,而在 新能源汽車(chē)上 PPS 用量達(dá)到 2500g(1800g 用在 HVAC+700g 其他應(yīng)用)。我國(guó) PPS 需求量持續(xù)增長(zhǎng),從 2015 年的 2.05 萬(wàn)噸增長(zhǎng)至 2020 年的 6.35 萬(wàn)噸,CAGR 為 25.37%。
2.3. 高溫尼龍:耐溫性能優(yōu)異,契合汽車(chē)輕量化趨勢(shì)的以塑代鋼材料
2.3.1. 高溫尼龍機(jī)械性能和耐高溫性能優(yōu)異
耐高溫尼龍因?yàn)閮?yōu)異的機(jī)械性能和耐高溫性能被廣泛用在電子和汽車(chē)領(lǐng)域。尼龍 (聚酰胺,PA)是主鏈中重復(fù)單元含有酰胺基團(tuán)(-CONH-)的高聚物的總稱(chēng)。耐高 溫尼龍是長(zhǎng)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(diǎn)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 , 【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行業(yè)知識(shí),海量材料超級(jí)物性表、超多選材案例、降本增效方案,歡迎進(jìn)入《塑庫(kù)網(wǎng)》即可解決!】 。常見(jiàn)的耐高溫尼龍有 PPA、PA4T、PA6T、PA9T 和 PA10T。耐高溫尼龍因?yàn)椴粌H具 有良好的機(jī)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(yīng)用在汽車(chē)領(lǐng)域,作為發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域的零部件、管子等。耐高溫尼龍優(yōu)異的可塑性以 及高強(qiáng)度和低翹曲度也使其可以被應(yīng)用在電子領(lǐng)域,作為連接器等。電子和汽車(chē)是 高溫尼龍最主要消費(fèi)市場(chǎng),二者合計(jì)占總消費(fèi)量的 85%以上。2020 年電子和交通 運(yùn)輸分別占高溫尼龍消費(fèi)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(yè)生產(chǎn)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(hù)下,將等物質(zhì)的量 的二元酸和二元胺與適量水和少量反應(yīng)劑在高壓聚合反應(yīng)釜中,先低溫合成尼龍鹽, 再升溫預(yù)聚合物得到低分子量的預(yù)聚物。預(yù)聚物真空干燥后通過(guò)固相縮聚或者熔融 聚合得到高熔點(diǎn)、高分子量的最終產(chǎn)物。該反應(yīng)為水相反應(yīng)體系,生產(chǎn)成本低,經(jīng) 過(guò)多年發(fā)展,該工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟,并且成功應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。
2.3.2. 國(guó)內(nèi)高溫尼龍進(jìn)口依賴(lài)度高,國(guó)產(chǎn)高溫尼龍加速布局
高溫尼龍生產(chǎn)企業(yè)主要在海外,國(guó)內(nèi)高溫尼龍企業(yè)與海外仍有差距。2020 年全球高 溫尼龍產(chǎn)能為 26.4 萬(wàn)噸,主要生產(chǎn)企業(yè)有杜邦、帝斯曼、艾曼斯、索爾維、巴斯夫 以及日本的三井化學(xué)、可樂(lè)麗。國(guó)內(nèi)產(chǎn)能約為 1.65 萬(wàn)噸/年。國(guó)內(nèi)高溫尼龍企業(yè)起步 時(shí)間晚,數(shù)量仍然較少,生產(chǎn)規(guī)模較小,品類(lèi)相對(duì)單一,產(chǎn)品性能穩(wěn)定性不足,目 前主要廠商有金發(fā)科技、新和成、沃特股份等。
2.3.3. 耐高溫尼龍主要應(yīng)用在電子和汽車(chē)領(lǐng)域
電子和汽車(chē)是高溫尼龍最主要消費(fèi)市場(chǎng)。目前,高溫尼龍產(chǎn)品的消費(fèi)主要集中在電 子、汽車(chē)、消費(fèi)品以及航空航天和軍工等領(lǐng)域,其中,電子和汽車(chē)占高溫尼龍總消 費(fèi)量的 85%以上。2020 年電子和交通運(yùn)輸分別占高溫尼龍消費(fèi)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(yōu)異的耐高溫性能、機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性和介電性能,也被應(yīng)用在電子領(lǐng) 域內(nèi)。與 LCP 相比,耐高溫尼龍結(jié)合線(xiàn)強(qiáng)度高且耐漏電性更好,更加安全,機(jī)械強(qiáng) 度也更高。耐高溫尼龍可以使用激光直接成型技術(shù)(LDS)和表面組裝技術(shù)(SMT), 具有良好的加工性。
汽車(chē)輕量化趨勢(shì)下,高溫尼龍可替代金屬材料用在傳統(tǒng)燃油車(chē)多個(gè)系統(tǒng)中。汽車(chē)領(lǐng) 域中,傳統(tǒng)燃油汽車(chē)可以通過(guò)提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度來(lái)有效提升燃油利用效率、 降低碳排放與油耗,因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的耐熱性要求不斷提升,高溫尼龍可滿(mǎn)足 相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用需求。并且,在汽車(chē)輕量化趨勢(shì)下,高溫尼龍可替代金屬材料,應(yīng) 用在發(fā)動(dòng)機(jī)(裝飾罩蓋、固定支架)、吸氣系統(tǒng)(吸氣導(dǎo)管、緩沖罐、節(jié)流閥體、進(jìn) 氣歧管)、冷卻系統(tǒng)(水室、支架、水管、風(fēng)扇)、油路閥門(mén)系統(tǒng)(油底殼、同步皮 帶輪罩、鏈導(dǎo)槽)和燃油系統(tǒng)(燃油管道)中。
高溫尼龍被用在新能源汽車(chē)的電池系統(tǒng)和管路方面。新能源汽車(chē)也采用了輕量化的 設(shè)計(jì)思路,使用高分子材料取代了原來(lái)的金屬部件,要求材料能夠有良好的介電性 能、熱學(xué)性能、機(jī)械性能以及阻燃性,高溫尼龍材料可應(yīng)用于交流電機(jī)外殼、充電 器模塊、電池箱和電子控制器、電動(dòng)車(chē)的電池系統(tǒng)中。高溫尼龍?jiān)谛履茉雌?chē)管路方面市場(chǎng)前景廣闊?;旌蟿?dòng)力車(chē)平均冷卻管路 13.5 米, 純電動(dòng)車(chē) 16 米,均高于傳統(tǒng)燃油車(chē)的 5.5 米。耐高溫尼龍采用碳纖維增強(qiáng)后還可用 于制造車(chē)身、底盤(pán)等。金發(fā)科技和普利特在近五年也有 2 項(xiàng)專(zhuān)利提到可以將耐高溫 尼龍用在汽車(chē)結(jié)構(gòu)上。據(jù)沃特股份,北汽極狐等車(chē)型已開(kāi)始使用公司的尼龍材料。
全球以及國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)量回春,汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)有望為高溫尼龍帶來(lái)萬(wàn)噸級(jí)應(yīng)用市場(chǎng)。中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)圖》指出,2020 年、2025 年、2030 年單車(chē)重量需分別較 2015 達(dá)到年減重 10%、20%、35%。以塑代鋼趨勢(shì) 中,尼龍是重要的代鋼材料。2017 年我國(guó)平均每輛汽車(chē)使用尼龍量約為 8kg , 【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行業(yè)知識(shí),海量材料超級(jí)物性表、超多選材案例、降本增效方案,歡迎進(jìn)入《塑庫(kù)網(wǎng)》即可解決!】 ,全球汽車(chē)平均單車(chē)尼龍用量為 28-32kg。汽車(chē)產(chǎn)量方面,自 2021 年來(lái)隨著全球經(jīng)濟(jì)逐步 復(fù)蘇,汽車(chē)行業(yè)情況開(kāi)始回暖。國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)趨勢(shì)與全球汽車(chē)市場(chǎng)一致。根據(jù)汽車(chē) 工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì),2025 年國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)量為 3000 萬(wàn)輛。到 2025 年,若以汽車(chē)單車(chē)平均 尼龍用量 15kg 計(jì),國(guó)內(nèi)汽車(chē)領(lǐng)域需要尼龍材料 45 萬(wàn)噸。高溫尼龍較傳統(tǒng)尼龍 66 具 備性能優(yōu)勢(shì),隨著高溫尼龍?jiān)谄?chē)生產(chǎn)中逐步替代傳統(tǒng)尼龍應(yīng)用,汽車(chē)輕量化有望 為高溫尼龍帶來(lái)萬(wàn)噸級(jí)應(yīng)用市場(chǎng)。
2.4. 聚砜:耐溫性?xún)?yōu)異,原料產(chǎn)能建設(shè)助力國(guó)產(chǎn)替代
2.4.1. 聚砜樹(shù)脂化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性?xún)?yōu)良,生物安全性良好
聚砜可耐高溫且化學(xué)穩(wěn)定性好。聚砜對(duì)一般酸、堿、鹽、醇、脂肪烴等穩(wěn)定。剛性 和韌性好,耐溫、耐熱氧化,抗蠕變性能優(yōu)良,耐無(wú)機(jī)酸、堿、鹽溶液的腐蝕,耐 離子輻射,無(wú)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(huán)境下保留原有的機(jī)械性能。生物安全性良好,被廣泛應(yīng)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(yī)療衛(wèi)生、食品等領(lǐng)域。
PSU 一般通過(guò)成鹽、縮聚等步驟進(jìn)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(guò)成鹽、縮聚進(jìn)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(yīng)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(shí)加入,無(wú)需單獨(dú)的脫水步驟,有利于簡(jiǎn)化工序,減少反應(yīng)時(shí) 間。工業(yè)上常用的是兩步法。
2.4.2. 聚砜產(chǎn)能集中于海外,國(guó)產(chǎn)原料與產(chǎn)品建設(shè)齊頭并進(jìn)
聚砜主要產(chǎn)能集中于海外,我國(guó)聚砜產(chǎn)能有限,國(guó)產(chǎn)化仍在進(jìn)程中。2021 年全球聚 砜產(chǎn)能 8 萬(wàn)噸左右,主要集中在美國(guó)、西歐等地區(qū),主要生產(chǎn)企業(yè)有巴斯夫、索爾 維等。我國(guó)目前聚砜生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較少,全國(guó)產(chǎn)能大約 1.7 萬(wàn)噸/年,且國(guó)產(chǎn)聚砜產(chǎn) 品性能仍處于中低端位置,高端產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口。4,4-聯(lián)苯二酚是聚砜主要生產(chǎn)原料, 我國(guó) 4,4-聯(lián)苯二酚產(chǎn)能少,且在質(zhì)量方面與國(guó)外存在較大差距,現(xiàn)階段主要依賴(lài)進(jìn) 口,原材料及技術(shù)限制了我國(guó)聚砜行業(yè)發(fā)展。隨著國(guó)內(nèi)四川圣效年產(chǎn) 1 萬(wàn)噸 4,4-聯(lián) 苯二酚產(chǎn)能投放,以及金發(fā)科技(現(xiàn)有聚砜產(chǎn)能 1000 噸,新增產(chǎn)能 800 噸)、沃特 股份(現(xiàn)有聚砜產(chǎn)能 6000 噸,在建產(chǎn)能 8000 噸)等國(guó)內(nèi)廠商加快產(chǎn)線(xiàn)的建設(shè)投放, 我國(guó)聚砜產(chǎn)業(yè)迎來(lái)從原料到產(chǎn)品的加速?lài)?guó)產(chǎn)化進(jìn)程。
聚砜可用作制備各類(lèi)先進(jìn)膜材料。聚砜?jī)?yōu)秀的熱穩(wěn)定性、抗氧化性及生物相容性為 其帶來(lái)的廣闊的用途,通過(guò)向其分子主鏈上結(jié)合不同官能團(tuán)可使其制備為各種分離 膜等,從而應(yīng)用于水處理、燃料電池、醫(yī)療器械以及食品包裝等行業(yè)。在生物醫(yī)藥 方面,通過(guò)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(mǎn)足燃料電池對(duì)膜材 料的溶脹度、尺寸穩(wěn)定性、質(zhì)子電導(dǎo)率等指標(biāo)的需求,從而制成質(zhì)子交換膜。2019 年全球聚砜消費(fèi)量為 8.76 萬(wàn)噸。
2.5. 聚芳醚酮:應(yīng)用廣泛的高性能塑料,國(guó)產(chǎn)材料具備價(jià)格優(yōu)勢(shì)
2.5.1. 聚芳醚酮電性能、耐磨性以及耐熱性?xún)?yōu)異,聚醚醚酮為其主要品種
聚芳醚酮種類(lèi)很多,都具有優(yōu)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(huán)通過(guò)氧橋和羰基(酮)連接而 生成的結(jié)晶型聚合物。由于結(jié)構(gòu)不同,聚芳醚酮種類(lèi)多樣,主要有聚醚酮(PEK) , 【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行業(yè)知識(shí),海量材料超級(jí)物性表、超多選材案例、降本增效方案,歡迎進(jìn)入《塑庫(kù)網(wǎng)》即可解決!】 、 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(lèi)化合物,具有優(yōu)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(guó)內(nèi)供應(yīng)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(duì)苯二酚和碳酸鈉為原料,以二苯砜為溶劑,在氮?dú)獾谋Wo(hù)下,在逐漸 升溫至接近聚合物熔點(diǎn)的溫度(280℃-340℃)時(shí)發(fā)生縮聚反應(yīng)得到高分子 PEEK 樹(shù) 脂。親核反應(yīng)的原料需要高純度的 4,4-二氟二苯甲酮,成本較高,也導(dǎo)致了 PEEK 價(jià)格昂貴。工業(yè)生產(chǎn)上,主要通過(guò)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(guó)內(nèi)生產(chǎn) 4,4-二氟二苯甲酮的企業(yè)較少,產(chǎn)能不足,市場(chǎng)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(yīng)條件苛刻,技術(shù)要求高, 也導(dǎo)致了 PEEK 價(jià)格較高。
2.5.2. PEEK 產(chǎn)能主要集中于海外,國(guó)內(nèi)產(chǎn)能有待提升
威格斯、索爾維和贏創(chuàng)合計(jì)占據(jù)全球 88%的 PEEK 產(chǎn)能,我國(guó)產(chǎn)能占比為 12%。目前,威格斯是全球最大的 PEEK 生產(chǎn)商,產(chǎn)能約為 7150 噸/年,其次是索爾維(產(chǎn)能 1500 噸/年)與贏創(chuàng)(產(chǎn)能約 1250 噸/年)。國(guó)內(nèi) PEEK 產(chǎn)能主要集中在吉林中研 股份、浙江鵬孚隆、長(zhǎng)春吉大特塑、山東浩然特塑四家企業(yè)中,其中中研股份產(chǎn)能 最高達(dá)到 1000 噸/年。
2.5.3. 聚醚醚酮主要應(yīng)用在汽車(chē)領(lǐng)域、半導(dǎo)體制備領(lǐng)域以及電子領(lǐng)域
PEEK 在汽車(chē)工業(yè)、機(jī)械化工領(lǐng)域、航天航空領(lǐng)域、半導(dǎo)體制備以及醫(yī)療器械領(lǐng)域 中都有應(yīng)用。因?yàn)?PEEK 高溫性、耐磨性、力學(xué)性能好,最早被用在航天航空領(lǐng)域, 用作替代鋁等金屬材料制造各種飛機(jī)零部件。后來(lái) PEEK 也被作為發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)置、汽 車(chē)軸承等用在傳統(tǒng)汽車(chē)工業(yè)以及被作為閥門(mén)、泵體、活塞環(huán)等用在機(jī)械化工領(lǐng)域;良好的化學(xué)穩(wěn)定性和阻燃性也讓 PEEK 可以被作為葉輪片和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零部件等用 在航空航天領(lǐng)域;優(yōu)良的電氣性能也讓 PEEK 可以被應(yīng)用在晶圓承載器、印刷電路 板中;并且,PEEK 優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性可以使其被應(yīng)用在醫(yī)療器械領(lǐng)域。國(guó)內(nèi) PEEK 消費(fèi)量將穩(wěn)步上升,國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能布局加速。根據(jù)《化工新材料》統(tǒng)計(jì), 全球 PEEK 消費(fèi)量已從 2012 年的 3590 噸提升至 2019 年的 5835 噸,國(guó)內(nèi) 2021 年 PEEK 消費(fèi)量為 1980 噸。根據(jù)中國(guó)化工信息中心資料,預(yù)計(jì)未來(lái) 5 年中國(guó)對(duì) PEEK 的需求仍將保持15%~20%的增速,到2026年國(guó)內(nèi) PEEK 的消費(fèi)量將達(dá)到3354噸。目前有中欣氟材開(kāi)始布局生產(chǎn) 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(shè)中,國(guó)產(chǎn) PEEK 布局加速。
PEEK 可作為軸承等零部件應(yīng)用在傳統(tǒng)燃油車(chē)中。交通運(yùn)輸工具是 PEEK 的重要應(yīng) 用領(lǐng)域。傳統(tǒng)燃油車(chē)領(lǐng)域里,可以利用 PEEK 良好的耐摩擦性能和機(jī)械性能,可替 代金屬制造汽車(chē)密封件、墊片、軸承等零部件,在汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)、剎車(chē)系統(tǒng)、轉(zhuǎn) 向系統(tǒng) , 【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行業(yè)知識(shí),海量材料超級(jí)物性表、超多選材案例、降本增效方案,歡迎進(jìn)入《塑庫(kù)網(wǎng)》即可解決!】 、座椅系統(tǒng)等方面都有應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)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(yùn)輸領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
PEEK 在新能源汽車(chē)中,尤其是電動(dòng)車(chē)的 800V 高壓充電線(xiàn)中應(yīng)用前景較大。在新 能源汽車(chē)領(lǐng)域,PEEK 還可以作為電池的保護(hù)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(xiàn)的材料。800V 的核心優(yōu)勢(shì)是可以快速充滿(mǎn)電,有效緩解里程和補(bǔ)能問(wèn)題,是新能源汽車(chē)未來(lái)的發(fā) 展方向。但是 800V 充電的電暈腐蝕出現(xiàn)概率增加,對(duì)電磁線(xiàn)的要求更高,目前有 厚漆膜和薄漆膜+PEEK 膜包兩種技術(shù)路線(xiàn)。PEEK 是良好的絕緣體,在高溫、高壓、 高濕度等惡劣環(huán)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?yàn)?PEEK 耐磨性好,可實(shí)現(xiàn)更大的空間 利用效率。根據(jù) Victrex 年報(bào)顯示,截止至 2021 年,新能源汽車(chē)中 PEEK 使用量約 20g。預(yù)計(jì)隨著 800V 充電技術(shù)的普及以及汽車(chē)輕量化的發(fā)展,到 2025 年每輛新能源汽車(chē)中 PEEK 的使用量可達(dá) 100g。根據(jù)彭博數(shù)據(jù),預(yù)計(jì) 2025 年全球新能源汽車(chē) 產(chǎn)量預(yù)計(jì)將達(dá) 2100 萬(wàn)輛,對(duì) PEEK 的需求量可達(dá) 2100 噸。
半導(dǎo)體制造領(lǐng)域里,PEEK 可用于制作多類(lèi)工具?;瘜W(xué)機(jī)械研磨(CMP)是晶圓生 產(chǎn)過(guò)程中一項(xiàng)關(guān)鍵性制程技術(shù),CMP 固定環(huán)是用來(lái)在研磨過(guò)程中固定硅片、晶圓, 選擇的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)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(jī)械性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性以及堅(jiān)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(lái)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(shí),要求所采用的的材料不會(huì)對(duì)晶圓的表面產(chǎn)生劃痕,無(wú)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(wěn)定好、低釋氣性以及低吸濕 性等特性,不會(huì)對(duì)晶圓、硅片的表面產(chǎn)生劃痕或污染。
PEEK 在電子領(lǐng)域可用在連接器、印刷電路板、高溫接插件中。PEEK 具有優(yōu)異的 絕緣性能、透波性,尺寸穩(wěn)定性、耐高溫性和自潤(rùn)滑性,且能在各種頻率下都能保 證很低的介電常數(shù)和損耗因子,可以用激光成型技術(shù)加工,迎合消費(fèi)電子小型化、輕量化和智能化的趨勢(shì) , 【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行業(yè)知識(shí),海量材料超級(jí)物性表、超多選材案例、降本增效方案,歡迎進(jìn)入《塑庫(kù)網(wǎng)》即可解決!】 ,也可以作為硬刷電路板基材應(yīng)用在 5G 領(lǐng)域。其他 PAEK 也被應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域,但受價(jià)格偏高以及制備復(fù)雜影響,應(yīng)用規(guī)模較小。PAEK 中除了用量最大的 PEEK,PEKK、PEK、PEEKK 和 PEKEKK 等也在汽車(chē)工 業(yè)、航空航天、電子電器、醫(yī)療衛(wèi)生以及工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
3. 投資分析
特種工程塑料是塑料金字塔頂端的產(chǎn)品。通常新產(chǎn)品的推出,往往需要相關(guān)改性企 業(yè)聯(lián)合引導(dǎo)推廣,憑借性能優(yōu)勢(shì)占據(jù)先機(jī)。而目前新興產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,新型應(yīng)用 場(chǎng)景的不斷迭代諸如電動(dòng)車(chē)新車(chē)型的推出,給了特種工程塑料不斷測(cè)試并強(qiáng)化價(jià)值 的機(jī)會(huì)。未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)能的規(guī)模化上量,價(jià)格中樞下移,性?xún)r(jià)比進(jìn)一步凸顯,銷(xiāo) 量爆發(fā)是必然趨勢(shì)。特種工程塑料特點(diǎn)是介電性能、機(jī)械性能、耐高溫、耐高壓性能非常優(yōu)異,是通用 工程塑料難以媲美、普通塑料無(wú)法替代的階層。十四五以來(lái),電動(dòng)車(chē)、儲(chǔ)能、光伏、 充電樁系統(tǒng)等新能源趨勢(shì)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(bǔ)其性能缺陷,一方面國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快。以 LCP 為例, LCP 在三電連接器、5G 基站、小型電機(jī)等應(yīng)用場(chǎng)景是最佳選擇,因其具有耐高溫、 耐擊穿、介電損耗低、尺寸穩(wěn)定等多種優(yōu)勢(shì),電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量爆發(fā)帶來(lái)電子連接器需求 爆發(fā),未來(lái)對(duì)集成化要求更高的機(jī)器人的潛在需求更大。
國(guó)內(nèi)企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)速度超出市場(chǎng)預(yù)期。如金發(fā)科技自有專(zhuān)利高溫尼龍 PA 10T,從 0 到 3000 噸花了 10 年,繼 2019 年擴(kuò)能 1.5 萬(wàn)噸,此次 2022年半年報(bào)披露擬再增年產(chǎn) 1.5 萬(wàn)噸。沃特股份繼 2021 年啟動(dòng)年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸 LCP 項(xiàng)目與年產(chǎn) 1 萬(wàn)噸高性能新材料 項(xiàng)目后,又于今年擬建年產(chǎn) 4.5 萬(wàn)噸特種高分子材料項(xiàng)目。同時(shí)公司股權(quán)激勵(lì)定的 目標(biāo) 2022-25 年?duì)I收復(fù)合增速不低于 50%,歸母凈利復(fù)合增速不低于 60%。均印證 了產(chǎn)業(yè)爆發(fā)趨勢(shì)。高均價(jià)、高附加值,業(yè)績(jī)?nèi)菀壮A(yù)期。特種工程塑料價(jià)格遠(yuǎn)高于通用工程塑料與傳 統(tǒng)塑料,具有難以替代性,因此毛利率通常較高,十四五超預(yù)期的放量,很容易使 公司業(yè)績(jī)超預(yù)期,企業(yè)材料平臺(tái)化,也存在重估的機(jī)會(huì)。
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