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行业新闻

一文搞清中国化工新材料产业,就是这么全面!

 时 间:2019-12-16

材料是人类一切生产和生活的物质基础,历来是生产力的标志,对材料的认识和利用的能力,决定社会形态和人们的生活质量。新材料则是战略新兴产业发展的基石。

 

新材料种类

 

我国新材料产业现状

 

(一)我国新材料生产情况

 

几乎所有的新材料我国都能够生产并且正在生产,包括:

 

高性能工程材料

POK聚酮、PPO聚苯醚、PPS聚苯硫醚、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、POM、聚酰亚胺(PI)、PA(6、66、11、1010、56、46、12…)、PMMA、PET、PBT……..

 

电子化学品

光刻胶、导电高分子材料、电子封装材料、电子特种气体、平板显示(FPD)专用化学品、印制电路板材料及配套化学品、混成电路用化学品、电容器用材料、电器涂料、导电聚合物等其他电子电气用化学品。

 

新型弹性体

TPU、POE、SBS、SEBS、SEPS、TPEE、丙烯基弹性体、尼龙弹性体……(新型弹性体总量已接近传统弹性体一半了)。

 

新型纤维

氨纶、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维……

 

(二)强大的应用支撑我国新材料的发展

 

  • 我国拥有庞大的工业用户;
  • 庞大的造船大国、强国;
  • 世界最大的手机生产国;
  • 汽车产销量第一的国家;
  • 地铁、动车和高铁质量和数量第一的国家;
  • 冰箱、洗衣机等白电全球产量第一的国家;

 

因此,严格意义上来说,强大的下游应用产业给我国新材料产业的发展提供了巨大的推动力。

 

(三)政策推动我国新材料的发展

 

(1)国家发展改革委、商务部发布《鼓励外商投资产业目录(2019年版)》,重点提及的化学原料和化学制品制造业包括:差别化、功能性聚酯(PET);聚甲醛;聚苯硫醚;聚醚醚酮;聚酰亚胺;聚砜;聚醚砜;聚芳酯(PAR);聚苯醚;聚对 苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚酰胺(PA)及其改性材料;液晶聚合物等

 

(2)国家发改委《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》重点化工新材料关键技术产业化项目包括:聚苯硫醚;聚苯醚;芳族酮聚合物(聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮)、聚芳醚醚腈;聚芳酰胺;聚芳醚;热致液晶聚合物;新型可降解塑料等。

 

(3)中国石化联合会《石油和化学工业“十三五”发展规划指南》将高分子材料作为战略新兴产业列为优先发展的领域,明确高分子材料“十三五”发展的目的是:以提高自主创新能力为核心,以树脂专用料、工程塑料、新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料为发展重点,开发工程塑料、改性树脂、高端热固性树脂及其树脂基复合材料,以及可降解塑料等新材料制备技术。

 

(4)中国石油和化学工业联合会关于““十四五”化工新材料产业发展的战略和任务”的重点工作指导:开发5G通信基站用核心覆铜板用树脂材料(LCP、PI、环氧树脂等);聚砜、聚苯砜、聚醚醚酮、液晶聚合物等高性能工程塑料。

 

此外,我国新材料产业相关政策规划,还包括:

 

· 《中国制造2025》;
· 《新材料产业发展指南》将为“十四五”期间新材料产业发展指明重点方向。

 

(四)应用研发体系成为新材料发展利器

 

我国几十年来建立的应用研发体系功力深厚,例如中科院,包括北化所、过程所、宁波院、上海有机所、大化所、兰化所、应化所、煤化所…等,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。

 

按照材料划分,包括以下成熟的研发机构体系:

 

 

此外,还有大量大企业的研发中心,对产品应用的研究及配套的检測仪器设备很多达世界领先水平。

 

(五)与国外新材料的差距

 

我国新材料产业与国外差距主要在高品质的新材料。

 

我国缺乏超前的研发优势和研发成果的实用化开发力度,目前主要还是以仿制为主。虽然很多新材料已有能力生产,可是相关专利绕不开。

 

我国新材料产业发展趋势

 

发达国家均全力发展新材料产业,例如美国将新材料称之为“科技发展的骨肉”,我国新材料发展也将由原材料、基础化工材料逐步过渡至新兴材料、半导体材料、新能源材料、节能(轻量化)材料。

 

(一)资本眼中的新材料产业风口

 

1.千亿级风口

千亿级风口主要是高性价比、高性能电子化学品,包括芯片、传感器,以及半导体电子(电子胶粘剂、光刻胶、导电材料、高纯气体、溶剂等)。

 

2.万亿级风口

万亿级风口主要是新能源相关材料,包括固态电池、燃料电池、氢燃料电池、锂电池、太阳能光伏、可再生能源、储能、风能等。

 

3.其他风口

其他风口包括:处于加速发展期的生物可降解材料(有利于垃圾分类等)、3D打印新材料、结构化材料、以及轻量化、节能材料。

 

(二)未来新材料的超级印钞机?

 

新材料产业的三个热点

 

01三大热点之一:芳纶、PI和PA

 

⏬ 芳纶--关键的战略材料

 

芳纶下游应用高端,是关键的战略材料。

 

芳纶产品的特点是门槛高,国内企业少,国产化替代趋势明显,目前行业上升趋势明显。

 

芳纶产品的门槛主要是技术和客户准入门槛,要进入市场需要做安全认证,需要几年的成功案例,下游应用领域对安全性的要求都很高。

 

目前全球的对位芳纶处于近平衡状态,国内对位芳纶80%依赖进口。从全球来看,随着应用领域的增加,对位芳纶需求将逐渐增加,预计未来5年全球对位芳纶的需求量将达到15万吨左右。按照每年增速10%计算,2020年我国对位芳纶的需求量将达到13000吨,2025年对位芳纶的需求量将达到25000吨。


全球间位芳纶行业主要被美国杜邦、泰和新材、日本帝人等公司占据。其中杜邦产能以67%位居第一,帝人占比为7%。

 

⏬ 聚酰亚胺—— “解决问题的能手”

 

聚酰亚胺,是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400℃以上 ,长期使用温度范围-200~300℃,部分无明显熔点,高绝缘性能,103 赫下介电常数4.0,介电损耗仅0.004~0.007,属F至H。

 

PI薄膜

PI薄膜为PI系列产品中应用最早,最为成熟的产品,是绝缘薄膜最优选择,高端产品国产化浪潮已近。

 

电子级以下PI薄膜已实现国产自给自足,电子级及以上PI薄膜市场仍主要由海外公司瓜分。

 

随着国内化学亚胺法生产线的逐渐落地,国内厂商将参与分享高端市场近百亿市场。未来随着FCCL市场保持高增速,以及OLED快速普及对柔性衬底需求的提升,高端电子级PI薄膜市场将处于快速扩张期。

 

PI纤维

扎根军用市场,民用市场开发提速。PI纤维耐热性能、机械性能优异,是航空航天和军用飞机等重要领域的核心配件材料,其在军用市场的应用具备不可替代性。


在商用领域,PI纤维在环保滤材、防火材料等应用目前正处于孕育期,未来有望为PI纤维增添新活力。

 

PI/PMI泡沫

受益军舰建造高潮,迎“蓝海”时代。PI泡沫目前最为重要的应用为舰艇用隔热降噪材料,目前我国海军正处于第三次建船高潮,PI泡沫作为新型战舰中的首选隔热降噪材料,未来需求有望快速提升。此外PMI泡沫作为最为优异的结构泡沫芯材,广泛用于风机叶片,直升机叶片,航空航天等领域中,其对于PET泡沫的替代趋势明确,市场空间广阔。

 

PI基复合材料

轻量化是大趋势,主打高端市场。纤维增强复合材料是镁铝合金之后的新一代轻量化材料,以聚酰亚胺作为树脂基的复合材料耐高温和拉伸性能出色,应用十分广泛。随着碳纤维产业的逐渐成熟,碳纤维增强复合材料需求增长明显,聚酰亚胺+碳纤维的组合作为最为优异的复合材料组合之一,在抢占高端市场方面优势明显。

 

PSPI(光敏聚酰亚胺)

光刻胶、电子封装双领域发力,享电子产品高端化红利。光敏聚酰亚胺主要有光刻胶和电子封装两大应用。PSPI光刻胶相比于传统光刻胶,无需涂覆光阻隔剂,能大幅缩减加工工序。同时PSPI也是重要的电子封装胶。

 

光敏聚酰亚胺作为封装材料可用于:缓冲涂层、钝化层、α射线屏蔽材料、层间绝缘材料、晶片封装材料等,同时还广泛应用于微电子工业中,包括集成电路以及多芯片封装件等的封装中。

 

⏬ 尼龙

 

耐高温尼龙

 

高温尼龙的技术壁垒比较高,该产业一直未得到大规模的发展,市场需求发面存在巨大的空白。我国耐高温尼龙研究比较晚,新品种的开发主要以PA6T改性为主,以合成新型尼龙为辅。

 

高温尼龙作为一种高性能工程材料市场不断扩大,预计中国在未来几年里对高温尼龙的需求将以15%~25%的速度增长。

 

耐高温尼龙潜在需求占尼龙20-30%,而五年内中国市场对尼龙的需求有望达万吨。

 

尼龙弹性体

 

尼龙弹性体就是聚酯/聚醚-聚酰胺嵌段共聚物,最常见的是聚醚嵌段酰胺(PEBA),它较为突出的性能是高回弹性、轻质和低温耐冲击性能。

 

尼龙弹性体的能量回馈可以达到85%,比Boost缓震科技高约15%,拥有更棒的吸震缓冲效果。与TPU相比,它的质量更轻。

 

尼龙弹性体的合成技术门槛较高,大多掌握在法国阿科玛、德国赢创、日本宇部兴产等国外大厂手里。

 

尼龙弹性体市场需求潜力巨大,除了440亿双鞋/年的底材需求,还有对聚氨酯软泡、塑胶跑道材料的替代。

 

02三大热点之二:电子化学品

 

电子化学品是专为电子信息产品制造中的显影、蚀刻、清洗和电镀等工艺配套的细化工材料,是集成电路、平板显示制造等信息产业的重要支撑材料。

 

2017年,世界电子化学品产值>1500亿美元,中国产值约2600亿元,预计2018-2022年,年均增长率约为11%。包括陶氏、霍尼韦尔、三菱化学和巴斯夫等公司,正竞相将电子化学品业务重点放在包括中国在内的亚太地区。中国丰富的原材料以及靠近下游需求等方面优势明显,电子化学品产能向国内转移已成为大势所趋。

 

03三大热点之三:轻量化、节能材料

 

轻量化的关键——高性能新材料如TPEE、POM、PI、PA、PU、TEEK、PPA、PTT等替代比重几倍的钢铁。

聚合物固化技术——美国伊利诺大学ScottWhite教授率领的研究团队开发出一种新的聚合物固化技术,只需小型热源就可在短时间内完成聚合物制造,与目前的制造工艺相比,可降低10个数量级的能耗,并减少2个数量级的工时。

碳纤维——在追求高性能的同时、轻量化。

 

新材料产业的四大材料

 

01四大材料之一:薄膜

 

材料薄膜市场

我国材料薄膜产业增速平稳,2010-2017年我国材料薄膜产量由799万吨增加至1570万吨,年均复合增速达10%。

 

2017年全球液晶聚合物薄膜和层压板销售量约9050吨,复合年增长率为6.7%。

 

快递包装薄膜将呈现减量化、绿色化、可循环发展趋势。

 

背光模组光学膜将趋于高亮度化、薄型化、轻量化、高色域化发展。

 

光学聚酯薄膜产业

功能性聚酯原料制备技术,是制膜企业的核心技术之一,其中纳微米添加改性,涉及到滑爽均匀性,结晶均匀性和静电压膜性等正是阻碍行业发展的技术瓶颈。

 

国内光学聚酯薄膜产业目前还处于起步阶段,大多集中于薄膜的拉伸成型加工上,缺少对光学聚酯薄膜技术的系统性研究。

 

在光学聚酯薄膜材料(专用切片及母料)、配方设计,装备及工艺控制等方面难以同国际巨头抗衡,这些都制约了我国新型显示等产业的发展;三是行业的整体科技创新缺少协同与联动。

 

BOPA薄膜产业

BOPA薄膜主要应用于食品、日化、医药、电子、建筑、机械等包装领域,其中食品包装就占据了70%-80%的份额,主要是用于高温蒸煮、冷冻、休闲类食品。

 

预计在未来的几年里,中国软包装和BOPA薄膜市场将继续呈现增长态势,且海外市场会成为另一新的增长点。

 

BOPET薄膜产业

BOPET薄膜因其优异的物化性能和环保性能,BOPET被誉为21世纪最具发展潜力的新型材料之一。

 

我国BOPET聚酯薄膜需求量占全球需求总量的33%。

 

下游应用行业主要是包装材料、电子信息、电气绝缘、护卡、影像胶片、热烫印箔、太阳能应用、光学、航空、建筑、农业等生产领域。

 

目前国内厂商生产的聚酯薄膜最大的应用领域是包装业,如食品饮料包装、医药包装,还有一部分特种功能性聚酯薄膜应用于电子元器件、电器绝缘等高端领域。

 

BOPP薄膜产业

BOPP薄膜有“包装皇后”的美称,我国BOPP薄膜表观消费量2013年为251.0万吨,2017年已达330万吨,5年增长了32%。

 

随着我国消费水平的不断提高和后加工的彩印复合、复膜、镀铝、涂布等行业的迅猛发展,对BOPP膜的需求存在极大的市场潜力。

 
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